燃料喷射系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃料喷射系统，特别是一种共轨燃料喷射系统。
【背景技术】
[0002]在共轨燃料喷射系统中，喷射压力能够独立于发动机速度和喷射量而产生。压力产生与喷射的分离借由蓄压器(轨)而完成。为了产生压力，提供高压栗(HDP)，其将燃料输送到蓄压器中。高压栗能够由燃料入口管道连接至燃料箱并且由燃料出口管道连接至蓄压器。高压栗压缩从燃料入口管道供入的燃料，并且在栗工作空间中产生燃料的高压体积，其被排出至蓄压器。在燃料喷入汽缸中，从蓄压器获取燃料的喷射体积。
[0003]入口阀设置在燃料入口管道中在高压栗之前。出口阀提供在燃料出口管道中在高压栗之后。除了根据压力而开启和闭合的被动阀之外，入口和出口阀每个能够被设计作为主动阀。传统的主动阀的目的是以产生既不过度又不缺乏的高压体积流的方式控制实际上可应用于产生高压的体积流。在高压栗的高压出口处的体积流取决于冲程频率、取决于活塞栗的输送特性而展现振荡。此外，入口阀的周期性开启和闭合导致噪声，其频率是高压栗的驱动轴的速度的函数。
【发明内容】
[0004]当前发明的目标是允许栗输送与喷射同步。当前发明的另一目标是尽可能最小化在入口和/或出口阀的周期性开启和闭合期间发生的操作噪声。
[0005]在专利权利要求1中指出了燃料喷射系统的一个实施例，高压栗的栗输送与喷射同步。燃料喷射系统包括具有栗工作空间的和用于压缩栗工作空间中的燃料的栗活塞的高压栗，用于供应燃料喷射到发动机的汽缸中的蓄压器，用于允许燃料进入高压栗中的入口阀，以及用于允许燃料离开高压栗的出口阀。此外，燃料喷射系统具有用于控制燃料喷入汽缸中并且用于控制入口阀和出口阀中的至少一个的控制单元。高压栗经由出口阀联接至蓄压器。控制单元以如此方式控制将燃料喷入汽缸中，以使得从蓄压器获取燃料的喷射体积并且在发动机的工作循环期间在每种情形中喷入汽缸之一中。以如此方式设计高压栗，以使得将燃料的高压体积在发动机的工作循环期间输送进入蓄压器中。此外，以如此方式设计高压栗，以使得栗活塞在栗冲程期间在栗工作空间中执行完整的上下运动。控制单元以如此方式控制入口阀和出口阀中的至少一个，以使得在发动机的工作循环期间由高压栗产生的燃料的高压体积对应于在工作循环期间从蓄压器获取的燃料的喷射体积，并且每个栗冲程燃料的不同高压体积在至少两个连续工作循环期间在连续的栗冲程期间输送进入蓄压器中。控制单元以如此方式控制燃料喷入汽缸中，以使得从蓄压器获取的喷射体积在连续工作循环的每一个期间恒定。
[0006]所指出的燃料喷射系统允许栗输送与喷射同步。这意味着在每个工作循环中由高压栗供给至蓄压器的燃料的高压体积对应于在工作循环期间作为喷入汽缸中的喷射体积而从蓄压器获取的燃料的体积。燃料的高压体积因此能够根据在发动机的每个工作循环中高压栗的需求而产生。
[0007]为此目的，入口阀例如数字入口阀的功能扩展超过了纯粹的体积流调整。出口阀例如数字出口阀的功能扩展超过纯粹的高压控制。结果，高压栗因此能够以如此方式操作在例如3-汽缸发动机上(不论曲轴与驱动轴之间的1:1驱动比和异常同步)，以使得能够实现足够精确的喷射量，由此允许栗驱动的替代传动比。例如，替代由曲轴以在发动机速度和栗轴的速度之间的2:1比操作，高压栗能够由其它可用的驱动轴在不同的、非同步速度下操作。通过使用这样的“非同步”的更高速度，例如在3-汽缸发动机上以在发动机速度和栗轴的速度之间的1:1比，有可能减小扭矩峰值。
[0008]此外，主动栗阀能够被主动地使用以通过它们的开启和闭合点的适当变化来对在开启和闭合期间发出的噪声整形，而没有更改对于需求是适当的结果高压燃料输送量。
[0009]在专利权利要求6中指出了一种用于将燃料喷入发动机的汽缸中的方法，借助该方法能够实现高压栗的栗输送与喷射同步。根据该方法的一个实施例，提供了一种高压栗，其具有栗工作空间和用于压缩栗工作空间中的燃料的栗活塞；用于供应燃料喷入发动机的汽缸中的蓄压器；用于允许燃料进入高压栗的入口阀；以及用于允许燃料离开高压栗的出口阀。在发动机的工作循环期间在高压栗中产生了燃料的高压体积。此外在发动机的工作循环期间由高压栗将燃料的高压体积输送到蓄压器中。燃料的喷射体积此外在发动机的工作循环期间被喷入汽缸之一中。由高压栗在工作循环期间产生的燃料的高压体积对应于在工作循环期间从蓄压器获取的燃料的喷射体积。此外，每个栗冲程燃料的不同高压体积在至少两个连续工作循环期间在连续栗冲程期间被输送到蓄压器中。另一方面，从蓄压器获取的喷射体积在连续工作循环的每一个期间是恒定的。
