WO2013107671A1 - Common rail injection system for an internal combustion engine - Google Patents

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WO2013107671A1
WO2013107671A1 PCT/EP2013/050262 EP2013050262W WO2013107671A1 WO 2013107671 A1 WO2013107671 A1 WO 2013107671A1 EP 2013050262 W EP2013050262 W EP 2013050262W WO 2013107671 A1 WO2013107671 A1 WO 2013107671A1
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pressure pump
fuel
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internal combustion
pump
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PCT/EP2013/050262
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Thomas Schmidbauer
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Continental Automotive Gmbh
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    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
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    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
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    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically

Definitions

  • the invention relates to a common rail injection system in which individual pump strokes of a high pressure fuel pump can be selectively switched on and / or off, in other words, the invention relates to a selective injection common rail injection system - And shutdown of individual pump strokes of a high-pressure pump, in particular by means of a digital inlet valve (DIV).
  • DIV digital inlet valve
  • Common rail injection systems are fuel injection systems for internal combustion engines in which a high pressure pump compresses the fuel to a high pressure level and this highly compressed fuel is introduced into a common rail. From the distributor pipe, so-called injectors are fed, via which the highly compressed fuel is injected into the combustion chambers of the engine.
  • this technique permits a plurality of injection per working stroke. This allows, for example, a pre-injection of a smaller amount of fuel through which a quieter engine operation can be achieved.
  • a post-injection after the actual main injection for example, when using SCR catalysts (selective catalytic reduction), the nitrogen oxide content in the exhaust gas can be reduced.
  • the post-injection can be used to increase the energy content (calorific value) of the exhaust gas, for example, if necessary, the frbumble a
  • the high-pressure pump supplies as constant a fuel pressure as possible to the distributor tube as pressure accumulator.
  • the fuel in particular diesel fuel
  • the volume of the manifold serves as accumulator volume, over which pressure peaks can be equalized. It can be better compensated Druckspitzten, the larger the storage volume of the pressure accumulator, as a manifold, is.
  • larger volumes lead to a greater inertia of the injection system, since a correspondingly high operating pressure in the entire rail system must be established.
  • compensation of the pressure peaks within the rail system is necessary in order to avoid pressure waves at the injectors, which could uncontrollably influence the fuel quantity injected into the combustion chamber. This would adversely affect the efficiency of incineration.
  • the common-rail injection system has a fuel return system. tion from the rail system into the fuel tank. If a pressure dependent on the operating state of the internal combustion engine is built up in the distributor pipe, excess fuel is returned to the fuel tank via a pressure regulating valve. This heats the fuel, which can lead to increased wear of the fuel-carrying parts. In order to avoid damage to the system, the fuel must therefore be cooled in the return from the, for which further system components, such as Kraftstoffküh- 1er must be provided.
  • the high-pressure pump of the common-rail injection system must ensure a continuous supply of fuel to all injectors under all operating conditions of the engine (idle, part-load, full load).
  • the performance of the high-pressure pump is designed so that at any time and in any operating condition of the engine more fuel can be pumped through the high-pressure pump, as for the operation of the engine in the respective operating condition is necessary. From this it finally follows that the high-pressure pump is clearly oversized for the average normal operating state in order to be able to ensure a sufficient reserve for overfeeding even in full-load operation.
  • the high-pressure pump also means that it has a higher energy requirement, which must be provided by the internal combustion engine. This reduces the efficiency of the engine.
  • the invention thus proposes a common-rail injection system for an internal combustion engine, comprising a high-pressure pump, a distributor tube and at least one injector, wherein the high-pressure pump delivers fuel for operating the internal combustion engine into the distributor tube, which via the at least one with the distributor tube fluidically connected injector can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine, which is characterized in that the injection system fluidically arranged upstream of the high-pressure pump has an inlet valve, by means of which the Kraftstoffzuflus s to the high pressure pump is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high-pressure pump.
  • the injection system By means of the injection system according to the invention, it is possible to provide an increase in the pump stroke frequency of the high-pressure pump without this increase in frequency leading to a significant increase in wear or a reduction in the service life of the pump.
  • the provision of an inlet valve upstream of the high-pressure pump makes it possible to switch it off for selective delivery cycles by interrupting the supply of fuel to the high-pressure pump.
  • the pump stroke frequency is doubled or multiplied with the same piston volume of the high-pressure pump.
  • This can be achieved, for example, by doubling or multiplying the lift cams of the camshaft of the high-pressure pump.
  • This results in the Volllastbestriebrieb the internal combustion engine, a corresponding multiplication of the provided fuel volume.
  • an inlet valve upstream of the high-pressure pump this would result on the one hand in an excessive fuel volume during idling or part-load operation of the engine and, on the other hand, a significantly higher wear on the high-pressure pump.
  • pump strokes can be selectively switched load-free by the Fuel supply to the high-pressure pump is interrupted.
  • the fuel supply to the high-pressure pump is interrupted every second pump stroke and thus the hub takes place without load.
  • the load on the high-pressure pump is significantly reduced, whereby the usually associated with the increase of Pumpenhubfreguenz greater wear can be reduced.
  • the high-pressure pump is a multi-piston pump and the fuel flow to the individual pistons is selectively interruptible by means of the inlet valve.
  • the power of the pump can be multiplied in full-load operation, without requiring an increase in the pump volume.
  • the load can be evenly distributed to the piston of the multi-piston pump and excessive wear of individual pistons is avoided. It may be provided in a further embodiment of the invention that a multi-piston high-pressure pump for each piston, a separate inlet valve is provided.
  • the inlet valve is a solenoid valve or a piezoelectric valve.
  • the inlet valve is a valve with a digital control (DIV, Digital Jnlet Valve). This allows the integration of the control of the intake valve in the engine management of modern internal combustion engines.
  • the inlet valve is controllable via a control unit (ECU, Electonic Control Unit) of the injection system as a function of the operating state of the internal combustion engine.
  • ECU Electonic Control Unit
  • the delivery rate of the high-pressure pump is possible directly via the control unit of the injection system, which makes it possible to regulate the delivery rate as a function of the characteristic diagram of the engine control unit.
  • a further advantage of the present invention is the increased delivery accuracy in the operating state of the minimum quantity delivery of the high-pressure pump or of the minimum quantity consumption of the internal combustion engine.
  • the actual hydraulic delivery per pump stroke at the pump output always deviates slightly from the target value specified by the ECU. This deviation increases in proportion to the nominal delivery capacity of the high-pressure pump, the smaller the delivery capacity currently called itself. Due to the load-free switching of individual pump strokes, the delivery deviation can advantageously be significantly reduced with minimum delivery, whereby the high pressure-side pressure control in the common rail injection system is simplified.
  • a high pressure pump for a common rail injection system of an internal combustion engine having a manifold and at least one injector.
  • the high-pressure pump promotes fuel for operating the internal combustion engine in the common rail injection system, in particular in the manifold, which can be injected via the at least one fluidically connected to the manifold injector in a combustion chamber of the internal combustion engine (800).
  • the high-pressure pump to an inlet valve, which is arranged in particular in terms of flow in front of the high-pressure pump, by means of which the Kraftstoffzuflus s to the high-pressure pump is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high-pressure pump.
