DE102004039745A1

DE102004039745A1 - Fuel injection device for a cylinder of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102004039745A1
Application number: DE200410039745
Authority: DE
Inventors: Harald Volk; Markus Bayer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-02-23
Also published as: WO2006018334A1

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein mit dieser eine Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil (12) auf. Das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein Einspritzventilglied (28) auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil (52) wird eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich gesteuert. Das Einspritzventilglied (28) kann gegen die Kraft einer ersten Schließfeder (60) einen geringen Öffnungshub (h1) ausführen, nach dem es zumindest mittelbar an einer zweiten vorgespannten Schließfeder (66) zur Anlage kommt, wobei es über den geringen Öffnunghub (h1) hinaus einen weiteren Öffnungshub (h2) gegen die Kraft der ersten Schließfeder (60) und der zweiten Schließfeder (66) ausführen kann. Das Steuerventil (52) wird während eines Einspritzzyklus einer Voreinspritzung geschlossen, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (h1) ausführt, anschließend wird das Steuerventil (52) zur Beendigung der Voreinspritzung geöffnet und zu einer Haupteinspritzung wieder geschlossen, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (h1) und den weiteren Öffnungshub (h2) ausführt.The fuel injection device has a high-pressure fuel pump (10) and a fuel injection valve (12) forming a structural unit therewith. The fuel injection valve (12) has an injection valve member (28) through which at least one injection port (32) is controlled. An electrically operated control valve (52) controls a connection of the pump working space (22) to a discharge area. The injection valve member (28) can against the force of a first closing spring (60) perform a small opening stroke (h1), after which it at least indirectly on a second biased closing spring (66) comes to rest, being beyond the small opening stroke (h1) addition a further opening stroke (h2) against the force of the first closing spring (60) and the second closing spring (66) can perform. The control valve 52 is closed during an injection cycle of a pilot injection so that the injection valve member 28 executes the small opening stroke h1, then the pilot valve 52 is opened to terminate the pilot injection and closed again to a main injection, so that the Injection valve member (28) performs the small opening stroke (h1) and the further opening stroke (h2).

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.The The invention is based on a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser eine Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist wenigstens ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird. Das Einspritzventilglied ist von dem in einem mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils herrschenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt und durch wenigstens eine vorgespannte Schließfeder in Schließrichtung beaufschlagt. Es ist außerdem ein elektrisch betätigtes Steuerventil vorgesehen, durch das zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Durch das Steuerventil wird der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, indem das Steuerventil während des Förderhubs des Pumpenkolbens zu einem durch eine elektronische Steuereinrichtung abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmten Zeitpunkt für eine bestimmte Zeitdauer geschlossen wird, so dass sich im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum Hochdruck aufbaut.A Such fuel injector is known from DE A. This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injector forming the same with this one unit on. The high-pressure fuel pump has a by the internal combustion engine in a lifting motion driven pump piston, which has a pump working space limited. The fuel injection valve has at least one injection valve member, is controlled by the at least one injection port. The Injector valve member is of the one in the pump working space associated pressure chamber of the fuel injection valve prevailing Pressure in opening direction acted upon and by at least one biased closing spring in the closing direction applied. It is also an electrically operated Control valve provided by the fuel injection control at least indirectly, a connection of the pump working space with a Relief area is controlled. By the control valve is the Time of fuel injection and injected fuel quantity determined by the control valve during the delivery stroke of the pump piston to an electronic control device depending on operating parameters the engine specific time for a certain period of time is closed, so that in the pump room and in the pressure chamber Builds up high pressure.

