MEIXNER MARKUS (DE)
WAGNER WOLFGANG (DE)
MEIXNER MARKUS (DE)
WO2004013487A1 | 2004-02-12 | |||
WO2007009279A1 | 2007-01-25 |
DE102004055266A1 | 2006-05-18 | |||
DE19712135C1 | 1998-08-13 | |||
DE10114252A1 | 2002-09-26 |
Patentansprüche 1. Verbrennungsmotor (1 , 1a) mit einer Mehrzahl von Verbrennungszylindern, an denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (120) vorgesehen ist, wobei für jeden Verbrennungszyfinder eine eigene Vorschaiteinheit (10, 10a-10g} mit darin integriertem Kraftstoffspeicher (20) vorgesehen ist, der mit der dem jeweiligen Verbrennungszytinder zur Kraftstoffversorgung dessen zugeordneten Kraftstoffeinspritzeinrichtung (120) über eine von einer Mehrzahl von ersten Kraftstoffleitungen (110) verbunden ist, wobei in wenigstens eine der Vorschalteinheiten (10d) eine mit einer Kraftstoffqueile verbindbare Kraftstoffpumpe (50) zum Bereitstellen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks integriert ist, wobei der Kraftstoff Speicher (20) jeder Vorschaiteinheit (10, 10a-10g) so eingerichtet ist, dass er eine druckstabile Versorgung der jeweils zugehörigen Kraftstoffeinspritzetnrichtung (120) mit von der Kraftstoffpumpe (50) gefördertem Kraftstoff gewährleistet, und wobei die jeweiligen Kraftstoffspeicher (20) der Vorschalteinheiten (10, 10a- 10g) über eine Mehrzahl von zweiten Kraftstoffleitungen (100) miteinander verbunden sind. 2. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß Anspruch 1 , wobei in mehrere der Vorschalteinheiten (10d) jeweils eine mit der Kraftstoffquelle verbindbare Kraftstoffpumpe (50) integriert ist. 3. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in wenigstens eine der Vorschalteinheiten (10, 10a-10g) ein Mengenbegrenzungsventil (30) zur Begrenzung einer der zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung (120) pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge integriert ist 4 Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in wenigstens eine Vorschalteinheit (10d) mit integrierter Kraftstoffpumpe (50) ein Mengenbegrenzungsventii (30) zur Begrenzung einer der zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung (120) pro Zetteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge integriert ist 5. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in wenigstens eine der Vorschalteinheiten (10b, 10c) ein Druckbegrenzungsventil (60) zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert ist. 6. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in wenigstens eine der Vorschalteinheiten (10b) ein Mengenbegrenzungsventii (30) zur Begrenzung einer der zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung (120) pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge und ein Druckbegrenzungsventil (60) zur Begrenzung des Kraftstoff drucks integriert sind 7. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest einige der Verbrennungszylinder zueinander in Reihe angeordnet sind, und wobei in die Vorschalteinheit (10f) eines ein Ende der Reihe von Verbrennungszylindern bildenden Verbrennungszylinders ein Spülventil (70) integriert ist. 8. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß Anspruch 7, wobei in die Vorschalteinheit (10f) mit integriertem Spülventil (70) außerdem ein Druckbegrenzungsventil (60) zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert ist. 9 Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. wobei in wenigstens eine der Vorscha Reinheiten (10g) wenigstens eine Druckmesssteile (80) zum Anschluss wenigstens eines Kraftstoffdrucksensors zum Messen des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher (20) der betreffenden Vorschaiteinheit (10g) integriert ist 10. Verbrennungsmotor (1 , 1a) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten Kraftstofflettungen (110) alle zueinander identisch ausgebildet sind, und wobei die zweiten Kraftstoff leitungen (100) alle zueinander identisch ausgebildet sind |
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von
Verbrennungszylindern, an denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist, und wenigstens einer Kraftstoffpumpe zum Bereitstellen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks.
Solch ein Verbrennungsmotor kann mit einem Common-Rail- Kraftstoffsystem ausgerüstet sein, welches im Wesentlichen aus den Komponenten
Kraftstoffpumpe, Kraftstoffdruckspeicher bzw. Kraftstoffspeicher, Kraftstoffeinspritzeinrichtungen bzw. -Injektoren sowie Kraftstoffleitungen besteht.