  • a motor vehicle which has a common-rail injection system described above or a high-pressure pump described above.
  • the invention further relates to a method for operating a common-rail injection system for an internal combustion engine, wherein a high-pressure pump delivers fuel for operation of the internal combustion engine in a manifold, which is injected by means of a fluidically connected to the manifold injector in a combustion chamber of the internal combustion engine, which is characterized in that the fuel flow to the high pressure pump is selectively interrupted for individual delivery cycles of the high pressure pump.
  • the method according to the invention it is possible by means of the method according to the invention to provide an increase in the pump stroke frequency of the high-pressure pump, without this increase in frequency leading to a significant increase in wear or a reduction in the service life of the pump.
  • This allows the safe fuel supply even larger combustion engines with relatively small-volume high-pressure pumps.
  • the fuel inflow to the high-pressure pump is interrupted as a function of the operating state of the engine.
  • the high-pressure pump is operated with a pump stroke frequency which corresponds to a multiple of the injection frequency and part of the pump stroke cycles are switched load-free in the partial load or idle mode by the interruption of the fuel supply to the injection pump.
  • the high-pressure pump is a multi-piston pump and the fuel flow to the individual pistons is selectively interrupted by means of the inlet valve.
  • the power of the pump can be multiplied in full load operation, without requiring an increase in the pump volume.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a common rail injection system according to the invention
  • FIG. 2 shows the pumping cycle resulting from the profile of a camshaft of a high-pressure pump
  • FIG. 3 shows the delivery curve resulting from the load-free switching of individual pump strokes of a high-pressure pump.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a common rail injection system 100 according to an embodiment of the invention.
  • Fuel is withdrawn from a fuel tank 200 from a fuel pump 300 via a fuel line 210. Via a fuel line 310, the fuel is fed by means of the fuel pump 300 to an inlet valve 400.
  • the intake valve 400 regulates the flow of fuel via a fuel line 410 to a high-pressure pump 500. In this case, the intake valve 400 may also be an integral part of the high-pressure pump 500.
  • the compressed fuel is conveyed via a high-pressure line 510 to a distributor pipe (rail) 600, from where it reaches the injectors 700 via high-pressure lines 610.
  • the compressed fuel is injected into the combustion chambers of an internal combustion engine 800 via the injectors 700.
  • the manifold 600 is over a
  • Fuel return line 620 connected to the fuel tank. Via the fuel return line 620 excess fuel is returned from the manifold 600 to the fuel tank.
  • the injection system 100 is controlled by a control device (ECU) 900, which is signal-connected via at least the injectors 700 and the inlet valve 400 via control lines 910.
  • ECU control device
  • the high-pressure pump operates with a pump stroke frequency which corresponds to a multiple of the injection frequency of the fuel injected via the injectors 700 into the combustion chambers of the internal combustion engine 900. speaks. This ensures that the high-pressure pump 500 promotes sufficient fuel into the distributor tube 600 even in the case of full-load operation of the internal combustion engine 900.
  • the fuel flow to the high-pressure pump 500 may be selectively interrupted by means of the intake valve 400 for individual pump strokes of the high-pressure pump 500. As a result, these pump strokes are switched load-free and do not deliver fuel into the manifold 600. Excessive fuel return via line 620 can thereby be avoided. This also avoids excessive loading and, if necessary, accompanying increased wear of the high-pressure pump 500.
  • the inlet valve 400 may, for example, as a digital
  • controllable solenoid or piezoelectric valve i.e., as a DIV
  • the control unit receives a further characteristic curve, which can be taken into account for the optimized control of the internal combustion engine.
  • Fig. 2 shows the pump cycle resulting from profiles of camshafts of high pressure pumps.
  • the pump cycle curve 535 results.
  • the stroke of the pump piston depends on the distance from the top dead center to the bottom dead center of the camshaft.
  • the cycle from top dead center to bottom dead center and back to top dead center corresponds to a pump cycle.
  • FIG. 3 shows the delivery curve resulting from the load-free switching of individual pump strokes of a high-pressure pump.
  • Curve 550 shows the delivery rate of a high pressure pump with a 2 cam camshaft as shown at 530 in FIG.
  • Curve 570 shows the capacity of a pump of equal pump volume with a 4 cam camshaft as shown at 540 in FIG.
  • the capacity 570 of the 4-cam camshaft is significantly too large for the part-load or idling operation of an internal combustion engine. Therefore, it is provided according to the invention that pump cycles of a high-pressure pump are selectively switched free of load, that is to say the fuel supply to the high-pressure pump is interrupted for selective pump strokes.
  • the delivery rate in this case is between the delivery line of the double-lobe high-pressure pump of the same volume and the full delivery, ie the delivery without interrupting the fuel supply to the high-pressure pump, a volume-identical 4-cam high-pressure pump. This makes it possible to safely supply even with relatively small-volume high-pressure pumps larger internal combustion engines with fuel, whereby the efficiency of the internal combustion engine can be increased overall.

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Abstract

The invention relates to a common rail injection system (100) for an internal combustion engine, having a high-pressure pump (500), a distributor pipe (600) and at least one injector (700), wherein the high-pressure pump delivers fuel for operating the internal combustion engine (800) to the distributor pipe. The fuel can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine via the at least one injector fluidly connected to the distributor pipe. The system is characterised in that the injection system has an inlet valve (400) which is arranged fluidly upstream of the high-pressure pump and which allows the fuel flow to the high-pressure pump to be selectively interrupted for individual delivery cycles of the high-pressure pump.

Description

Beschreibung description
Common-Rail-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-Einspritzsystem, bei welchem einzelne Pumpenhübe einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe selektiv an- und/oder abgeschaltet werden können, anders ausgedrückt betrifft die Erfindung ein Common-Rail-Einspritzsystem mit selektiver An- und Abschaltung einzelner Pumpenhübe einer Hochdruckpumpe, insbesondere mittels einem digitalem Einlassventil (DIV) . The invention relates to a common rail injection system in which individual pump strokes of a high pressure fuel pump can be selectively switched on and / or off, in other words, the invention relates to a selective injection common rail injection system - And shutdown of individual pump strokes of a high-pressure pump, in particular by means of a digital inlet valve (DIV).
Als Common-Rail-Einspritzsysteme werden Kraftstoffeinspritz- systeme für Verbrennungsmotoren bezeichnet, bei welchen eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau verdichtet und dieser hochverdichtete Kraftstoff in ein Verteilerrohr ( Common-Rail ) eingebracht wird. Von dem Verteilerrohr aus werden sogenannte Injektoren gespeist, über welche der hochverdichtete Kraftstoff in die Brennräume des Motors ein- gespritzt wird. Common rail injection systems are fuel injection systems for internal combustion engines in which a high pressure pump compresses the fuel to a high pressure level and this highly compressed fuel is introduced into a common rail. From the distributor pipe, so-called injectors are fed, via which the highly compressed fuel is injected into the combustion chambers of the engine.
