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DE10237585A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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DE10237585A1
DE10237585A1 DE10237585A DE10237585A DE10237585A1 DE 10237585 A1 DE10237585 A1 DE 10237585A1 DE 10237585 A DE10237585 A DE 10237585A DE 10237585 A DE10237585 A DE 10237585A DE 10237585 A1 DE10237585 A1 DE 10237585A1
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DE
Germany
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pressure
valve
fuel
fuel injection
pump
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Withdrawn
Application number
DE10237585A
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English (en)
Inventor
Peter Boehland
Tobias Reiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to US10/492,412 priority patent/US6973918B2/en
Priority to JP2004529668A priority patent/JP2005535828A/ja
Priority to EP03709647A priority patent/EP1552138B1/de
Priority to PCT/DE2003/000585 priority patent/WO2004018866A1/de
Priority to DE50307094T priority patent/DE50307094D1/de
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Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) mit einem Pumpenarbeitsraum (22) und ein mit diesem verbundenes Kraftstoffeinspritzventil (12) auf. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil (60) wird eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich (24) gesteuert. Das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein erstes Einspritzventilglied (28) auf, durch das wenigstens eine erste Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und innerhalb dem ein zweites Einspritzventilglied (128) verschiebbar geführt ist, durch das wenigstens eine zweite Einspritzöffnung (132) gesteuert wird. Das zweite Einspritzventilglied (128) ist zumindest mittelbar von dem in einem kraftstoffgefüllten Steuerdruckraum (54) herrschenden Druck in Schließrichtung beaufschlagt. Der Steuerdruckraum (54) weist eine durch ein Ventil (72; 172) gesteuerte Verbindung (70; 170) mit einem Druckbereich (71; 171) auf, in dem gegenüber dem Pumpenarbeitsraum (22) beim Schließen bzw. Öffnen des Steuerventils (60) ein verzögerter Druckaufbau bzw. Druckabbau erfolgt. Das Ventil (72; 172) weist ein in Öffnungsrichtung von dem im Druckbereich (71; 171) herrschenden Druck und in Schließrichtung von dem im Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck beaufschlagtes Ventilglied (76, 80; 176) auf.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 198 35 494 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt, der mit einem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden ist. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das von dem im Druckraum herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung bewegbar ist. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil wird zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum und damit im Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils den Öffnungsdruck erreicht, so bewegt sich das Einspritzventilglied in Öffnungsrichtung und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung frei. Der Einspritzquerschnitt, der durch das Einspritzventilglied dabei gesteuert wird ist immer gleich groß. Dies ermöglicht nicht unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine optimale Kraftstoffeinspritzung.
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das zweite Einspritzventilglied mit der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung zusätzlicher Einspritzquerschnitt freigegeben oder verschlossen werden kann, so daß der Einspritzquerschnitt an die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine optimal angepasst werden kann. Durch das Ventil wird ein sicheres und schnelles Schließen des zweiten Einspritzventilglieds erreicht, so daß beim Übergang von einem Kraftstoffeinspritzzyklus, bei dem nur das erste Einspritzventilglied öffnet, zu einem Kraftstoffeinspritzzyklus, bei dem zusätzlich auch das zweite Einspritzventilglied öffnet, eine unerwünschte Erhöhung der eingespritzten Kraftstoffmenge vermieden oder zumindest begrenzt werden kann.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 2 oder 3 wird der Druckbereich auf einfache Weise ohne zusätzlichen Aufwand mit Druck versorgt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt, 2 in vergrößerter Darstellung einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, 3 einen in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einer modifizierten Ausführung und 4 Hubverläufe von Einspritzventilgliedern der Kraftstoffeinspritzeinrichtung über der Zeit während einem Einspritzzyklus.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den 1 bis 3 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als sogenanntes Pumpe-Düse-System oder als Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf. Bei einer Ausbildung als Pumpe-Leitung-Düse-System ist die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil 12 angeordnet und mit diesem über eine Leitung verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung als Pumpe-Düse-System ausgebildet, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12 direkt miteinander verbunden sind und eine Baueinheit bilden. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen in einer Zylinderbohrung 16 in einem Pumpenkörper 14 dicht geführten Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 18 durch eine Förderpumpe 23 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs zugeführt.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist wie in den 1 und 2 dargestellt einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein erstes Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Wie in 2 dargestellt weist der Ventilkörper 26 an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine erste, vorzugsweise mehrere erste Einspritzöffnungen 32 auf, die über den Umfang des Ventilkörpers 26 verteilt angeordnet sind. Das erste 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 ersten 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 erste Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das erste Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des ersten Einspritzventilglieds 28 greift eine erste vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das erste Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die erste Schließfeder 44 ist in einem ersten Federraum 46 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der sich an die Bohrung 30 anschließt.