Bei einigen Verbrennungsmotoren, wie insbesondere mittelschnelllaufenden Dieselmotoren, ist es aus konstruktiven, fertigungstechnischen und logistischen Gründen sinnvoll, statt einen einzigen Kraftstoffspeicher über die gesamte
Motorlänge hinweg vorzusehen, diesen in mehrere kleine Kraftstoffspeicher zu unterteilen und diese mehreren Kraftstoffspeicher mittels Kraftstoffleitungen miteinander zu verbinden. Die Kraftstoffdruckerzeugung kann durch mehrere auf einer Pumpenbank angeordnete Kraftstoffpumpen (wie z.B. Hochdruckpumpen) erfolgen.
In DE 101 57 135 B4 und EP 0 959 245 B1 sind jeweils Verbrennungsmotoren mit einem Common-Rail-Kraftstoffsystem beschrieben Bei diesen
Verbrennungsmotoren werden aus einem Kraftstoffdruckspeicher grundsätzlich zwei Verbrennungszylinder mit Kraftstoff versorgt, weshalb bei ungeraden
Zylinderzahlen ein Kraftstoffdruckspeicher für die Kraftstoffversorgung nur eines einzigen Verbrennungszylinders bereitgestellt werden muss, Außerdem sind bei diesen Common-Rail-Kraftstoffsystemen, da diese aus mehreren separaten (Hochdruck-) Kraftstoffpumpen und Kraftstoffdruckspeichern aufgebaut sind, eine Vielzahl von für Hochdruck ausgelegten Kraftstoffleitungen mit unterschiedlicher Btegelinie und Länge erforderlich, was die Herstellungskosten erhöht und die Ersatzteilversorgung erschwert
Da bei den in den o.g Dokumenten beschriebenen Common-Raii- Kraftstoffsystemen die Kraftstoffpumpen über eine oder zwei für Hochdruck ausgelegte Kraftstoffleitung (en) in die Kraftstoffdruckspeicher fördern, stellt jede Kraftstoffleitung für sich eine Drosselstelle dar. Dies führt zu hohen Druckspitzen in der jeweils angeschlossenen Kraftstoffpumpe. Somit steigt die Gefahr der
Überlastung von Bauteilen sowie von Undichtheiten an Hochdruckdichtstellen. Die diskontinuierliche Förderung der Kraftstoffpumpen führt zu einer massiven
Schwingungsanregung in den von den Kraftstoffpumpen abgehenden
Kraftstofffeitungen. Somit steigt die Gefahr von Leitungsbrüchen aufgrund von Frettingerscheinungen bzw. Reibverschleiß an den Befestigungsstellen infolge der hohen Schwingungsbelastung,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor mit einer Mehrzahl von Verbrennungszylindern, an denen jeweils eine Kraftstoffeinspritz- einrtchtung vorgesehen ist, und wenigstens einer Kraftstoffpumpe zum
Bereitstellen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks so bereitzustellen, dass Druckspitzen in der Kraftstoffpumpe und Schwingungsanregungen reduziert bzw. minimiert werden.
Dies wird mit einem Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 erreicht.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Gemäß der Erfindung wird bereitgestellt ein Verbrennungsmotor mit einer
Mehrzahl von Verbrennungszylindem, an denen jeweils eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen ist, wobei für jeden Verbrennungszyltnder eine eigene Vorschatteinheit mit darin integriertem
Kraftstoffspeicher vorgesehen ist. der mit der dem jeweiligen
Verbrennungszyltnder zur Kraftstoffversorgung dessen zugeordneten
Kraftstoffeinspritzeinrichtung über eine von einer Mehrzahl von ersten
Kraftstoffleitungen bevorzugt direkt (ohne Zwischenschaltung weiterer
Komponenten) verbunden ist, wobei in wenigstens eine der Vorschalteinheiten eine mit einer Kraftstoffquelle verbindbare Kraftstoffpumpe zum Bereitsteilen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks integriert ist und Kraftstoff unmittelbar bzw direkt in den Kraftstoffspeicher der betreffenden Vorschalteinheit hinein fördert, wobei der Kraftstoffspeicher jeder Vorschalteinheit so eingerichtet ist, dass er eine druckstabile (unter Einhaltung einer vorgegebenen Einspritzdrucktoleranz) Versorgung der jeweils zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit von der Kraftstoffpumpe gefördertem Kraftstoff gewährleistet, und wobei die jeweiligen Kraftstoffspeicher der Vorschalteinheiten über eine Mehrzahl von zweiten
Kraftstoffleitungen bevorzugt direkt (ohne Zwischenschaltung weiterer
Komponenten) miteinander verbunden sind
Dadurch, dass bei jeder mit integrierter Kraftstoffpumpe ausgebildeten
Vorschalteinheit der Kraftstoff direkt bzw. unmittelbar in den Kraftstoffspeicher (Druckspeicher) der betreffenden Vorschalteinheit gefördert wird, werden
Druckspitzen in der Kraftstoffpumpe und Schwingungsanregungen in den
Kraftstoffleitungen deutlich reduziert bzw. minimiert.