Im Unterschied zu Motoren mit klassischen Einspritzsystemen, wie zum Beispiel Reiheneinspritzpumpen oder Verteilereinspritzpumpen, welche für jeden Zylinder des Verbrennungsmo- tors eine eigene Druckleitung zur KraftstoffVersorgung von der Einspritzpumpe zu den Einspritzdüsen der Zylinder aufweisen, die strömungstechnisch untereinander nicht verbunden sind, weist das Common-Rail-Einspritzsystem eine gemeinsame Hochdruckleitung auf. Hierdurch ist es im Gegensatz zur den klassischen Einspritzsystemen möglich, den Einspritzzeitpunkt und die Einspritzmenge unabhängig von dem Winkel der Kurbelwelle des Motor zu steuern. Über die gemeinsame Hochdruckleitung liegt an den Injektoren kontinuierlich ein für die Einspritzung notwendiger Druck an. Dieser Druck kann in einem Bereich von bis zu 250 MPa liegen. Die Injektoren fungieren in dem Common-Rail-System als elektromagnetisch oder piezoelektrisch angesteuertes Ventil, über welches der unter Hochdruck stehende Kraftstoff in den Brennraum eingebracht wird. Diese Technik erlaubt im Gegensatz zu den klassischen Einspritzsystemen mit Reihen- oder Verteilereinspritzpumpen, welche nur eine Einspritzung pro Arbeitstakt des Zylinders ermöglichen, eine Mehrzahl von Einspritzung je Arbeitstakt. Dies ermöglicht beispielsweise eine Voreinspritzung einer kleineren Kraftstoffmenge, durch welche ein ruhigerer Motorlauf erreicht werden kann. Durch das Vorsehen einer Nacheinspritzung nach der eigentlichen Haupteinspritzung kann z.B. bei der Verwendung von SCR-Katalysatoren (selektive katalyti- sehe Reduktion) der Stickoxidgehalt im Abgas gesengt werden. Auch kann die Nacheinspritzung zur Steigerung des Energiegehaltes (Brennwert) des Abgases genutzt werden, um so beispielsweise bei Bedarf das freibrennen eines In contrast to engines with conventional injection systems, such as in-line injection pumps or distributor injection pumps, which for each cylinder of the internal combustion engine own pressure line for fuel supply from the injection pump to the injection nozzles of the cylinder, which are not fluidically interconnected, has the common rail Injection system on a common high pressure line. This makes it possible, in contrast to the classical injection systems, to control the injection time and the injection quantity independently of the angle of the crankshaft of the engine. About the common high-pressure line is applied to the injectors continuously necessary for the injection pressure. This pressure can be in a range of up to 250 MPa. The injectors function in the common-rail system as an electromagnetically or piezoelectrically actuated valve, via which the high-pressure fuel is introduced into the combustion chamber. In contrast to the conventional injection systems with in-line or distributor injection pumps, which permit only one injection per working stroke of the cylinder, this technique permits a plurality of injection per working stroke. This allows, for example, a pre-injection of a smaller amount of fuel through which a quieter engine operation can be achieved. By providing a post-injection after the actual main injection, for example, when using SCR catalysts (selective catalytic reduction), the nitrogen oxide content in the exhaust gas can be reduced. Also, the post-injection can be used to increase the energy content (calorific value) of the exhaust gas, for example, if necessary, the freibrennen a
Rußpartikelfilters zu ermöglichen. Soot particulate filter to allow.
In dem Common-Rail-Einspritzsystem liefert die Hochdruckpumpe einen möglichst konstanten Kraftstoffdruck an das Verteilerrohr als Druckspeicher. Um die aus den Pumpenhüben der Hochdruckpumpe resultierenden Druckspitzen zumindest teilweise abzufangen wird in einem Common-Rail-Einspritzsystem ausgenutzt, dass der Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff, eine gewisse Kompressibilität aufweist. Zusätzlich dient das Volumen des Verteilerrohrs als Druckspeichervolumen, über welches Druckspitzen egalisiert werden können. Dabei können Druckspitzten umso besser kompensiert werden, je größer das Speichervolumen des Druckspeichers, als Verteilerrohrs, ist. Auf der anderen Seite führen größere Volumina zu einer größeren Trägheit des Einspritzsystems, da ein entsprechend hoher Betriebsdruck im gesamten Rail-System aufgebaut werden muss. Eine möglichst weitgehende Kompensation der Druckspitzen innerhalb des Rail-Systems ist jedoch notwendig, um Druckwellen an den Injektoren zu vermeiden, die die jeweils in den Verbrennungsraum eingespritzte Kraftstoffmenge unkontrollierbar beeinflussen könnten. Dies würde die Effizienz der Verbren- nung nachteilig beeinflussen. In the common-rail injection system, the high-pressure pump supplies as constant a fuel pressure as possible to the distributor tube as pressure accumulator. In order to at least partially absorb the pressure peaks resulting from the pump strokes of the high-pressure pump, use is made in a common-rail injection system that the fuel, in particular diesel fuel, has a certain compressibility. In addition, the volume of the manifold serves as accumulator volume, over which pressure peaks can be equalized. It can be better compensated Druckspitzten, the larger the storage volume of the pressure accumulator, as a manifold, is. On the other hand, larger volumes lead to a greater inertia of the injection system, since a correspondingly high operating pressure in the entire rail system must be established. However, as far as possible compensation of the pressure peaks within the rail system is necessary in order to avoid pressure waves at the injectors, which could uncontrollably influence the fuel quantity injected into the combustion chamber. This would adversely affect the efficiency of incineration.
Um eine möglichst konstante Druckversorgung sicherzustellen weist das Common-Rail-Einspritzsystem eine Kraftstoffrückfüh- rung aus dem Rail-System in den Kraftstofftank auf. Ist ein vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors abhängiger Druck im Verteilerrohr aufgebaut, wird überschüssiger Kraftstoff über ein Druckregelventil in den Kraftstoffbehälter zurückge- führt. Hierbei erhitzt sich der Kraftstoff, was zu einem erhöhten Verschleiß der kraftstoffführenden Teile führen kann. Um eine Schädigung des Systems zu vermeiden muss der Kraftstoff daher bei der Rückführung aus dem gekühlt werden, wozu weitere Systemkomponenten, wie beispielsweise Kraftstoffküh- 1er vorgesehen werden müssen. In order to ensure as constant a pressure supply as possible, the common-rail injection system has a fuel return system. tion from the rail system into the fuel tank. If a pressure dependent on the operating state of the internal combustion engine is built up in the distributor pipe, excess fuel is returned to the fuel tank via a pressure regulating valve. This heats the fuel, which can lead to increased wear of the fuel-carrying parts. In order to avoid damage to the system, the fuel must therefore be cooled in the return from the, for which further system components, such as Kraftstoffküh- 1er must be provided.
