DE19842067A1 - Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher fördernden Hochdruckeinspritzpumpe und mit mit dem Hochdruckspeicher strömungsverbundenen magnetventilgesteuerten Injektoren, von denen jeder eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel sowie einen mit dieser zusammenwirkenden und einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolben und ein die Druckentlastung in dem Steuerraum steuerndes Magnetventil aufweist, wobei an jedem Injektor ein Speichervolumen des Hochdruckspeichers vorgesehen ist und die Speichervolumen der Hochdruckspeicher durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher fördernden Hochdruckeinspritzpumpe und mit mit dem Hochdruckspeicher strömungsverbundenen magnetventilge­ steuerten Injektoren, von denen jeder eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel sowie einen mit dieser zusammenwirkenden und einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolben und ein die Druc­ kentlastung in dem Steuerraum steuerndes Magnetventil aufweist, ferner mit einem im Injektor zum Nadelsitz der Düsennadel ver­ laufenden Kraftstoffzulauf.

Aus der MTZ "Motortechnische Zeitschrift" 58 (1997) 10 ist eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage für Dieselbrennkraftmaschi­ nen bekannt, bei der eine Hochdruckeinspritzpumpe den Kraft­ stoff auf einen Hochdruck bis zu etwa 1350 bar verdichtet und zu einem Hochdruckspeicher fördert. Dieser Hochdruckspeicher ist eine gemeinsame Versorgungsleitung, ein sogenanntes Common Rail für alle magnetventilgesteuerten Injektoren, d. h., daß von dieser Versorgungsleitung aus Kraftstoff über jeweilige Ein­ spritzleitungen bzw. Verbindungsleitungen zu zugeordneten In­ jektoren fließt, und zwar einerseits in den von dem Steuerkol­ ben begrenzten Steuerraum und andererseits über den Kraftstoff­ zulauf in den die Düsennadel umgebenden Druckraum.

Bei diesem Common Rail-System treten zwischen Injektoren und der als Hochdruckspeicher wirkenden Versorgungsleitung uner­ wünschte Druckschwingungen auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch einfache Maßnahmen an der Kraftstoffeinspritzanlage die üblicherweise zwischen den Injektoren und dem Hochdruckspeicher auftretenden Druckschwingungen zumindest zu minimieren.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Dadurch, daß das Speichervolumen des Hochdruckspeichers nicht mehr in der Versorgungsleitung, sondern direkt an jedem Injek­ tor untergebracht ist, können unerwünschte Druckschwingungen weitgehend beseitigt werden.

Durch den Wegfall der Versorgungsleitung werden Kosten einge­ spart; außerdem ergibt sich mehr Bauraum.

Des weiteren ergibt sich der Vorteil, daß benachbarte Injekto­ ren durch kurze Verbindungsleitungen miteinander verbunden wer­ den können.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ergibt sich durch die be­ sondere Lage des Speichervolumens im Injektor, durch welche zu­ mindest in diesem Bereich auf den zusätzlichen Kraftstoffzulauf verzichtet werden kann.

Gegebenenfalls ist eine Ausführungsform anwendbar, bei der der seitlich vom Injektor abragende Hochdruckanschluß das Speicher­ volumen aufnimmt, von dem aus die Einspritzleitung hin- und/oder wegführt.

Hochdruckspeicher sind aber auch für Injektoren geeignet, bei denen jede Düsennadel über einen Aktuator direkt betätigbar ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zei­ gen

Fig. 1 einen magnetventilgesteuerten Injektor mit im Bereich des Steuerkolbens integriertem Speichervolumen im Längsschnitt,

Fig. 2 den oberen Teil des Injektors mit integriertem Spei­ chervolumen in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Injektor mit integriertem Speichervolumen im Be­ reich der Düsennadel in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 einen Injektor, dessen Speichervolumen im Hochdruckan­ schluß untergebracht ist,

Fig. 5 Injektoren, deren Speichervolumen aufweisenden Hoch­ druckanschlüsse durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind,

Fig. 6 eine andere Leitungsanordnung der Verbindungsleitungen an den Hochdruckanschlüssen.