[0010]在下文中，规定了一种燃料喷射系统，其中，减小了在入口阀和/或出口阀的开启和/或闭合期间出现的噪声发射。根据一个实施例，燃料喷射系统包括用于压缩燃料的高压栗，用于供应燃料喷入发动机的汽缸中的蓄压器，用于允许燃料进入高压栗中的入口阀，以及用于允许燃料离开高压栗的出口阀。燃料喷射系统进一步包括用于控制燃料喷入汽缸中并且用于控制入口阀和出口阀中的至少一个的控制单元。高压栗经由出口阀联接至蓄压器。设计控制单元以如此方式控制入口阀和出口阀中的至少一个，以使得入口阀和出口阀中的所述至少一个的第一连续开启和/或闭合、与入口阀和出口阀中的所述至少一个的第二连续开启和/或闭合之间的时间不同，因此允许大大减少了在入口阀和出口阀中的所述至少一个的开启和/或闭合期间出现的噪声发射。
[0011]根据燃料喷射系统的另一实施例，控制单元设计成以如此方式设置在入口阀和出口阀中的所述至少一个的第一连续开启和/或闭合与入口阀和出口阀中的所述至少一个的第二连续开启和/或闭合之间的时间，以使得在入口阀和出口阀中的所述至少一个的开启和/或闭合期间出现的噪声发射低于限制数值。
【附图说明】
[0012]以下参照附图更详细说明本发明，其示出了当前发明的说明性实施例，并且其中:
图1示出了燃料喷射系统的实施例，
图2示出了在对驱动轴的操作期间对于高压栗的每个工作循环的需求是适当的高压体积产生，
图3示出了在高压栗对驱动轴的操作期间对于每个工作循环的需求是适当的高压体积产生，
图4示出了在高压栗对驱动轴的操作期间每个工作循环的需求是适当的高压体积产生，
图5示出了以在高压栗对驱动轴的操作期间对需求是适当的方式产生的高压体积，在入口和出口阀的开启和闭合期间减小了噪声发射。
【具体实施方式】
[0013]图1示出了燃料喷射系统10的一个实施例，其例如能够被设计作为共轨燃料喷射系统。燃料喷射系统包括具有用于压缩燃料的栗工作空间101的高压栗100。高压栗具有栗活塞102，其借由弹簧支撑在梃杆上。梃杆可移动地设置在梃杆导向件中。为了压缩栗工作空间中的燃料，栗活塞在每个栗冲程期间在栗工作空间101中执行完整的上下移动。为了移动栗活塞，梃杆联接至驱动轴。驱动轴能够具有一个或多个凸轮，梃杆经由辊子依靠在凸轮上。在驱动轴的旋转期间，轴的旋转运动由凸轮转换为活塞的往复运动。
[0014]燃料喷射系统10进一步具有用于供应燃料喷入发动机的汽缸中的蓄压器110。入口阀120提供在燃料入口管道150中以便允许燃料进入高压栗100中。燃料入口管道连接至燃料箱160。用于允许燃料离开高压栗100的出口阀130提供在燃料出口管道170中。高压栗100经由出口阀130和燃料出口管道170联接至蓄压器110。
[0015]设置在内燃机的汽缸上并且借助其将燃料喷入内燃机的汽缸中的一个或优选地多个喷射器180连接至高压蓄压器110。蓄压器110经由压力补偿阀190和燃料返回管线联接至燃料箱160。如果蓄压器110中压力过高，燃料因此能够被供回到燃料箱160中。
[0016]图2示出了以对于需求是适当的方式由高压栗100产生的燃料的高压体积。在图2中所示的说明性实施例中，高压栗在具有三个凸轮的驱动轴上以2:1的传动比来驱动，并且连接至3-汽缸、4-冲程内燃机。在图2中的第一曲线图中，燃料的喷射体积EV或者从蓄压器获取的高压体积相对于驱动轴的曲柄角(° KW)的度数被绘制。喷射体积EV表示为矩形区域。发动机的第一工作循环或工作周期Al从0°KW延伸至240°KW。在第一工作循环Al的结束处，用于喷入第一汽缸中的喷射体积EVl从蓄压器110获取。发动机的第二工作循环或工作周期A2从240 °KW延伸至480 °KW。在第二工作循环A2的结束处，用于喷入第二汽缸的另一喷射体积EV2从蓄压器110获取。发动机的第三工作循环/工作周期A3从480 °KW延伸至720 °KW。在第三工作周期A3的结束处