Die Hochdruckpumpe des Common-Rail-Einspritzsystems muss für eine kontinuierliche KraftstoffVersorgung aller Injektoren bei allen Betriebszuständen des Motors (Leerlauf, Teillast, Volllast) Sorge tragen. Dazu wird die Leistung der Hochdruckpumpe so ausgelegt, dass zu jeder Zeit und in jedem Betriebszustand des Motors mehr Kraftstoff durch die Hochdruckpumpe gefördert werden kann, als für den Betrieb des Verbrennungsmotors in dem jeweiligen Betriebs zustand notwendig ist. Hie- raus folgt letztendlich, dass die Hochdruckpumpe für den durchschnittlichen normalen Betriebszustand deutlich Überdimensioniert ist um eine hinreichende Reserve zur Überförderung auch im Vollastbetrieb sicherstellen zu können. The high-pressure pump of the common-rail injection system must ensure a continuous supply of fuel to all injectors under all operating conditions of the engine (idle, part-load, full load). For this purpose, the performance of the high-pressure pump is designed so that at any time and in any operating condition of the engine more fuel can be pumped through the high-pressure pump, as for the operation of the engine in the respective operating condition is necessary. From this it finally follows that the high-pressure pump is clearly oversized for the average normal operating state in order to be able to ensure a sufficient reserve for overfeeding even in full-load operation.
Eine größere Dimensionierung der Hochdruckpumpe führt jedoch auch dazu, dass diese einen höheren Energiebedarf aufweist, der durch den Verbrennungsmotor bereitgestellt werden muss. Hierdurch wird die Effizienz des Motors reduziert. However, a larger dimensioning of the high-pressure pump also means that it has a higher energy requirement, which must be provided by the internal combustion engine. This reduces the efficiency of the engine.
Dies berücksichtigend ist es die Aufgabe der vorliegenden Er- findung ein Common-Rail-Einspritz System anzugeben, welches unter Verwendung einer abmessungstechnisch minimierten Hochdruckpumpe eine hinreichende Druckversorgung des Einspritzsystems erlaubt. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch dieTaking this into consideration, it is the object of the present invention to specify a common-rail injection system which, by using a dimension-minimized high-pressure pump, allows a sufficient pressure supply to the injection system. The object is achieved by the
Merkmale der Ansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Mit der Erfindung wird somit ein Common-Rail-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen, aufweisend eine Hochdruckpumpe, ein Verteilerrohr und wenigstens einen Injektor, wobei die Hochdruckpumpe Kraftstoff zum Betrieb des Ver- brennungsmotors in das Verteilerrohr fördert, welcher über den zumindest einen mit dem Verteilerrohr strömungstechnisch verbundenen Injektor in einen Brennraum des Verbrennungsmotors einspritzbar ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Einspritzsystem strömungstechnisch vor der Hoch- druckpumpe angeordnet ein Einlassventil aufweist, mittels welchem der Kraftstoffzuflus s zur Hochdruckpumpe selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe unterbrechbar ist. Features of claims 1 and 6. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The invention thus proposes a common-rail injection system for an internal combustion engine, comprising a high-pressure pump, a distributor tube and at least one injector, wherein the high-pressure pump delivers fuel for operating the internal combustion engine into the distributor tube, which via the at least one with the distributor tube fluidically connected injector can be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine, which is characterized in that the injection system fluidically arranged upstream of the high-pressure pump has an inlet valve, by means of which the Kraftstoffzuflus s to the high pressure pump is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high-pressure pump.
Mittels des erfindungsgemäßen Einspritzsystems ist es mög- lieh, eine Erhöhung der Pumpenhubfreguenz der Hochdruckpumpe vorzusehen, ohne dass diese Freguenzerhöhung zu einer signifikanten Erhöhung des Verschleißes oder einer Verringerung der Lebensdauer der Pumpe führt. Ausgleichend zu der Erhöhung der Pumpenhubfreguenzen ist es durch das Vorsehen eines Ein- lassventils vor der Hochdruckpumpe möglich, diese für selektive Förderzyklen lastfrei zu schalten, indem die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe unterbrochen wird. By means of the injection system according to the invention, it is possible to provide an increase in the pump stroke frequency of the high-pressure pump without this increase in frequency leading to a significant increase in wear or a reduction in the service life of the pump. By compensating for the increase in pump stroke frequencies, the provision of an inlet valve upstream of the high-pressure pump makes it possible to switch it off for selective delivery cycles by interrupting the supply of fuel to the high-pressure pump.
So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass bei gleichem Kolbenvolumen der Hochdruckpumpe die Pumpenhubfreguenz verdoppelt oder vervielfacht wird. Dies kann beispielsweise durch Verdoppelung bzw. Vervielfachung der Hubnocken der Nockenwelle der Hochdruckpumpe erreicht werden. Hierdurch ergibt sich im Volllastbestrieb des Verbrennungsmotors eine entsprechende Vervielfachung des bereitgestellten Kraftstoffvolumens. Ohne das erfindungsgemäße Vorsehen eines Einlassventils vor der Hochdruckpumpe würde sich daraus einerseits ein zu großes Kraftstoffvolumen im Leerlauf- bzw. Teillastbetrieb des Motors ergeben und andererseits eine deutlich höhe- rer Verschleiß der Hochdruckpumpe. For example, it may be provided that the pump stroke frequency is doubled or multiplied with the same piston volume of the high-pressure pump. This can be achieved, for example, by doubling or multiplying the lift cams of the camshaft of the high-pressure pump. This results in the Volllastbestriebrieb the internal combustion engine, a corresponding multiplication of the provided fuel volume. Without the provision according to the invention of an inlet valve upstream of the high-pressure pump, this would result on the one hand in an excessive fuel volume during idling or part-load operation of the engine and, on the other hand, a significantly higher wear on the high-pressure pump.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines Einlassventils können selektiv Pumpenhübe lastfrei geschaltet werden, indem die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe unterbrochen wird. So kann es im Leerlauf- oder Teillastbetrieb der beispielsweise vorgesehen sein, dass bei jedem zweiten Pumpenhub die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe unterbrochen wird und somit der Hub lastfrei erfolgt. Hierdurch wird zum eine die geförderte Kraftstoffmenge reduziert und eine übermäßige Überförderung wird vermieden. Zum anderen wird die Belastung der Hochdruckpumpe deutlich reduziert, wodurch der normalerweise mit der Erhöhung der Pumpenhubfreguenz einhergehende stärkere Verschleiß reduziert werden kann. By providing an inlet valve according to the invention, pump strokes can be selectively switched load-free by the Fuel supply to the high-pressure pump is interrupted. Thus, it may be provided in the idling or part-load operation, for example, that the fuel supply to the high-pressure pump is interrupted every second pump stroke and thus the hub takes place without load. As a result, the amount of fuel delivered is reduced and excessive overfeeding is avoided. On the other hand, the load on the high-pressure pump is significantly reduced, whereby the usually associated with the increase of Pumpenhubfreguenz greater wear can be reduced.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist kann es vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpe eine Mehrkolbenpumpe ist und der Kraftstoffzufluss zu den einzelnen Kolben mittels des Einlassventils selektiv unterbrechbar ist. Hierdurch kann in der bereits zuvor beschrieben Art die Leistung der Pumpe im Vollastbetrieb vervielfacht werden, ohne dass es dazu einer Vergrößerung des Pumpenvolumens bedarf. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im Leerlauf- und/oder Teillastbetrieb der Hochdruckpumpe die Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Kolben der Pumpe unterbrochen wird, um die Förderleistung zu reduzieren. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass nicht immer ein und derselbe Kolben lastfrei geschaltet wird, sondern die Kolben abwechselnd lastfrei geschaltet werden. Hierdurch kann die Belastung gleichmäßig auf die Kolben der Mehrkolbenpumpe verteilt werden und ein übermäßiger Verschleiß einzelner Kolben wird vermieden. Dabei kann es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass bei einer mehrkolbigen Hochdruckpumpe für jeden Kolben ein separates Einlassventil vorgesehen ist. In one embodiment of the invention it can be provided that the high-pressure pump is a multi-piston pump and the fuel flow to the individual pistons is selectively interruptible by means of the inlet valve. As a result, in the manner already described above, the power of the pump can be multiplied in full-load operation, without requiring an increase in the pump volume. In particular, provision may be made for the fuel supply to individual pistons of the pump to be interrupted during idling and / or partial load operation of the high-pressure pump in order to reduce the delivery rate. It may be provided in particular that not always one and the same piston is switched load-free, but the pistons are switched alternately load-free. As a result, the load can be evenly distributed to the piston of the multi-piston pump and excessive wear of individual pistons is avoided. It may be provided in a further embodiment of the invention that a multi-piston high-pressure pump for each piston, a separate inlet valve is provided.