  • Das erste Einspritzventilglied 28 des Kraftstoffeinspritzventils 12 ist hohl ausgebildet und in diesem ist in einer koaxial im Einspritzventilglied 28 ausgebildeten Bohrung ein zweites Einspritzventilglied 128 verschiebbar geführt. Durch das zweite Einspritzventilglied 128 wird wenigstens eine, vorzugsweise mehrere zweite Einspritzöffnungen 132 im Ventilkörper 26 gesteuert. Die zweiten Einspritzöffnungen 132 sind in Richtung der Längsachse der Einspritzventilglieder 28, 128 zu der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung 32 zum Brennraum hin versetzt angeordnet. Das zweite Einspritzventilglied 128 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 134 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 136 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die zweiten Einspritzöffnungen 132 abführen. Das zweite Einspritzventilglied 128 kann zweiteilig ausgebildet sein und einen die Dichtfläche 134 aufweisenden, dem Brennraum zugewandten Teil und einen vom Brennraum weg an den ersten Teil anschließenden zweiten Teil aufweisen. Nahe dem brennraumseitigen Ende des zweiten Einspritzventilglieds 128 ist an diesem eine Druckfläche 142 gebildet, auf die bei geöffnetem erstem Einspritzventilglied 28 der im Druckraum 40 herrschende Druck wirkt.
  • An den ersten Federraum 46 vom Brennraum weg anschließend ist wie in den 1 und 2 dargestellt im Ventilkörper 26 ein zweiter Federraum 146 ausgebildet, in dem eine auf das zweite Einspritzventilglied 128 in Schließrichtung wirkende zweite Schließfeder 144 angeordnet ist. Der zweite Federraum 146 ist vom ersten Federraum 46 durch eine Wandung 48 getrennt, die in den Ventilkörper 26 eingespresst ist. An der Wandung 48 stützt sich, gegebenenfalls über eine Zwischenscheibe, die erste Schließfeder 44 ab. Das zweite Einspritzventilglied 128 tritt durch eine Bohrung in der Trennwand 48 hindurch und ragt in den zweiten Federraum 146 hinein. Die zweite Schließfeder 144 ist zwischen dem Grund des zweiten Federraums 146 und einem Federteller 148 des zweiten Einspritzventilglieds 128 eingespannt. Die beiden Federräume 46, 146 sind jeweils mit einem Entlastungsbereich verbunden, so daß in diesen ein geringer Druck herrscht. An den zweiten Federraum 146 schließt sich dem Brennraum abgewandt eine Bohrung 50 mit gegenüber dem Federraum 146 kleinerem Durchmesser an. In der Bohrung 50 ist ein Steuerkolben 52 dicht geführt, der sich einerseits am zweiten Einspritzventilglied 128 abstützt, beispielsweise über den Federteller 148, und der andererseits in der Bohrung 50 einen Steuerdruckraum 54 begrenzt.
  • Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 eine Verbindung 56 in den Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist außerdem eine Verbindung 58 zu einem Entlastungsbereich auf, als der die Förderpumpe 23 oder der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann. Die Verbindung 58 des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Entlastungsbereich wird durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 60 gesteuert. Das Steuerventil 60 kann als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein und einen elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktor aufweisen. Das Steuerventil 60 wird durch eine elektronische Steuereinrichtung 62 abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine angesteuert, um den Zeitpunkt und die Zeitdauer der Kraftstoffeinspritzung und damit auch die eingespritzte Kraftstoffmenge zu steuern. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 60 geöffnet, so daß dem Pumpenarbeitsraum 22 Kraftstoff durch die Förderpumpe 23 zugeführt wird. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 wird zu einem bestimmten Zeitpunkt das Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 62 geschlossen, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 Hochdruck aufbauen kann entsprechend dem Hub des Pumpenkolbens 18.