Die Kraftstoffspeicher weisen bevorzugt einen Speicherraum mit einem Volumen auf, welches gegenüber der Kraftstoffabnahme durch die jeweils angeschlossene Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausreichend Puffermenge und damit Pufferdruck zur Gewährleistung einer druckstabtlen Kraftstoffversorgung bietet.
Bevorzugt ist der Verbrennungsmotor als Dieselmotor ausgebildet, insbesondere als Großdieselmotor für z.B. maritime Anwendungen und/oder
Kraftwerksanwendungen. Außerdem ist bevorzugt jede Kraftstoffpumpe als Hochdruckpumpe ausgebifdet, und sind die ersten und die zweiten
Kraftstoffleitungen bevorzugt für Hochdruck ausgelegt und z.B. als Druckrohre ausgebildet
Wie für den Fachmann erkennbar ist, realisieren die Vorschalteinheiten, die ersten und zweiten Kraftstoffleitungen und die Kraftstoffeinspritzeinrichtungen ein
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsyslem für den erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotor.
Erfindungsgemäß wird ein Verbrennungsmotor mit einem modular aufgebauten Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem so bereitgestellt, dass eine optimale Anpassung des Systems an die zylinderabhängige Motorausführung,
insbesondere von mittelschnellaufenden Dieselmotoren, möglich ist. Zentrales Element sind die Vorschalteinheiten mit darin jeweils integriertem
Kraftstoffspeicher bzw. Druckspeicher, welcher eine Dämpfung der
Druckschwingungen im bevorzugt mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffsystem bewirkt, und in wenigstens eine Vorschalteinheit zusätzlich integrierter
Kraftstoffpumpe.
Die Vorschalteinheiten können erfindungsgemäß so ausgestaltet sein, dass sie neben der Druckspetcherfunktion unterschiedliche weitere Funktionen realisieren. Solche Vorschalteinheiten bzw. Funktionseinheiten können zum Beispiel mit Kraftstoffspeicher und Hochdruckpumpe, mit Kraftstoffspeicher und
Druckbegrenzungsventil, mit Kraftstoffspeicher und Spülventil, mit
Kraftstoffspeicher und Druckmessstellen, mit Kraftstoffspeicher und
Mengenbegrenzungsventil oder auch nur mit Kraftstoffspeicher und ohne weitere Funktionselemente ausgebildet sein.
Es ist gemäß der Erfindung auch eine Kombination von mehreren Funktionen in einer Vorschalteinheit z.B. Spülventil und Druckbegrenzungsventil möglich. Möglich ist gemäß der Erfindung auch die Integration einer Schalteinheit zur Steuerung der Einspritzung an jeder Vorschalteinheit
Am Verbrennungsmotor werden diese Vorschatteinheiten bzw. Funktionseinheiten gemäß der Erfindung vor jedem Verbrennungszylinder bzw. jeder Zylindereinheit angeordnet. Da grundsätzlich jede Art Vorschalteinheit vor jedem
Verbrennungszylinder platziert werden kann, ist ein optimaler Aufbau des
Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems für alle Zylinderzahlen auf Basis gleicher bzw, nahezu gleicher Vorschalteinheiten umsetzbar. Somit können z.B. die integral mit Kraftstoffspeicher und Hochdruckpumpe versehenen
Vorschalteinheiten so angeordnet werden, dass entsprechend der hydraulischen Auslegung eine optimale Funktion des Gesamtsystems erreicht wird.
Bei schweröltaugltchen Verbrennungsmotoren (Dieselmotoren) ist aus
funktionstechnischen Gründen gemäß der Erfindung bevorzugt eine integral mit Kraftstoffspeicher und Spülventil versehene Vorschalteinheit vor einem ersten oder einem letzten Verbrennungszylinder in einer Reihe von Zylindern bzw in einem Kraftstoffförderstrom zu platzieren.