Sowohl bei der Verwendung von Einkolbenpumpen als auch bei Mehrkolbenpumpe als Hochdruckpumpen in Common-Rail- Einspritzsystem kann durch das erfindungsgemäße Vorsehen ei- nes Einlassventils vor der Hochdruckpumpe die Förderleistung der Hochdruckpumpe in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors über weite Bereiche variiert werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Einlassventil ein Magnetventil oder ein piezoelektrisches Ventil ist. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass das Einlassventil ein Ventil mit einer digitalen Ansteuerung (DIV, Digital Jnlet Valve) ist. Dies erlaubt die Einbindung der Steuerung des Einlassventils in das Motormanagement moderner Verbrennungsmotoren . Both when using single-piston pumps as well as multi-piston pump as high-pressure pumps in common-rail injection system can be varied over a wide range depending on the operating state of the internal combustion engine by the inventive provision of an inlet valve before the high-pressure pump. According to a further embodiment of the invention, it may be provided that the inlet valve is a solenoid valve or a piezoelectric valve. In particular, it may be provided that the inlet valve is a valve with a digital control (DIV, Digital Jnlet Valve). This allows the integration of the control of the intake valve in the engine management of modern internal combustion engines.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es dabei vorgesehen sein, dass das Einlassventil über ein Steuergerät (ECU, Electonic Control Unit) der Einspritzanlage in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors steuerbar ist. Hierdurch wird die Förderleistung der Hochdruckpumpe direkt über das Steuergerät des Einspritzsystems möglich, was es erlaubt, die Förderleistung in Abhängigkeit des Kennfeldes der Motorsteuerung zu regeln. In a further embodiment of the invention, it may be provided that the inlet valve is controllable via a control unit (ECU, Electonic Control Unit) of the injection system as a function of the operating state of the internal combustion engine. As a result, the delivery rate of the high-pressure pump is possible directly via the control unit of the injection system, which makes it possible to regulate the delivery rate as a function of the characteristic diagram of the engine control unit.
Mit dem erfindungsgemäßen Einspritzsystem ist es möglich, mit relativ kleinen Kolbenvolumina der Hochdruckpumpe deutlich leistungsstärkere Motoren auch im Volllastbetrieb mit ausreichend Kraftstoff zu versorgen. Eine KraftstoffÜberförderung und die damit verbundene Problematik der Kraftstofferhitzung kann reduziert oder sogar vermieden werden. Der Energieverbrauch der Hochdruckpumpe kann reduziert und damit die Effi- zienz des Verbrennungsmotors insgesamt erhöht werden. With the injection system according to the invention, it is possible with relatively small piston volumes of the high-pressure pump to provide significantly more powerful engines with sufficient fuel even in full-load operation. A fuel Überförderung and the associated problem of fuel heating can be reduced or even avoided. The energy consumption of the high pressure pump can be reduced and thus the overall efficiency of the internal combustion engine can be increased.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die erhöhte Fördergenauigkeit im Betriebszustand der Minimalmengen- förderung der Hochdruckpumpe bzw. des Minimalmengenverbrauchs des Verbrennungsmotors. Die tatsächliche hydraulische Förderleistung pro Pumpenhub am Pumpenausgang weicht immer etwas von dem von der ECU vorgegebenen Soll-Wert ab. Diese Abweichung wird relativ zur Nennförderleistung der Hochdruckpumpe immer größer, je kleiner die aktuell angerufene Förderleis- tung selbst ist. Durch das lastfrei Schalten einzelner Pumpenhübe kann die Förderabweichung bei Minimalförderung vorteilhafter Weise deutlich reduziert werden, wodurch die hoch- druckseitige Druckregelung im Common-Rail-Einspritzsystem vereinfacht wird. A further advantage of the present invention is the increased delivery accuracy in the operating state of the minimum quantity delivery of the high-pressure pump or of the minimum quantity consumption of the internal combustion engine. The actual hydraulic delivery per pump stroke at the pump output always deviates slightly from the target value specified by the ECU. This deviation increases in proportion to the nominal delivery capacity of the high-pressure pump, the smaller the delivery capacity currently called itself. Due to the load-free switching of individual pump strokes, the delivery deviation can advantageously be significantly reduced with minimum delivery, whereby the high pressure-side pressure control in the common rail injection system is simplified.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Hochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors geschaffen, das ein Verteilerrohr und wenigstens einen Injektor aufweist. Dabei fördert die Hochdruckpumpe Kraftstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors in das Common- Rail-Einspritzsystem, insbesondere in das Verteilerrohr, welcher über den zumindest einen mit dem Verteilerrohr strömungstechnisch verbundenen Injektor in einen Brennraum des Verbrennungsmotors (800) einspritzbar ist. Ferner weist die Hochdruckpumpe ein Einlassventil auf, das insbesondere strömungstechnisch vor der Hochdruckpumpe angeordnet ist, mittels welchem der Kraftstoffzuflus s zur Hochdruckpumpe selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe unterbrechbar ist. According to another aspect of the invention, there is provided a high pressure pump for a common rail injection system of an internal combustion engine having a manifold and at least one injector. In this case, the high-pressure pump promotes fuel for operating the internal combustion engine in the common rail injection system, in particular in the manifold, which can be injected via the at least one fluidically connected to the manifold injector in a combustion chamber of the internal combustion engine (800). Further, the high-pressure pump to an inlet valve, which is arranged in particular in terms of flow in front of the high-pressure pump, by means of which the Kraftstoffzuflus s to the high-pressure pump is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high-pressure pump.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahr- zeug geschaffen, das ein oben beschriebenes Common-Rail- Einspritzsystem bzw. eine oben beschriebene Hochdruckpumpe aufweist . According to a further aspect of the invention, a motor vehicle is provided which has a common-rail injection system described above or a high-pressure pump described above.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betrieb eines Common-Rail-Einspritzsystems für einen Verbrennungsmotor, wobei eine Hochdruckpumpe Kraftstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors in ein Verteilerrohr fördert, welcher über mittels eines mit dem Verteilerrohr strömungstechnisch verbundenen Injektors in einen Brennraum des Verbrennungsmotors einspritzgespritzt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe unterbrochen wird . The invention further relates to a method for operating a common-rail injection system for an internal combustion engine, wherein a high-pressure pump delivers fuel for operation of the internal combustion engine in a manifold, which is injected by means of a fluidically connected to the manifold injector in a combustion chamber of the internal combustion engine, which is characterized in that the fuel flow to the high pressure pump is selectively interrupted for individual delivery cycles of the high pressure pump.