Wenn der im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum herrschende Druck so hoch ist, dass die auf das Einspritzventilglied in Öffnungsrichtung wirkende Druckkraft größer ist als die in Schließrichtung wirkende Kraft der Schließfeder, so öffnet das Einspritzventilglied und die Kraftstoffeinspritzung beginnt. Kurze Zeit nachdem das Einspritzventilglied geöffnet hat wird der Ausweichkolben durch den ansteigenden Druck im Pumpenarbeitsraum bis zu einem Anschlag verschoben, wodurch die Vorspannung der Schließfeder erhöht wird, so dass das Einspritzventilglied wieder schließt und die Voreinspritzung beendet ist. Nachfolgend steigt der Druck im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum weiter an und das Einspritzventilglied öffnet zur Haupteinspritzung, wenn die in Öffnungsrichtung auf dieses wirkende Druckkraft größer ist als die erhöhte Schließkraft der Schließfeder. Nachteilig bei dieser Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, dass der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung nicht veränderbar ist, da dieser durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens festgelegt ist. Die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ist ebenfalls durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens festgelegt und nicht veränderbar. Die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ändert sich abhängig von der Drehzahl, des Einspritzbeginns und der Temperatur, wobei diese Änderung nicht ausgeglichen werden kann. Während der Voreinspritzung öffnet das Einspritzventilglied unter Umständen nicht vollständig, wodurch die eingespritzte Kraftstoffmenge schwanken kann. Weiterhin können die Öffnungsdrücke des Einspritzventilglieds zur Voreinspritzung und zur Haupteinspritzung nicht unabhängig voneinander festgelegt werden, da diese durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens miteinander gekoppelt sind.If the pressure prevailing in the pump working chamber and in the pressure chamber is so high in that the pressure force acting on the injection valve member in the opening direction is larger as the acting in the closing direction Force of the closing spring, so opens the injection valve member and the fuel injection begins. A short time after the injection valve member has opened, the bypass piston becomes due to the increasing pressure in the pump working space up to a stop shifted, whereby the bias of the closing spring is increased, so that the injection valve member closes again and the pilot injection is finished. Subsequently, the pressure increases in the pump working chamber and in the pressure chamber on and the injection valve member opens to Main injection when in the opening direction on this acting pressure force is greater than the increased closing force of Closing spring. A disadvantage of this fuel injection device is that of time interval between the pilot injection and the main injection not changeable is because of this by the hydraulic design of the bypass piston is fixed. The amount of fuel injected during the pilot injection is also due to the hydraulic design of the bypass piston fixed and not changeable. The amount of fuel injected during the pilot injection changes dependent from the speed, the start of injection and the temperature, with this change can not be compensated. This opens during the pre-injection Injector valve member under circumstances not completely, which the injected fuel quantity can fluctuate. Furthermore, the opening pressures of the injection valve member for pre-injection and main injection are not set independently These are due to the hydraulic design of the bypass piston coupled together.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge sowie der Öffnungsdruck des Einspritzventilglieds bei der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils variabel sind. Außerdem ist sichergestellt, dass sich das Einspritzventilglied bei der Voreinspritzung mit einem definierten Öffnungshub öffnet, so dass auch kleine Kraftstoffeinspritzmengen bei der Voreinspritzung exakt dosiert werden können. Schließlich können die Einflüsse der Drehzahl, des Einspritzbeginns und der Temperatur auf die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils kompensiert werden, so dass bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die erforderliche Kraftstoffmenge eingespritzt wird.The Fuel injection device according to the invention with the features according to claim 1 has in contrast the advantage that the time interval between the pilot injection and the main injection injected at the pilot injection Fuel quantity and the opening pressure the injection valve member in the pilot injection and the main injection are variable by appropriate control of the control valve. Furthermore it is ensured that the injection valve member in the pilot injection opens with a defined opening stroke, so that also small fuel injection quantities in the pilot injection can be accurately metered. Finally, the influences speed, start of injection and temperature at the pilot injection injected fuel quantity by appropriate Control of the control valve to be compensated, so that at all operating conditions the internal combustion engine injected the required amount of fuel becomes.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben.In the dependent claims are advantageous embodiments and refinements of the fuel injection device according to the invention specified.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung in schematischer Darstellung und 2 in vergrößerter Darstellung einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Einspritzventilglied in einer geschlossenen Stellung.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a fuel injection device in a schematic representation and 2 in an enlarged view a in 1 labeled II section of the fuel injector with an injection valve member in a closed position.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist einen oder mehrere Zylinder auf. Für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen, die als Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet ist und die für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser eine Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil 12 aufweist.In 1 a fuel injection device for an internal combustion engine, for example of a motor vehicle is shown. The internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine and has one or more cylinders. For each cylinder of the internal combustion engine, a fuel injection device is provided, which is designed as a pump-nozzle unit and for each cylinder of the internal combustion engine each have a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injector forming the same with this one unit 12 having.

Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 mit einer Zylinderbohrung 16 auf, in der ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist. Der Pumpenkolben 18 wird zumindest mittelbar durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben. Der Pumpenkolben 18 begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs mittels einer Förderpumpe 25 zugeführt.The high-pressure fuel pump 10 has a pump body 14 with a cylinder bore 16 on, in which a pump piston 18 is tightly guided. The pump piston 18 is at least indirectly by a cam 20 a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 driven in a lifting movement. The pump piston 18 limited in the cylinder bore 16 a pump workroom 22 , in which the delivery stroke of the pump piston 18 Fuel is compressed under high pressure. The pump workroom 22 becomes fuel from a fuel tank 24 of the motor vehicle by means of a feed pump 25 fed.

Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und in dem wenigstens ein Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Der Ventilkörper 26 weist an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung zu seinem dem Brennraum zugewandten Ende hin eine Druckschulter 42 auf.The fuel injector 12 has a valve body 26 on, which may be of multi-part design, and in which at least one injection valve member 28 in a hole 30 is guided longitudinally displaceable. The valve body 26 has at its the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine end portion facing at least one, preferably a plurality of injection openings 32 on. The injection valve member 28 has at its end facing the combustion chamber an example, for example, conical sealing surface 34 on that with one in the valve body 26 formed in the combustion chamber facing the end portion valve seat 36 cooperates, from or after the injection ports 32 dissipate. In the valve body 26 is between the injection valve member 28 and the hole 30 to the valve seat 36 an annular space 38 present in his the valve seat 36 remote end region by a radial extension of the bore 30 in a the injection valve member 28 surrounding pressure chamber 40 passes. The injection valve member 28 indicates the height of the pressure chamber 40 by a cross-sectional reduction to its end facing the combustion chamber towards a pressure shoulder 42 on.

Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 ein Kanal 50 ab, der in den Druckraum 40 mündet. Vom Kanal 50 führt eine Verbindung zu einem Entlastungsbereich ab, der der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder die Druckseite der Förderpumpe 25 sein kann. Die Verbindung des Kanals 50 und damit des Pumpenarbeitsraums 22 und des Druckraums 40 mit dem Entlastungsbereich wird durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 52 gesteuert, das durch eine elektronische Steuereinrichtung 54 angesteuert wird. Das Steuerventil 52 kann einen elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktor 56 aufweisen. Der Steuereinrichtung 54 werden über entsprechende Sensoren 58 Informationen über verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine zugeführt, insbesondere über die Drehzahl, Last, Kraftstofftemperatur und gegebenenfalls weitere Parameter.From the pump workroom 22 leads through the pump body 14 and the valve body 26 a channel 50 starting in the pressure room 40 empties. From the canal 50 connects to a relief area that is the fuel tank 24 or the pressure side of the feed pump 25 can be. The connection of the channel 50 and with it the pump work space 22 and the pressure chamber 40 with the discharge area is by an electrically operated control valve 52 controlled by an electronic control device 54 is controlled. The control valve 52 can be an electromagnetic or piezoelectric actuator 56 exhibit. The control device 54 be via appropriate sensors 58 Information about various operating parameters of the internal combustion engine supplied, in particular on the speed, load, fuel temperature and possibly other parameters.