Die Verbindung der Vorschalteinheiten untereinander erfolgt gemäß der Erfindung über die bevorzugt als Druckrohre ausgebildeten zweiten Kraftstoffteitungen. Desweiteren erfolgt gemäß der Erfindung die Verbindung zwischen
Vorschalteinheit und Kraftstoffeinspritzeinrichtung mittels der bevorzugt als Druckrohre ausgebildeten ersten Kraftstoffieitungen. Es werden somit alle Zylinderzahlen mit nur zwei Druckrohrausführungen abgedeckt. Der
Systemaufbau ermöglicht die Verwendung von schwingungs- und
fertigungstechnisch günstigen, in einer Ebene gebogenen Kraftstoffleitungen.
Bevorzugt ist gemäß der Erfindung in mehrere der Vorschalteinheiten jeweils eine mit der Kraftstoffquelle verbindbare Kraftstoffpumpe integriert, die Kraftstoff unmittelbar bzw direkt in den Kraftstoffspeieber der betreffenden Vorschalteinheit hinein fördert.
Außerdem ist bevorzugt gemäß der Erfindung in wenigstens eine der
Vorschalteinheiten ein Mengenbegrenzungsventil zur Begrenzung einer der zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung pro Zeiteinheit zuführbaren
Kraftstoffmenge integriert.
Bevorzugt ist gemäß der Erfindung in wenigstens eine Vorschaiteinheit mit integrierter Kraftstoffpumpe ein Mengenbegrenzungsventil zur Begrenzung einer der zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung pro Zeiteinheit zuführbaren
Kraftstoffmenge integriert
Weiterhin ist gemäß der Erfindung bevorzugt in wenigstens eine der
Vorschalteinheiten ein Druckbegrenzungsventif zur Begrenzung des
Kraftstoffdrucks integriert.
Gemäß der Erfindung sind bevorzugt in wenigstens eine der Vorschalteinheiten ein Mengenbegrenzungsventil zur Begrenzung einer der zugehörigen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge und ein Druckbegrenzungsventil zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert.
Außerdem sind gemäß der Erfindung bevorzugt zumindest einige der
Verbrennungszylinder zueinander in Reihe angeordnet, wobei in die
Vorschalteinheit eines ein vorderes oder ein hinteres Ende der Reihe von
Verbrennungszylindern bildenden Verbrennungszylinders ein Spülventil integriert ist. Bevorzugt ist gemäß der Erfindung in die Vorschalteinbeit mit integriertem
Spüiventil außerdem ein Druckbegrenzungsventil zur Begrenzung des
Kraftstoffdrucks integriert
Weiter ist gemäß der Erfindung bevorzugt in wenigstens eine der
Vorschalteinheiten wenigstens eine Druckmessstelle zum Anschluss wenigstens eines Kraftstoffdrucksensors zum Messen des Kraftstoffdrucks in dem
Kraftstoffspeicher der betreffenden Vorschalteinheit integriert.
Ferner sind gemäß der Erfindung bevorzugt die ersten Kraftstoff leitungen alle zueinander identisch (gleiches Material, gleiche Form, gleicher Querschnitt und gleiche Länge) ausgebildet, wobei außerdem die zweiten Kraftstoffleitungen alle zueinander identisch ausgebildet sind.
Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung - soweit dies technisch sinnvoll ist - beliebig miteinander kombiniert sein können.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben,
Fig.1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführung der Vorschalteinheiten eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Fig.2 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführung der Vorschalteinheiten eines Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig 3 zeigt eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführung der
Vorschalteinheiten eines Verbrennungsmotors gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung. Fig.4 zeigt in schematischer Teildarsteliung einen Verbrennungsmotor mit zugehörigen Vorscha Reinheiten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig .5 zeigt in schematischer Teildarstellung einen Verbrennungsmotor mit
zugehörigen Vorschalteinheiten gemäß noch einer Ausführungsform der
Erfindung
Fig.1 zeigt eine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgebaute Vorschalteinheit bzw. Funktionseinheit 10 für einen erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotor 1 bzw 1a (siehe die Figuren 4 und 5).
In die Vorschalteinheit 10 sind ein Kraftstoffspeicher (Druckspeicher) 20 mit einem Speicherraum 21 und ein Mengenbegrenzungsventil 30, welches den
Verbrennungsmotor 1 bzw. 1a vor einer unkontrollierten Einspritzung schützen soll, integriert. Die Vorschalteinheit 10 weist außerdem einen Deckel 40 auf, in dem gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung als Raumerweiterung ein Teilraum 21a des Speicherraums 21 ausgebildet ist und der den Kraftstoffspeicher 20 bzw. dessen Speicherraum 21 verschließt.