  • Der Steuerdruckraum 54 weist eine Verbindung 70 mit einem Druckbereich 71 auf, der wiederum mit dem Druckraum 40 verbunden ist. Die Verbindung 70 wird durch ein Ventil 72 gesteuert und verläuft ausgehend von der Bohrung 50, in der der Steuerdruckraum 54 gebildet ist, etwa radial nach außen. Der Druckbereich 71 ist als Längsbohrung 71 ausgebildet, die etwa parallel zu den Einspritzventilgliedern 28, 128 durch den Ventilkörper 26 bis zum Druckraum 40 verläuft. In der Längsbohrung 71 ist vorzugsweise eine Drosselstelle 74 angeordnet. Die Längsbohrung 71 bildet somit den Druckbereich, der vom Druckraum 40 mit Druck versorgt wird und von diesem durch die Drosselstelle 74 abgekoppelt ist. Das Ventil 72 weist ein in einem mit dem Steuerdruckraum 54 verbundenen Ventilraum 75 angeordnetes Ventilglied 76 auf, das beispielsweise wie in 1 dargestellt als Kugel ausgebildet sein kann, und das zur Steuerung der Verbindung 70 mit einem im Ventilkörper 26 ausgebildeten Ventilsitz 78 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 78 ist am Übergang vom Ventilraum 75 zu der einen Teil der Verbindung 70 bildenden Längsbohrung 71 im Ventilkörper 26 gebildet, die einen kleineren Durchmesser aufweist als der Ventilraum 75. Der Ventilsitz 75 ist beispielsweise zumindest annähernd kegelförmig ausgebildet. Mit dem Ventilglied 76 ist ein Ventilkolben 80 verbunden, der in einer sich an den Ventilraum 75 an dessen dem Ventilsitz 78 abgewandter Seite anschließenden Bohrung 81 dicht geführt ist. Die Bohrung 81 weist eine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf, die ungedrosselt ist. Das Ventilglied 76 ist somit in dessen Öffnungsrichtung, das ist vom Ventilsitz 78 weg gerichtet, von dem in der Längsbohrung 71 herrschenden Druck beaufschlagt, und in dessen Schließrichtung, das ist zum Ventilsitz 78 hin gerichtet, über den Ventilkolben 80 von dem im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck. Die vom Ventilsitz 78 umschlossene Querschnittsfläche des Ventilglieds 76 und die in der Bohrung 81 angeordnete Querschnittsfläche des Ventilkolbens 80 sind vorzugsweise zumindest annähernd gleich groß. Es kann zusätzlich vorgesehen sein, daß das Ventilglied 76 durch eine Feder 77 in Schließrichtung zum Ventilsitz 78 hin beaufschlagt ist. Der Steuerdruckraum 54 und der Ventilraum 75 können eine Verbindung 82 zum zweiten Federraum 146 aufweisen, über den diese dann mit einem Entlastungsbereich verbunden sind. In der Verbindung 82 ist wenigstens eine Drosselstelle 83 angeordnet.
  • Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 60 geöffnet, so daß durch die Förderpumpe 23 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 in den Pumpenarbeitsraum 22 gefördert wird. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 wird das Steuerventil 60 zu einem bestimmten Zeitpunkt durch die Steuereinrichtung 62 geschlossen, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 von der Förderpumpe 23 getrennt ist und sich in diesem Hochdruck aufbaut entsprechend dem Hub des Pumpenkolbens 18.
  • Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 so hoch ist, daß die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das erste Einspritzventilglied 28 erzeugte Druckkraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 44, so öffnet das Kraftstoffeinspritzventil 12 indem das erste Einspritzventilglied 28 mit seiner Dichtfläche 34 vom Ventilsitz 36 abhebt und die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 32 freigibt. Im Pumpenarbeitsraum 22 erfolgt dabei ein schnellerer Druckanstieg als in der Längsbohrung 71, wo der Druckanstieg durch die Drosselstelle 74 verzögert wird. Das Ventil 72 wird dadurch geschlossen, da auf dessen Ventilglied 76 durch den vom Druck im Pumpenarbeitsraum 22 beaufschlagten Ventilkolben 80 eine größere Kraft in Schließrichtung erzeugt wird als die durch den über die Längsbohrung 71 mit der Drosselstelle 74 auf das Ventilglied 76 wirkenden Druck in Öffnungsrichtung erzeugte Kraft. Bedingt durch die Drosselstelle 74 und die Laufzeit der Druckwellen vom Pumpenarbeitsraum 22 zum Ventilglied 76 erfolgt der Druckaufbau in der Längsbohrung 71 gegenüber dem Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 verzögert. Der Steuerdruckraum 54 ist dabei durch das Ventil 72 vom Druckraum 40 getrennt, so daß im Steuerdruckraum 54 wegen dessen Verbindung 82 mit dem Federraum 146 und über diesen mit dem Entlastungsbereich nur ein geringer Druck herrscht. Die auf das zweite Einspritzventilglied 128 in Schließrichtung wirkende Kraft wird somit im wesentlichen durch die zweite Schließfeder 144 bestimmt. Wenn der Druck im Druckraum 40 über die Druckfläche 142 am zweiten Einspritzventilglied 128 eine Kraft in Öffnungsrichtung 29 erzeugt, die größer ist als die Kraft der zweiten Schließfeder 144, so bewegt sich das zweite Einspritzventilglied 128 in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 132 frei. Wenn das zweite Einspritzventilglied 128 mit seiner Dichtfläche 134 vom zweiten Ventilsitz 136 abgehoben ist, so ist die gesamte Stirnfläche des Einspritzventilglieds 128 und somit eine gegenüber der Druckfläche 142 wesentlich größere Fläche von dem im Druckraum 40 herrschenden Druck beaufschlagt.