Das Einspritzventilglied 28 wird durch eine an diesem angreifende erste vorgespannte Schließfeder 60 in Schließrichtung beaufschlagt, die in einer sich an die Bohrung 30 zum Pumpenarbeitsraum 22 hin anschließenden Bohrung 62 im Ventilkörper 26 angeordnet ist. Die erste Schließfeder 60 ist als Schraubendruckfeder ausgebildet und zwischen dem Einspritzventilglied 28 und dem Ventilkörper 26 eingespannt. Die erste Schließfeder 60 kann sich direkt oder über eine Druckstange 64 am Einspritzventilglied 28 abstützen. Es ist außerdem eine zweite vorgespannte Schließfeder 66 für das Einspritzventilglied 28 vorgesehen, die jedoch erst auf das Einspritzventilglied 28 wirkt, wenn dieses ausgehend von seiner Schließstellung einen bestimmten Öffnungshub h1 ausgeführt hat. Die zweite Schließfeder 66 ist zwischen der ersten Schließfeder 60 und dem Einspritzventilglied 28 in der Bohrung 62 angeordnet. Die zweite Schließfeder 66 stützt sich einerseits über eine in die Bohrung 62 fest eingefügte Trennwand 68 zur ersten Schließfeder 60 hin ab und andererseits über einen Federteller 70 an einem Stützelement 72 ab. Das Stützelement 72 ist in einer im Durchmesser gegenüber der Bohrung 62 kleineren Bohrung 74 in einem Teil des Ventilkörpers 26 verschiebbar geführt. Das Einspritzventilglied 28 oder die Druckstange 64 tritt durch das hohl ausgebildete Stützelement 72 hindurch. Das Stützelement 72 kommt in der nicht komprimierten Ausgangslage der zweiten Schließfeder 66 mit einem das Einspritzventilglied 28 umgebenden Rand 73 an einem Teil des Ventilkörpers 26 zur Anlage. Das Einspritzventilglied 28 kommt nach dem Öffnungshub h1 mit einer an diesem ausgebildeten Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage. Der Abstand zwischen der Ringschulter 72 des Einspritzventilglieds 28 und dem Stützelement 72 bestimmt somit den Öffnungshub h1 des Einspritzventilglieds 28, auf dem nur die erste Schließfeder 60 wirkt. In 2 ist das Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenen Stellung dargestellt. Das Einspritzventilglied 28 kann zusätzlich zum Öffnungshub h1 einen weiteren Öffnungshub h2 ausführen, auf dem dann beide Schließfedern 60 und 66 auf das Einspritzventilglied 28 wirken. Der Öffnungshub h2 ist dadurch begrenzt, dass das Stützelement 72 an einer durch eine Durchmesserverringerung der Bohrung 74 gebildeten Ringschulter 78 am Ventilkörper 26 zur Anlage kommt.The injection valve member 28 is characterized by an attacking this first biased closing spring 60 acted upon in the closing direction, which in a to the bore 30 to the pump work space 22 following hole 62 in the valve body 26 is arranged. The first closing spring 60 is designed as a helical compression spring and between the injection valve member 28 and the valve body 26 clamped. The first closing spring 60 can be directly or via a push rod 64 at the injection valve member 28 support. It is also a second preloaded closing spring 66 for the injection valve member 28 provided, but only on the injection valve member 28 acts, if this has carried out starting from its closed position a certain opening stroke h1. The second closing spring 66 is between the first closing spring 60 and the injection valve member 28 in the hole 62 arranged. The second closing spring 66 On the one hand, it supports itself via a hole 62 firmly inserted partition 68 to the first closing spring 60 down and on the other hand via a spring plate 70 on a support element 72 from. The support element 72 is in a diameter opposite the hole 62 smaller bore 74 in a part of the valve body 26 slidably guided. The injection valve member 28 or the push rod 64 enters through the hollow support element 72 therethrough. The support element 72 comes in the non-compressed starting position of the second closing spring 66 with an injection valve member 28 surrounding edge 73 on a part of the valve body 26 to the plant. The injection valve member 28 comes after the opening stroke h1 with an annular shoulder formed on this 76 on the support element 72 to the plant. The distance between the ring shoulder 72 of the injection valve member 28 and the support element 72 thus determines the opening stroke h1 of the injection valve member 28 on which only the first closing spring 60 acts. In 2 is the injection valve member 28 shown in its closed position. The injection valve member 28 In addition to the opening stroke h1, it is also possible to carry out a further opening stroke h2, on which then both closing springs 60 and 66 on the injection valve member 28 Act. The opening stroke h2 is limited by the fact that the support element 72 at one by a reduction in diameter of the bore 74 ge formed ring shoulder 78 on the valve body 26 comes to the plant.

Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 52 geöffnet, so dass der Pumpenarbeitsraum 22 durch die Förderpumpe 25 mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 befüllt wird. Beim Förderhub wird der Pumpenkolben 18 durch den Nocken 20 in die Zylinderbohrung 16 hineinbewegt, wobei sich ein durch das Profil des Nockens 20 bestimmter Druckverlauf im Pumpenarbeitsraum 22 einstellt. Zu einem durch die Steuereinrichtung 54 bestimmten Zeitpunkt wird durch diese das Steuerventil 52 geschlossen, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck so hoch ist, dass die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte Kraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 60, so öffnet das Einspritzventilglied 28 zu einer Voreinspritzung von Kraftstoff mit dem Öffnungshub h1, bis es mit seiner Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage kommt. Die auf das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 wirkende Druckkraft ist jedoch zu gering, um das Einspritzventilglied 28 gegen die zusätzliche Kraft der zweiten Schließfeder 66 weiter zu öffnen, so dass das Einspritzventilglied 28 nur. den Öffnungshub h1 ausführt. Wenn die von der Steuereinrichtung 54 für die Voreinspritzung festgelegte Kraftstoffmenge eingespritzt ist, so wird das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 geöffnet, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 so stark abfällt, dass das Einspritzventilglied 28 bedingt durch die erste Schließfeder 60 wieder schließt und die Voreinspritzung beendet ist.The function of the fuel injector will be explained below. During the suction stroke of the pump piston 18 is the control valve 52 open, leaving the pump work space 22 through the feed pump 25 with fuel from the fuel tank 24 is filled. The delivery stroke is the pump piston 18 through the cam 20 into the cylinder bore 16 moved in, with a through the profile of the cam 20 certain pressure gradient in the pump working space 22 established. To one by the controller 54 certain time will be through this the control valve 52 closed, so in the pump workspace 22 and in the pressure room 40 Builds up high pressure. When the pressure is so high that through this over the pressure shoulder 42 on the injection valve member 28 generated force is greater than the force of the first closing spring 60 , the injection valve member opens 28 to a pre-injection of fuel with the opening stroke h1 until it is with its annular shoulder 76 on the support element 72 comes to the plant. The on the injection valve member 28 in the opening direction 29 However, acting pressure force is too low to the injection valve member 28 against the additional force of the second closing spring 66 continue to open so that the injection valve member 28 just. performs the opening stroke h1. If that of the controller 54 is injected for the pilot injection set amount of fuel, so the control valve 52 by the control device 54 open so that the pressure in the pump workspace 22 and in the pressure room 40 decreases so much that the injection valve member 28 conditioned by the first closing spring 60 closes again and the pilot injection is completed.

Zu einem wiederum durch die Steuereinrichtung 54 bestimmten Zeitpunkt wird durch diese das Steuerventil 52 wieder geschlossen, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 wieder Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck so hoch ist, dass die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte Kraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 60, so öffnet das Einspritzventilglied 28 zu einer Haupteinspritzung von Kraftstoff zunächst mit dem Öffnungshub h1, bis es mit seiner Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage kommt. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 steigt bedingt durch das Profil des Nockens 20 weiter an, so dass die auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Druckkraft so groß ist, dass das Einspritzventilglied 28 den weiteren Öffnungshub h2 gegen die zusätzliche Kraft der zweiten Schließfeder 66 ausführt. Wenn die von der Steuereinrichtung 54 für die Haupteinspritzung festgelegte Kraftstoffmenge eingespritzt ist, so wird das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 geöffnet, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 so stark abfällt, dass das Einspritzventilglied 28 bedingt durch die beiden Schließfedern 60, 66 wieder schließt und die Haupteinspritzung beendet ist. Zu einer Nacheinspritzung von Kraftstoff, wie dies beispielsweise für Abgasreinigungseinrichtungen wie Partikelfilter erforderlich sein kann, kann das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 nochmals geschlossen werden.In turn, by the controller 54 certain time will be through this the control valve 52 closed again, leaving itself in the pump room 22 and in the pressure room 40 build up high pressure again. When the pressure is so high that through this over the pressure shoulder 42 on the injection valve member 28 generated force is greater than the force of the first closing spring 60 , the injection valve member opens 28 to a main injection of fuel first with the opening stroke h1 until it is with its annular shoulder 76 on the support element 72 comes to the plant. The pressure in the pump workspace 22 and in the pressure room 40 increases due to the profile of the cam 20 continue on so that the on the injection valve member 28 acting pressure force is so great that the injection valve member 28 the further opening stroke h2 against the additional force of the second closing spring 66 performs. If that of the controller 54 is injected for the main injection set amount of fuel, then the control valve 52 by the control device 54 open so that the pressure in the pump workspace 22 and in the pressure room 40 decreases so much that the injection valve member 28 conditioned by the two closing springs 60 . 66 closes again and the main injection is finished. For a post-injection of fuel, as may be required for example for exhaust gas purification devices such as particulate filter, the control valve 52 by the control device 54 be closed again.