An dem Kraftstoffspeicher 20 befinden sich zwei mit dem Speicherraum 21 verbundene Leitungsanschlüsse 23, 24 für zwei Kraftstoffleitungen 100, 100 (siehe die Figuren 4 bzw. 5) zu benachbarten Vorschalteinheiten. An dem
Kraftstoffspeicher 20 befindet sich außerdem ein weiterer (über das
Mengenbegrenzungsventil 30) mit dem Speicherraum 21 verbundener
Leitungsanschluss 25 für eine Kraftstoffleitung 110 (siehe die Figuren 4 bzw, 5) zu einer direkt an die Vorschalteinheit 10 angeschlossenen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120, welche hier in Form eines Injektors bzw. einer Einspritzdüse ausgebildet ist. Fig 2 zeigt eine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung aufgebaute Vorschalteinheit bzw Funktionseinheit 10a für den erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotor 1 bzw 1 a (stehe die Figuren 4 und 5). Die Vorschalteinheit 10a nach Fig 2 ist bis auf einige Unterschiede identisch zu der Vorschalteinheit 10 nach Fig 1 aufgebaut. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen bezeichnen demnach in Fig 2 gleiche oder ähnliche Komponenten wie in Fig 1.
In die Vorschalteinheit 10a sind ein Kraftstoffspeicher (Druckspeicher) 20 mit einem Speicherraum 21 , ein Mengenbegrenzungsventi! 30, welches den
Verbrennungsmotor 1 bzw. 1a vor einer unkontrollierten Einspritzung schützen soll, und eine mit einer Kraftstoffquelle wie einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) verbindbare Kraftstoffpumpe 50 zum Bereitstellen eines vorbestimmten
Kraftstoffdrucks integriert. Die Kraftstoffpumpe 50 ist durch Anflanschen so mit dem Kraftstoffspeicher 20 verbunden, dass sie Kraftstoff direkt bzw. unmittelbar in den Speicherraum 21 des Kraftstoffspeichers 20 fördern kann und (anstatt des Deckeis 40) den Kraftstoffspeicher 20 bzw. dessen Speicherraum 21 verschließt. Somit ist keine zusätzliche Kraftstoffleitung (z.B. in Form eines Druckrohrs) zur Verbindung der Kraftstoffpumpe 50 und des Speicherraums 21 des
Kraftstoffspeichers 20 erforderlich.
An dem Kraftstoffspeicher 20 befinden sich zwei mit dem Speicherraum 21 verbundene Leitungsanschlüsse 23, 24 für zwei Kraftstoffleitungen 100, 100 (siehe die Figuren 4 bzw. 5) zu benachbarten Vorschalteinheiten. An dem
Kraftstoffspeicher 20 befindet sich außerdem ein weiterer (über das
Mengenbegrenzungsventil 30) mit dem Speicherraum 21 verbundener
Leitungsanschluss 25 für eine Kraftstoffleitung 110 (siehe die Figuren 4 bzw. 5) zu einer direkt an die Vorschalteinheit 10a angeschlossenen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120, welche hier in Form eines Injektors bzw einer Einspritzdüse ausgebildet ist Fig 3 zeigt eine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung aufgebaute Vorschalteinheit bzw. Funktionseinheit 10b für den erfindungsgemäßen
Verbrennungsmotor 1 bzw 1 a (siehe die Figuren 4 und 5). Die Vorschalteinheit 10b nach Fig 3 ist bis auf einige Unterschiede identisch zu der Vorschalteinheit 10 nach Fig 1 aufgebaut Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen bezeichnen demnach in Fig.3 gleiche oder ähnliche Komponenten wie in Fig.1 .