Ein in Fig. 1 gezeigter magnetventilgesteuerter Injektor 1 einer für Dieselbrennkraftmaschinen vorgesehenen Kraftstoffeinspritz­ anlage besteht im wesentlichen aus einer Einspritzdüse 2 mit einer im Düsenkörper 3 geführten federbelasteten Düsennadel 4, auf deren Rückseite ein Steuerkolben 5 angeordnet ist, der ge­ meinsam mit einem Ventilstück 6 eines Magnetventiles 7 einen Steuerraum 8 begrenzt.

Das Ventilstück 6 weist einen den Steuerkolben 5 umgebenden hülsenförmigen Teil 6a und einen magnetventilseitigen Abstütz­ bund 6b auf, der auf einem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 ab­ dichtend aufliegt.

An dem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 ist seitlich ein Hoch­ druckanschluß 10 für eine Einspritzleitung bzw. Verbindungslei­ tung 11 angeformt. Über diese Verbindungsleitung 11 und den Hochdruckanschluß 10 gelangt von einer Hochdruckeinspritzpumpe 12 geförderter Kraftstoff über einen im Injektor 1 verlaufenden Kraftstoffzulauf 13 einerseits in einen die Düsennadel 4 umge­ benden Druckraum 14 und andererseits in den magnetventilseiti­ gen Steuerraum 8.

Jeder Injektor 1 ist mit einem ein definiertes Speichervolumen aufweisenden Hochdruckspeicher 15 versehen, der gemäß Fig. 1 und 2 als Ringzwischenraum 16 zwischen dem Gehäuseteil 9 des Injektors 1 und dem hülsenförmigen Teil 6a des Ventilstückes 6 ausgebildet ist. In diesen langgestreckten Hochdruckspeicher 15 mündet etwa in Längsmitte der Hochdruckanschluß 10. An dem dü­ sennadelseitigen Ende des Hochdruckspeichers 15 führt der bis zum Druckraum 14 reichende Kraftstoffzulauf 13 weg.

Der Hochdruckspeicher 15 ist in seinem magnetventilseitigen Be­ reich über eine im Ventilstück verlaufende und eine Drossel 16 aufweisende Radialbohrung 17 mit dem Steuerraum 8 verbunden. Beim öffnen des Magnetventiles 7 hebt die Ventilkugel 18 von ihrem Ventilsitz 19 ab und es entsteht ein Kraftstoffdruckab­ fall in dem Steuerraum 8, durch den sich die Einspritzdüse öff­ net. Beim Schließen des Magnetventiles 7 wirkt der volle Spei­ cherdruck auf den Steuerkolben 5, die Einspritzdüse schließt wieder.

Die Speichervolumen aller Injektoren sind so bemessen, daß eine zumindest gleich gute Druckwellendämpfung wie beim Einsatz ei­ ner sonst üblichen Verbindungsleitung (Common Rail) entsteht.

Ferner ergibt sich ein akzeptabler Druckabfall am Injektor wäh­ rend der Einspritzung.

Der Injektor 1 gemäß Fig. 3 enthält einen als Ringraum 21 aus­ gebildeten Hochdruckspeicher 15, der zwischen dem Düsenkörper 3 und der Düsennadel 4 liegt und zugleich Kraftstoffzulauf für die Einspritzdüse 2 ist, wodurch der separate Kraftstoffzulauf im Injektor entfällt. Der seitlich an dem Injektor 1 angeformte Hochdruckanschluß 10 mündet in den obenliegenden Bereich des Ringraumes 21. Von diesem Ringraum 21 führt eine mit einer Drossel 16 versehene Steuerleitung 22 weg, die in den Steuer­ raum 8 mündet.

Die Düsennadel 4 hat im brennraumseitigen Bereich z. B. leisten­ artige Nadelführungen 23 und stromab dieser Teile eine den Druckraum 14 begrenzende Druckschulter 24.