Der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, der Druck, bei dem die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung beginnt sowie die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge können durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 52 durch die Steuereinrichtung 54 variabel abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine festgelegt werden.The time interval between the pre-injection and the main injection, the pressure at which the pre-injection and the main injection begins and the amount of fuel injected during the pre-injection can be controlled by appropriate control of the control valve 52 by the control device 54 be set variable depending on operating parameters of the internal combustion engine.

Durch die Steuereinrichtung 54 kann außerdem der Einfluss der Betriebsparameter auf die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge korrigiert werden, so dass bei allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die erforderliche Voreinspritzmenge gewährleistet ist. Während der Voreinspritzung ist das Einspritzventilglied 28 mit dem definierten Öffnungshub h1 geöffnet, so dass auch geringe Kraftstoffmengen bei der Voreinspritzung exakt dosiert werden können.By the control device 54 In addition, the influence of the operating parameters on the amount of fuel injected during the pilot injection can be corrected, so that the required pilot injection quantity is ensured under all operating conditions of the internal combustion engine. During the pilot injection is the injection valve member 28 opened with the defined opening stroke h1, so that even small amounts of fuel can be accurately metered during the pre-injection.

Claims

Fuel injection device for a cylinder of an internal combustion engine with a high-pressure fuel pump ( 10 ) and a fuel injector forming therewith a unit ( 12 ), wherein the high-pressure fuel pump ( 10 ) a driven by the internal combustion engine in a stroke pump piston ( 18 ) having a pump working space ( 22 ), wherein the fuel injection valve ( 12 ) at least one injection valve member ( 28 ), through which at least one injection opening ( 32 ), wherein the injection valve member ( 28 ) of which in one with the pump work space ( 22 ) associated pressure space ( 40 ) of the fuel injection valve ( 12 ) prevailing pressure in the opening direction ( 29 ) is acted upon and by at least one biased closing spring ( 60 ) is acted upon in the closing direction, and with an electrically operated control valve ( 52 ), by which at least indirectly a connection of the pump working space ( 22 ) is controlled with a discharge area and by an electronic control device ( 54 ), characterized in that the injection valve member ( 28 ) against the force of a first closing spring ( 60 ) can perform a small opening stroke (h1), after which it at least indirectly on a second prestressed closing spring ( 66 ) comes to rest, that the injection valve member ( 28 ) beyond the small opening stroke (h1), a further opening stroke (h2) against the force of the first closing spring ( 60 ) and the second closing spring ( 66 ) can perform that the control valve ( 52 ) during an injection cycle by the control device ( 54 ) is closed to a pilot injection, so that the injection valve member ( 28 ) performs the small opening stroke (h1) that the control valve ( 52 ) by the control device ( 54 ) is opened to terminate the pilot injection and closed again to a main injection, so that the injection valve member ( 28 ) performs the small opening stroke (h1) and the further opening stroke (h2) and that the control valve ( 52 ) by the control device ( 54 ) is reopened to complete the main injection.

Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the two closing springs ( 60 . 66 ) in the longitudinal direction of the injection valve member ( 28 ) are arranged one after the other.

Fuel injection device according to claim 2, characterized in that the two closing springs ( 60 . 66 ) between the injection valve member ( 28 ) and the pump work space ( 22 ) are arranged such that the first closing spring ( 60 ) the pump work space ( 22 ) is arranged facing and that the second closing spring ( 66 ) the injection valve member ( 28 ) is arranged facing.