Wie bereits zuvor beschrieben ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, eine Erhöhung der Pumpenhubfre- guenz der Hochdruckpumpe vorzusehen, ohne dass diese Frequenzerhöhung zu einer signifikanten Erhöhung des Verschleißes oder einer Verringerung der Lebensdauer der Pumpe führt. Dies erlaubt die sichere Kraftstoff ersorgung auch größerer Verbrennungsmotoren mit relativ kleinvolumigen Hochdruckpumpen . Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es dabei insbesondere vorgesehen sein, dass der Kraft- stoffzufluss zur Hochdruckpumpe in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Motors unterbrochen wird. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpe mit einer Pum- penhubfreguenz betrieben wird, die einem Vielfachen der Ein- spritzfreguenz entspricht und im Teillast- oder Leerlaufbetrieb ein Teil der Pumpenhubzyklen durch die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe lastfrei geschaltet werden . As already described above, it is possible by means of the method according to the invention to provide an increase in the pump stroke frequency of the high-pressure pump, without this increase in frequency leading to a significant increase in wear or a reduction in the service life of the pump. This allows the safe fuel supply even larger combustion engines with relatively small-volume high-pressure pumps. According to one embodiment of the method according to the invention, it may in particular be provided that the fuel inflow to the high-pressure pump is interrupted as a function of the operating state of the engine. For example, it may be provided that the high-pressure pump is operated with a pump stroke frequency which corresponds to a multiple of the injection frequency and part of the pump stroke cycles are switched load-free in the partial load or idle mode by the interruption of the fuel supply to the injection pump.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpe eine Mehrkolbenpumpe ist und der Kraftstoffzufluss zu den einzelnen Kolben mittels des Einlassventils selektiv unterbrochen wird. Dabei kann die Leistung der Pumpe im Vollastbetrieb vervielfacht werden, ohne dass es dazu einer Vergrößerung des Pumpenvolumens bedarf. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass im Leerlauf- und/oder Teillastbetrieb der Hochdruckpumpe die Kraftstoffzufuhr zu einzelnen Kolben der Pumpe unterbro- chen wird, um die Förderleistung zu reduzieren. Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass nicht immer ein und derselbe Kolben lastfrei geschaltet wird, sondern die Kolben abwechselnd lastfrei geschaltet werden. Hierdurch kann die Belastung gleichmäßig auf die Kolben der Mehrkolbenpumpe ver- teilt werden und ein übermäßiger Verschleiß einzelner Kolben wird vermieden. According to a further embodiment of the method according to the invention, it can be provided that the high-pressure pump is a multi-piston pump and the fuel flow to the individual pistons is selectively interrupted by means of the inlet valve. In this case, the power of the pump can be multiplied in full load operation, without requiring an increase in the pump volume. In particular, provision may be made for the fuel supply to individual pistons of the pump to be interrupted in idle and / or part-load operation of the high-pressure pump in order to reduce the delivery rate. It may be provided in particular that not always one and the same piston is switched load-free, but the pistons are switched alternately load-free. As a result, the load can be evenly distributed to the piston of the multi-piston pump and excessive wear of individual pistons is avoided.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Common-Rail-Einspritzsystems sind, soweit auf die Hochdruckpumpe und das Kraftfahrzeug an- wendbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Hochdruckpumpe und des Kraftfahrzeugs anzusehen. Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert ohne hierauf beschränkt zu sein. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Common-Rail-Einspritz Systems ; Advantageous embodiments of the common rail injection system are, as far as applicable to the high pressure pump and the motor vehicle, also to be regarded as advantageous embodiments of the high pressure pump and the motor vehicle. Hereinafter, the invention will be explained by way of example with reference to the accompanying drawings based on preferred embodiments without being limited thereto. Fig. 1 shows a schematic representation of a common rail injection system according to the invention;
Fig. 2 zeigt den aus dem Profil einer Nockenwelle einer Hochdruckpumpe resultierenden Pumpzyklus; FIG. 2 shows the pumping cycle resulting from the profile of a camshaft of a high-pressure pump; FIG.
Fig. 3 zeigt die aus der lastfrei Schaltung einzelner Pumpen- hübe einer Hochdruckpumpe resultierende Förderkurve . FIG. 3 shows the delivery curve resulting from the load-free switching of individual pump strokes of a high-pressure pump.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Common-Rail- Einspritzsystems 100 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung. Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 200 von einer Kraftstoffpumpe 300 über eine Kraftstoffleitung 210 entnommen. Über eine Kraftstoffleitung 310 wird der Kraftstoff mittel der Kraftstoffpumpe 300 an ein Einlassventil 400 geführt. Das Einlassventil 400 regelt den Zustrom von Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung 410 zu einer Hochdruckpumpe 500. Dabei kann das Einlassventil 400 auch integraler Bestandteil der Hochdruckpumpe 500 sein. Der verdichtete Kraftstoff wird über eine Hochdruckleitung 510 an ein Verteilerrohr (Rail) 600 gefördert, von wo er über Hochdruckleitungen 610 an die Injek- toren 700 gelangt. Über die Injektoren 700 wird der verdichtete Kraftstoff in die Brennräume eins Verbrennungsmotors 800 eingespritzt. Das Verteilerrohr 600 ist über eine 1 shows a schematic representation of a common rail injection system 100 according to an embodiment of the invention. Fuel is withdrawn from a fuel tank 200 from a fuel pump 300 via a fuel line 210. Via a fuel line 310, the fuel is fed by means of the fuel pump 300 to an inlet valve 400. The intake valve 400 regulates the flow of fuel via a fuel line 410 to a high-pressure pump 500. In this case, the intake valve 400 may also be an integral part of the high-pressure pump 500. The compressed fuel is conveyed via a high-pressure line 510 to a distributor pipe (rail) 600, from where it reaches the injectors 700 via high-pressure lines 610. The compressed fuel is injected into the combustion chambers of an internal combustion engine 800 via the injectors 700. The manifold 600 is over a