In die Vorschalteinheit 10b sind ein Kraftstoffspeicher (Druckspeicher) 20 mit einem Speicherraum 21 , ein Mengenbegrenzungsventil 30, weiches den
Verbrennungsmotor 1 bzw. 1a vor einer unkontrollierten Einspritzung schützen soll, und ein Druckbegrenzungsventil 60 zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert. Die Vorschalteinheit 10b weist außerdem einen Deckel 40b auf, in dem ein mit dem Speicherraum 21 verbundener Anschluss 41b für das
Druckbegrenzungsventil 60 ausgebildet ist und der den Kraftstoffspeicher 20 bzw. dessen Speicherraum 21 verschließt
An dem Kraftstoffspeicher 20 befinden sich zwei mit dem Speicherraum 21 verbundene Leitungsanschlüsse 23, 24 für zwei Kraftstoffleitungen 100, 100 (siehe die Figuren 4 bzw. 5) zu benachbarten Vorschalteinheiten. An dem
Kraftstoffspeicher 20 befindet sich außerdem ein weiterer (über das
Mengenbegrenzungsventil 30) mit dem Speicherraum 21 verbundener
Leitungsanschluss 25 für eine Kraftstoffleitung 110 (siehe die Figuren 4 bzw. 5) zu einer direkt an die Vorschalteinheit 10a angeschlossenen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120, welche hier in Form eines Injektors bzw. einer Einspritzdüse ausgebildet ist
Fig.4 zeigt in schematischer Teildarstellung einen Verbrennungsmotor 1 mit zugehörigen Vorschalteinheiten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der in Fig.4 dargestellte Verbrennungsmotor 1 weist weitere Ausführungsformen von Vorschalteinheiten auf, welche im Folgenden kurz erläutert werden sollen und welche alternativ oder zusätzlich zu den mit Bezug auf die Figuren 1 -3
beschriebenen Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b verwendet sein können
Die in Fig.4 erste Vorschalteinheit 10c von links ist ahnlich der Vorschalteinheit 10b von Fig.3 aufgebaut, kann jedoch ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein. Die in Fig.4 zweite Vorschalteinheit 10d von links {ebenso die zweite Vorschalteinheit 10d von rechts) ist ähnlich der Vorschalteinheit 10a von Fig.2 aufgebaut, kann jedoch ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein. Die in Fig 4 mittlere Vorschalteinheit 10e ist ähnlich der Vorschalteinheit 10 von Fig.1 aufgebaut, kann jedoch ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein. Die in Fig 4 erste Vorschalteinheit 10f von rechts ist ähnlich der Vorschalteinheit 10b von Fig .3 aufgebaut, weist jedoch statt des Druckbegrenzungsventils 60 ein Spülventtl 70 auf und kann ohne Mengenbegrenzungsventtl 30 ausgeführt sein.
Der Verbrennungsmotor 1 weist eine Mehrzahl (hier fünf) von
Verbrennungszylindern (nicht im Detail gezeigt und daher nicht separat bezeichnet) auf, an denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 vorgesehen ist.
Für jeden Verbrennungszylinder ist eine eigene Vorschalteinheit 10c, 10d, 10e, 10f (oder wenn gewünscht zusätzlich oder alternativ eine der in den Figuren 1-3 gezeigten Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b) mit darin integriertem
Kraftstoffspeicher 20 vorgesehen, wobei der Kraftstoffspeicher 20 über den stirnseitigen leitungsanschluss 25 (siehe Figuren 1-3) mit der dem jeweiligen Verbrennungszylinder zur Kraftstoffversorgung dessen zugeordneten
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 direkt über eine Kraftstoffleitung 110 verbunden ist. Gemäß der Erfindung ist in wenigstens eine der Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f (hier in zwei der Vorschalteinheiten 10d) eine mit einer Kraftstoffqueile (wie einem nicht gezeigten Kraftstofftank) verbindbare Kraftstoffpumpe 50 (siehe Figur 2) zum Bereitstellen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks integriert
Der Kraftstoffspeicher 20 jeder der in den Figuren 1-4 gezeigten
Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f ist jeweils so eingerichtet, dass er eine druckstabiie Versorgung der jeweils zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 mit von der bzw. den Kraftstoff pumpe(en) 50 gefördertem Kraftstoff gewährleistet.
Die jeweiligen Kraftstoffspeicher 20 der in Fig.4 gezeigten Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f (oder wenn gewünscht zusätzlich oder alternativ der in den Figuren 1 -3 gezeigten Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b) sind über ihre seitlichen
Leitungsanschlüsse 23, 24 (siehe Figuren 1-3) und über eine Mehrzahl von Kraftstoffleitungen 100 direkt miteinander verbunden.
Bevorzugt ist der Verbrennungsmotor 1 als schweröltauglicher Dieselmotor ausgebildet, insbesondere als Grottdieselmotor für z.B. maritime Anwendungen und/oder Kraftwerksanwendungen Außerdem ist bevorzugt jede Kraftstoffpumpe 50 als Hochdruckpumpe ausgebildet, und sind alle Kraftstoffleitungen 100, 110 bevorzugt für Hochdruck ausgefegt und z.B. als Druckrohre ausgebildet.