Der Hochdruckspeicher 15 wird in Fig. 4 durch den an dem Injek­ tor 1 angeordneten Hochdruckanschluß 10 selbst gebildet und stellt einen das Speichervolumen aufnehmenden langgestreckten Hohlkörper dar.

Die Hochdruckanschlüsse 10 der benachbarten Injektoren 1 sind durch die Einspritzleitungen bzw. Verbindungsleitungen 11 mit­ einander verbunden, und zwar können die Verbindungsleitungen 11 gemäß Fig. 6 an den langgestreckten Hohlkörpern 10 kopfseitig oder gemäß Fig. 5 seitlich an diesen Hohlkörpern 10 etwa in Längsmitte angeschlossen sein.

In Fig. 5 ist ein Drucksensor mit 25 und die Hochdruckein­ spritzpumpe mit 12 bezeichnet. Eine Anschlußleitung 26 an der Hochdruckeinspritzpumpe 12 kann wahlweise entweder am mittig gelegenen Injektor 1 einer Injektorreihe oder gemäß Fig. 6 am ersten Injektor 1 der Injektorreihe angeschlossen sein, um von der Hochdruckeinspritzpumpe her eine gleichmäßige Verteilung auf die Injektoren zu erreichen.

Claims (8)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Dieselbrennkraftmaschine, mit einer den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher fördernden Hochdruckeinspritzpumpe und mit mit dem Hochdruckspeicher strö­ mungsverbundenen magnetventilgesteuerten Injektoren, von denen jeder eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel sowie einen mit dieser zusammenwirkenden und einen Steuerraum begrenzenden Steuerkolben und ein die Druckentlastung in dem Steuerraum steuerndes Magnetventil aufweist, ferner mit einem im Injektor zum Nadelsitz der Düsennadel verlaufenden Kraftstoffzulauf, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Injektor (1) ein Speichervolumen des Hochdruck­ speichers (15) vorgesehen ist und die Speichervolumen der In­ jektoren (1) durch Verbindungsleitungen (11) miteinander ver­ bunden sind.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der an jedem Injektor seitlich ein Hochdruckanschluß und in jedem Injektor ein Ventilstück des Magnetventiles angeordnet ist, das teilwei­ se den Steuerkolben umgibt und in diesem Bereich einen Durchlaß zum Steuerraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Steuerkolben (5) umgebende Teil (6a) des Ventil­ stückes (6) gemeinsam mit dem Injektorgehäuse (9) einen das Speichervolumen aufnehmenden und mit dem Hochdruckanschluß (10) verbundenen Ringzwischenraum (16) bildet, von dem aus der Kraftstoffzulauf (13) zum Nadelsitz der Düsennadel (4) führt.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der jeder In­ jektor einen seitlich von diesem abragenden Rochdruckanschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hochdruckanschluß (10) ein Speichervolumen enthält.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder das Speichervolumen enthaltende Hochdruckanschluß (10) als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet ist, an dem an seinem dem Injektor (1) abgewandten Ende die Verbindungsleitung (11) kopfseitig angeschlossen ist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder das Speichervolumen enthaltende Hochdruckanschluß (10) als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet ist, dessen seitlicher Bereich als Anschlußverbindung für die Verbindungs­ leitung (11) vorgesehen ist.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, bei der an jedem Injektor seitlich ein Hochdruckanschluß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Düsennadel (4) und dem Düsenkörper (5) ein für das Speichervolumen vorgesehener und mit dem Hochdruckanschluß (10) verbundener Ringraum (21) ausgebildet ist, der über eine im Injektorgehäuse (9) verlaufende Steuerleitung (22) mit dem Steuerraum (8) In Verbindung steht.

7. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (21) zugleich Hochdruckzulauf ist.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Hochdruckeinspritzpumpe (12) wegführende An­ schlußleitung (26) an einem zumindest annähernd mittig gelege­ nen Injektor (1) einer Injektorreihe oder an einem ersten In­ jektor (1) einer Injektorreihe angeschlossen ist.