Kraftstoffrückführleitung 620 mit dem Kraftstofftank verbunden. Über die Kraftstoffrückführleitung 620 wird überschüssi- ger Kraftstoff aus dem Verteilerrohr 600 an den Kraftstofftank zurückgeführt. Das Einspritz System 100 dabei von einer Steuereinrichtung (ECU) 900 gesteuert, welche die zumindest mit den Injektoren 700 und dem Einlassventil 400 über Steuerleitungen 910 signaltechnisch verbunden ist. Erfindungsgemäß ist es dabei vorgesehen, dass die Hochdruckpumpe mit einer Pumpenhubfreguenz arbeitet, die einem Vielfachen der Ein- spritzfreguenz des über die Injektoren 700 in die Brennräume des Verbrennungsmotors 900 eingespritzten Kraftstoffes ent- spricht. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Hochdruckpumpe 500 auch im Volllastbetrieb des Verbrennungsmotors 900 hinreichend Kraftstoff in das Verteilerrohr 600 fördert. Um eine große Überförderung von Kraftstoff in das Verteilerrohr 600 zu vermeiden, kann der Kraftstoffzuflus s zu der Hochdruckpumpe 500 mittels des Einlassventils 400 selektiv für einzelne Pumpenhübe der Hochdruckpumpe 500 unterbrochen werden. Dadurch werden diese Pumpenhübe lastfrei geschaltet und fördern keinen Kraftstoff in das Verteilerrohr 600. Eine übermäßige Kraftstoffrückführung über Leitung 620 kann dadurch vermieden werden. Auch werden hierdurch eine übermäßige Belastung und ein damit gegebenenfalls einhergehender stärkerer Verschleiß der Hochdruckpumpe 500 vermieden. Das Einlassventil 400 kann dabei beispielsweise als ein digital Fuel return line 620 connected to the fuel tank. Via the fuel return line 620 excess fuel is returned from the manifold 600 to the fuel tank. In this case, the injection system 100 is controlled by a control device (ECU) 900, which is signal-connected via at least the injectors 700 and the inlet valve 400 via control lines 910. According to the invention, it is provided that the high-pressure pump operates with a pump stroke frequency which corresponds to a multiple of the injection frequency of the fuel injected via the injectors 700 into the combustion chambers of the internal combustion engine 900. speaks. This ensures that the high-pressure pump 500 promotes sufficient fuel into the distributor tube 600 even in the case of full-load operation of the internal combustion engine 900. To avoid a large over-delivery of fuel into the manifold 600, the fuel flow to the high-pressure pump 500 may be selectively interrupted by means of the intake valve 400 for individual pump strokes of the high-pressure pump 500. As a result, these pump strokes are switched load-free and do not deliver fuel into the manifold 600. Excessive fuel return via line 620 can thereby be avoided. This also avoids excessive loading and, if necessary, accompanying increased wear of the high-pressure pump 500. The inlet valve 400 may, for example, as a digital
ansteuerbares Magnet- oder Piezoelektrisches Ventil (d. h. als ein DIV) ausgeführt sein, welches von der Steuerung 900 in Abhängigkeit von der Einspritztreguenz und/oder dem Kraftstoffdruck im Verteilerrohr 600 gesteuert wird. Hierdurch erhält das Steuergerät eine weitere Kennlinie, welche zur opti- mierten Steuerung des Verbrennungsmotors berücksichtigt werden kann . controllable solenoid or piezoelectric valve (i.e., as a DIV) which is controlled by the controller 900 depending on the injection regime and / or fuel pressure in the manifold 600. As a result, the control unit receives a further characteristic curve, which can be taken into account for the optimized control of the internal combustion engine.
Fig. 2 zeigt den aus Profilen von Nockenwellen von Hochdruckpumpen resultierende Pumpzyklus . Bei Verwendung einer 2- nockigen Nockenwelle 530 zum Antrieb eines Pumpenkolbens einer Hochdruckpumpe, ergibt sich die Pumpzykluskurve 535. Der Hub des Pumpenkolbens hängt dabei vom Abstand des oberen Totpunktes zum unteren Totpunkt der Nockenwelle ab. Der Zyklus vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt und wieder zum obe- ren Totpunkt entspricht dabei einem Pumpzyklus. Durch dieFig. 2 shows the pump cycle resulting from profiles of camshafts of high pressure pumps. When using a 2-cam camshaft 530 to drive a pump piston of a high-pressure pump, the pump cycle curve 535 results. The stroke of the pump piston depends on the distance from the top dead center to the bottom dead center of the camshaft. The cycle from top dead center to bottom dead center and back to top dead center corresponds to a pump cycle. By the
Verdoppelung der Nockenanzahl auf der Nockenwelle 540 gegenüber der Nockenanzahl auf der Nockenwelle 530 ergibt sich auch eine Verdoppelung der Pumpzyklen in der Pumpzyklenkurve 545. Hieraus ergibt sich eine Verdoppelung der Förderleitung bei gleichem Pumpenvolumen einer Hochdruckpumpe. Doubling the number of cams on the camshaft 540 compared to the number of cams on the camshaft 530 also results in a doubling of the pumping cycles in the pumping cycle curve 545. This results in a doubling of the delivery line with the same pump volume of a high-pressure pump.
Fig. 3 zeigt die aus der lastfrei Schaltung einzelner Pumpenhübe einer Hochdruckpumpe resultierende Förderkurve. Dabei zeigt Kurve 550 die Förderleistung einer Hochdruckpumpe mit einer 2-nockigen Nockenwelle, wie sie mit 530 in Fig. 2 gezeigt ist. Kurve 570 zeigt die Förderleistung einer Pumpe gleichen Pumpenvolumens mit einer 4-nockigen Nockenwelle, wie sie in 540 in Fig. 2 gezeigt ist. Die Förderleistung 570 der 4-nockigen Nockenwelle ist für den Teillast- oder Leerlaufbetrieb eines Verbrennungsmotors deutlich zu groß. Daher ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass selektiv Pumpenzyklen einer Hochdruckpumpe lastfrei geschaltet werden, also die Kraft- stoffzufuhr zur der Hochdruckpumpe für selektive Pumpenhübe unterbrochen wird. Mit 560 ist die Förderleistung einer Hochdruckpumpe mit einer 4-nockigen Nockenwelle gezeigt, bei welcher nur jeder zweite Pumpenhub Kraftstoff fördert und die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe für die anderen Pumpenhü- be mittels des erfindungsgemäß vorzusehenden Einlassventils unterbrochen wird. Es zeigt sich, dass die Förderleistung in diesem Fall zwischen der Förderleitung der 2-nockigen Hochdruckpumpe geleichen Volumens und der Vollförderung, also der Förderung ohne Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr zur Hoch- druckpumpe, einer volumengleichen 4-nockigen Hochdruckpumpe liegt. Hierdurch wird es ermöglicht, auch mit relativ kleinvolumigen Hochdruckpumpen größere Verbrennungsmotoren sicher mit Kraftstoff zu versorgen, wodurch die Effizienz des Verbrennungsmotors insgesamt gesteigert werden kann. FIG. 3 shows the delivery curve resulting from the load-free switching of individual pump strokes of a high-pressure pump. there Curve 550 shows the delivery rate of a high pressure pump with a 2 cam camshaft as shown at 530 in FIG. Curve 570 shows the capacity of a pump of equal pump volume with a 4 cam camshaft as shown at 540 in FIG. The capacity 570 of the 4-cam camshaft is significantly too large for the part-load or idling operation of an internal combustion engine. Therefore, it is provided according to the invention that pump cycles of a high-pressure pump are selectively switched free of load, that is to say the fuel supply to the high-pressure pump is interrupted for selective pump strokes. 560 shows the delivery rate of a high-pressure pump with a 4-cam camshaft, in which only every second pump stroke delivers fuel and the fuel supply to the high-pressure pump for the other pump shafts is interrupted by means of the inlet valve to be provided according to the invention. It can be seen that the delivery rate in this case is between the delivery line of the double-lobe high-pressure pump of the same volume and the full delivery, ie the delivery without interrupting the fuel supply to the high-pressure pump, a volume-identical 4-cam high-pressure pump. This makes it possible to safely supply even with relatively small-volume high-pressure pumps larger internal combustion engines with fuel, whereby the efficiency of the internal combustion engine can be increased overall.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