Wie aus Fig.4 ersichtlich, sind die die Verbindung zwischen Vorschalteinheiten 10c. 10d, 10e, 10f und Kraftstoffeinsprfeeinrichtungen 120 herstellenden
Kraftstoffleitungen 110 alte zueinander identisch ausgebildet und sind die die Verbindung zwischen benachbarten Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f herstellenden Kraftstoffleitungen 100 ebenfalls alle zueinander identisch ausgebildet. Fig.5 zeigt in schematicher Teildarstelfung einen Verbrennungsmotor 1a mit zugehörigen Vorschalteinheiten gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Der in Fig.5 dargestellte Verbrennungsmotor 1a weist eine weitere
Ausführungsform einer Vorschaiteinheit auf, welche im Folgenden kurz erläutert werden soll und welche zusatzlich zu den mit Bezug auf die Figuren 1-4
beschriebenen Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10f verwendet sein kann,
Die in Fig.5 erste Vorschaiteinheit 10g von rechts ist ähnlich der mittleren
Vorschaiteinheit 10e von Fig.4 aufgebaut, weist jedoch zusätzlich darin integriert zwei Druckmessstelien 80, 80 zum Anschluss von Kraftstoffdrucksensoren (nicht gezeigt) zum Messen des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher 20 der betreffenden Vorschaiteinheit 10g auf
Der Verbrennungsmotor 1a nach Fig.5 ist bis auf einige Unterschiede identisch zu dem Verbrennungsmotor 1 nach Fig.4 aufgebaut, weshalb in Fig.5 gleiche oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Komponenten wie in Fig.4 bezeichnen.
Die in Fig.5 erste Vorschaiteinheit 10f von links ist ähnlich der Vorschaiteinheit 10b von Fig.3 aufgebaut, weist jedoch statt des Druckbegrenzungsventils 60 das Spülventil 70 auf und kann ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein. Die in Fig.5 zweite Vorschaiteinheit 10d von links (ebenso die mittlere und die zweite Vorschaiteinheit 10d von rechts) ist ähnlich der Vorschaiteinheit 10a von Fig.2 aufgebaut, kann jedoch ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein Die in Fig.5 dritte Vorschaiteinheit 10e von links ist ähnlich der Vorschaiteinheit 10 von Fig.1 aufgebaut, kann jedoch ohne Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein. Die in Fig 5 dritte Vorschaiteinheit 10c von rechts ist ähnlich der Vorschalteinheit 10b von Fig 3 aufgebaut/kann jedoch ohne
Mengenbegrenzungsventil 30 ausgeführt sein
Der Verbrennungsmotor 1a weist eine Mehrzahl (hier sieben) von
Verbrennungszylindern (nicht im Detail gezeigt und daher nicht separat
bezeichnet) auf, an denen jeweils eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 vorgesehen ist
Für jeden Verbrennungszylinder ist eine eigene Vorschalteinheit 10c, 10d, 10e, 10f, 10g (oder wenn gewünscht zusätzlich oder alternativ eine der in den Figuren 1-3 gezeigten Vorschalteinbeiten 10, 10a, 10b) mit darin integriertem
Kraftstoffspeicher 20 vorgesehen, wobei der Kraftstoffspeicher 20 über den stimseitigen Leitungsanschluss 25 (siehe Figuren 1-3) mit der dem jeweiligen Verbrennungszylinder zur Kraftstoffversorgung dessen zugeordneten
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 direkt über eine Kraftstoffleitung 110 verbunden ist.
Gemäß der Erfindung ist in wenigstens eine der Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f, 10g (hier in drei der Vorschalteinheiten 10d) eine mit einer Kraftstoffquelle (wie einem nicht gezeigten Kraftstofftank) verbindbare Kraftstoffpumpe 50 (siehe Figur 2) zum Bereitstellen eines vorbestimmten Kraftstoffdrucks integriert.
Analog zu Fig.4 ist der Kraftstoffspeicher 20 jeder der in Figur 5 gezeigten
Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f, 10g jeweils so eingerichtet, dass er eine druckstabile Versorgung der jeweils zugehörigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 mit von der bzw. den Kraftstoffpumpe(en) 50 gefördertem Kraftstoff gewährleistet,
Die jeweiligen Kraftstoffspeicher 20 der in Fig.5 gezeigten Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f, 10g (oder wenn gewünscht zusätzlich oder alternativ der in den Figuren 1-3 gezeigten Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b) sind über ihre seitlichen Lettungsanschlüsse 23, 24 (siehe Figuren 1 -3) und über eine Mehrzahf von Kraftstoffleitungen 100 direkt miteinander verbunden
Bevorzugt ist der Verbrennungsmotor 1a als schweröltauglicher Dieselmotor ausgebildet, insbesondere als Großdieselmotor für z,B maritime Anwendungen und/oder Kraftwerksanwendungen. Außerdem ist bevorzugt jede Kraftstoffpumpe 50 als Hochdruckpumpe ausgebildet, und sind alle Kraftstoffleitungen 100, 110 bevorzugt für Hochdruck ausgelegt und z.B. als Druckrohre ausgebildet.
Wie aus Fig.5 ersichtlich, sind die die Verbindung zwischen Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f, 10g und Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 120 herstellenden Kraftstoffleitungen 110 alle zueinander identisch ausgebildet und sind die die Verbindung zwischen benachbarten Vorschalteinheiten 10c, 10d, 10e, 10f, 10g herstellenden Kraftstoffleitungen 100 ebenfalls alle zueinander identisch ausgebildet.
Hinsichtlich der Funktion eines Druckbegrenzungsventils, eines
Mengenbegrenzungsventils, eines Spülventils, eines Kraftstoffspeichers und einer Kraftstoffpumpe bzw. Hochdruckpumpe in dem Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem wird zusatzlich z B. auf das Dokument DE 101 57 135 B4 verwiesen, aus dem bei Bedarf weitere diesbezügliche Einzelheiten entnehmbar sind.
Zusammenfassend kann gemäß der Erfindung in wenigstens eine der
Vorschalteinheiten 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g ein
Mengenbegrenzungsventil 30 zur Begrenzung einer der zugehörigen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge integriert sein. Ferner kann in eine Vorschalteinheit 10d mit integrierter Kraftstoffpumpe 50 ein Mengenbegrenzungsventil 30 zur Begrenzung einer der zugehörigen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge integriert sein Außerdem kann in wenigstens eine der Vorschalteinheiten 10b, 10c ein Druckbegrenzungsventii 60 zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert sein. Desweiteren kann in wenigstens eine der Vorschalteinheiten 10b ein
Mengenbegrenzungsventil 30 zur Begrenzung einer der zugehörigen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung 120 pro Zeiteinheit zuführbaren Kraftstoffmenge und ein Druckbegrenzungsventii 60 zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert sein
Wie aus den Figuren 4 und 5 entnehmbar, können zumindest einige der
Verbrennungszylinder zueinander in Reihe angeordnet sein, wobei in die
Vorschalteinheit 10f eines ein Ende der Reihe von Verbrennungszyiindern bildenden Verbrennungszylinders ein Spülventil 70 integriert sein kann Darüber hinaus kann in die Vorschalteinheit 10f mit integriertem Spüfventil 70 außerdem ein Druckbegrenzungsventii 60 zur Begrenzung des Kraftstoffdrucks integriert sein.
Weiterhin kann in wenigstens eine der Vorschalteinheiten 10g wenigstens eine Druckmessstelie 80 zum Anschluss wenigstens eines Kraftstoffdrucksensors zum Messen des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher 20 der betreffenden Vorschalteinheit 10g integriert sein.
Abschließend ist zu bemerken, sich die Vorschalteinheiten bzw.
Funktionseinheiten in beliebiger bzw. jeweils gewünschter oder erforderlicher Rethenfolge platzieren lassen, womit das Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem für jede Zylinderanzahl optimal entsprechend konstruktiver, technischer und hydraulischer Anforderungen zusammengestellt werden kann. Bezugszeichenfiste
1 Verbrennungsmotor
1a Verbrennungsmotor
10 Vorschaltetnhett
10a- 10g Vorschalteinheit
20 Kraftstoffspeicher
21 Speicherraum
21 a Teilraum
23 Leitungsanschtuss
24 Leitungsanschluss
25 Leitungsanschiuss
30 Mengenbegrenzungsventil
40 Deckel
40b Deckel
41b Anschluss
50 Kraftstoffpumpe
60 Druckbegrenzungsventil
70 Spülventil
80 Druckmessstelle
100 Kraftstoffleitung
1 10 Kraftstoffleitung
120 Kraftstoffeinspritzeinrichtung