100 Common-Rail-Einspritzsystem 100 common-rail injection system
200 Kraftstofftank 200 fuel tank
210 Kraftstoffleitung  210 fuel line
300 Kraftstoffpumpe  300 fuel pump
310 Kraftstoffleitung  310 fuel line
400 Einlassventil  400 inlet valve
410 Kraftstoffleitung  410 fuel line
500 Hochdruckpumpe  500 high pressure pump
510 Kraftstoffhochdruckleitung 510 high-pressure fuel line
530 2-nockige Nockenwelle530 2-cam camshaft
535 Pumpzykluskurve 535 pump cycle curve
540 4-nockige Nockenwelle 540 4-cam camshaft
545 Pumpzykluskurve 545 pump cycle curve
550 Förderkurve  550 conveyor curve
560 Förderkurve  560 production curve
570 Förderkurve  570 conveyor curve
600 Verteilerrohr (Rail)  600 distribution pipe (rail)
610 Kraftstoffhochdruckleitung 610 high-pressure fuel line
620 Kraftstoffrückführleitung620 fuel return line
700 Injektor 700 injector
800 Verbrennungsmotor  800 internal combustion engine
900 Steuergerät (ECU)  900 control unit (ECU)
910 Steuerleitung  910 control line

Claims

Patentansprüche claims
1. Common-Rail-Einspritzsystem (100) für einen Verbrennungsmotor (800), aufweisend eine Hochdruckpumpe (500), ein Verteilerrohr (600) und wenigstens einen Injektor (700), wobei die Hochdruckpumpe (500) Kraftstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors (800) in das Verteilerrohr (600) fördert, welcher über den zumindest einen mit dem Verteilerrohr (600) strömungstechnisch verbundenen Injektor (700) in einen Brenn- räum des Verbrennungsmotors (800) einspritzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzsystem (100) strömungstechnisch vor der Hochdruckpumpe (500) angeordnet ein Einlassventil (400) aufweist, mittels welchem der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe (500) selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe (500) unterbrechbar ist. A common rail injection system (100) for an internal combustion engine (800), comprising a high pressure pump (500), a manifold (600), and at least one injector (700), said high pressure pump (500) having fuel for operating said engine (800 ) in the manifold (600) promotes, which can be injected via the at least one with the manifold (600) fluidly connected injector (700) in a combustion chamber of the internal combustion engine (800), characterized in that the injection system (100) before flow the high-pressure pump (500) arranged an inlet valve (400), by means of which the fuel flow to the high pressure pump (500) is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high-pressure pump (500).
2. Common-Rail-Einspritzsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (500) eine Mehrkolbenpumpe ist und der Kraftstoffzufluss zu den einzelnen Kol- ben mittels des Einlassventils (400) selektiv unterbrechbar ist . 2. Common rail injection system according to claim 1, characterized in that the high-pressure pump (500) is a multi-piston pump and the fuel flow to the individual piston by means of the inlet valve (400) is selectively interruptible.
3. Common-Rail-Einspritzsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (400) ein Magnetventil oder ein piezoelektrisches Ventil ist. 3. common rail injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet valve (400) is a solenoid valve or a piezoelectric valve.
4. Common-Rail-Einspritzsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (400) über ein Steuergerät (900) der Einspritzanlage in Ab- hängigkeit des Betriebs zustandes des Verbrennungsmotors (800) steuerbar ist . 4. Common rail injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet valve (400) via a control unit (900) of the injection system as a function of the operating state of the internal combustion engine (800) is controllable.
5. Common-Rail-Einspritzsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenhubfre- guenz der Hochdruckpumpe (500) ein Vielfaches der Einspritz- freguenz beträgt . 5. common-rail injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the Pumpenhubfre- Guenz the high-pressure pump (500) is a multiple of the injection frequency.
6. Hochdruckpumpe (500) für ein Common-Rail-Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors (800), die Kraftstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors (800) in das Common-Rail- Einspritzsystem fördert, wobei die Hochdruckpumpe ein Ein- lassventil (400) aufweist, das strömungstechnisch vor der Hochdruckpumpe (500) angeordnet ist, mittels welchem der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe (500) selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe (500) unterbrechbar ist . 6. High-pressure pump (500) for a common-rail injection system of an internal combustion engine (800), which promotes fuel for operating the internal combustion engine (800) in the common rail injection system, wherein the high-pressure pump has an inlet valve (400) is arranged upstream of the high pressure pump (500), by means of which the fuel flow to the high pressure pump (500) is selectively interruptible for individual delivery cycles of the high pressure pump (500).
7. Verfahren zum Betrieb eines Common-Rail-Einspritzsystems für einen Verbrennungsmotor, wobei eine Hochdruckpumpe Kraftstoff zum Betrieb des Verbrennungsmotors in ein Verteilerrohr fördert, welcher über mittels eines mit dem Verteilerrohr strömungstechnisch verbundenen Injektors in einen Brennraum des Verbrennungsmotors einspritzgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe selektiv für einzelne Förderzyklen der Hochdruckpumpe unterbrochen wird. 7. A method for operating a common rail injection system for an internal combustion engine, wherein a high-pressure pump promotes fuel for operating the internal combustion engine in a manifold, which is injected by means of a fluidically connected to the manifold injector in a combustion chamber of the internal combustion engine, characterized in that the fuel supply to the high pressure pump is selectively interrupted for individual delivery cycles of the high pressure pump.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffzufluss zur Hochdruckpumpe in Abhängigkeit des Betriebs zustandes des Motors unterbrochen wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that the fuel flow to the high pressure pump in dependence of the operating state of the engine is interrupted.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe eine Mehrkolbenpumpe ist und der Kraftstoffzuflus s zu den einzelnen Kolben mittels des Einlassventils selektiv unterbrochen wird. 9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the high-pressure pump is a multi-piston pump and the fuel inflow s is selectively interrupted to the individual pistons by means of the inlet valve.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Hochdruckpumpe derart betrieben wird, dass die Pumpenhubfre- guenz ein Vielfaches der Einspritztreguenz beträgt. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein the high-pressure pump is operated such that the Pumpenhubfre- guenz is a multiple of the Einspritztreguenz.
11. Kraftfahrzeug, umfassend ein Common-Rail-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5. 11. A motor vehicle, comprising a common rail injection system according to one of claims 1 to 5.
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