  • Es kann vorgesehen sein, daß die durch die ersten Einspritzöffnungen 32 und die zweiten Einspritzöffnungen 132 gebildeten Einspritzquerschnitte zumindest annähernd gleich groß sind, so daß bei der Öffnung nur des ersten Einspritzventilglieds 28 der halbe gesamte Einspritzquerschnitt freigegeben wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die ersten Einspritzöffnungen 32 einen größeren oder kleineren Einspritzquerschnitt bilden als die zweiten Einspritzöffnungen 132. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die zweiten Einspritzöffnungen 132 einen etwa doppelt so großen Einspritzquerschnitt bilden wie die ersten Einspritzöffnungen 32. Das erste Einspritzventilglied 28 öffnet immer vor dem zweiten Einspritzventilglied 128, da erst bei geöffnetem erstem Einspritzventilglied 28 der im Druckraum 40 herrschende Druck auf die Druckfläche 142 des zweiten Einspritzventilglieds 128 wirken kann. Wenn der Druck im Druckraum 40 den Öffnungsdruck des zweiten Einspritzventilglieds 128 nicht überschreitet, das ist der Druck, der über die Druckfläche 142 eine größere Kraft in Öffnungsrichtung 29 erzeugt als die Kraft der zweiten Schließfeder 144, so bleibt das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung und es öffnet nur das erste Einspritzventilglied 28. Wenn der Druck im Druckraum 40 den Öffnungsdruck des zwieten Einspritzventilglieds 128 überschreitet, so öffnet das zweite Einspritzventilglied 128 zeitlich verzögert nach dem ersten Einspritzventilglied 28.
  • In 4 ist der Verlauf des Öffnungshubs h für das erste Einspritzventilglied 28 mit durchgezogener Linie und für das zweite Einspritzventilglied 128 mit gestrichelter Linie während eines Einspritzzyklus über der Zeit t dargestellt. Zu Beginn eines Einspritzzyklus ist der Druck im Druckraum 40 noch relativ gering, so daß nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnet und am Kraftstoffeinspritzventil 12 nur ein Teil des gesamten Einspritzquerschnitts freigegeben wird. Es erfolgt dann eine Voreinspritzung einer geringen Kraftstoffmenge nur durch die ersten Einspritzöffnungen 32. Anschließend wird das Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 62 geöffnet, so daß der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 sinkt, so daß das erste Einspritzventilglied 28 wieder schließt und die Voreinspritzung beendet wird. Zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 wird das Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 62 wieder geschlossen, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 Hochdruck aufbaut. Wenn der Öffnungsdruck des ersten Einspritzventilglieds 28 überschritten wird, so öffnet dieses und gibt die ersten Einspritzöffnungen 32 frei. Wenn der Druck im Druckraum 40 auch den Öffnungsdruck des zweiten Einspritzventilglieds 128 überschreitet, so öffnet auch dieses und gibt die zweiten Einspritzöffnungen 132 frei. Es erfolgt dabei eine Haupteinspritzung einer relativ großen Kraftstoffmenge durch die ersten und zweiten Einspritzöffnungen 32, 132.
  • Der Kraftstoffeinspritzzyklus wird beendet, indem das Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 62 geöffnet wird. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 fällt dabei ab, so daß das erste Einspritzventilglied 28 durch die Kraft der ersten Schließfeder 44 schließt. Beim Öffnen des Steuerventils 60 stellt sich im Pumpenarbeitsraum 22 ein schneller Druckabfall ein, während der Druckabfall in der Längsbohrung 71 wegen der Drosselstelle 74 und der Laufzeit der Druckwellen vom Pumpenarbeitsraum 22 zum Ventilglied 76 verzögert ist. Auf das Ventilglied 76 des Ventils 72 wird somit durch den in der Längsbohrung 71 herrschenden noch relativ hohen Druck eine größere Kraft in Öffnungsrichtung erzeugt als die durch den im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden schon relativ geringen Druck in Schließrichtung erzeugte Kraft, so daß das Ventil 72 öffnet. Der Steuerdruckraum 54 ist bei geöffnetem Ventil 72 über die Verbindung 70 mit der Längsbohrung 71 verbunden, so daß im Steuerdruckraum 54 ein erhöhter Druck herrscht. Durch den erhöhten Druck im Steuerdruckraum 54 wird über den Steuerkolben 52 eine die Kraft der zweiten Schließfeder 144 unterstützende Kraft in Schließrichtung auf das zweite Einspritzventilglied 128 erzeugt, so daß das zweite Einspritzventilglied 128 schnell schließt. Durch die Längsbohrung 71 mit der Drosselstelle 71, das geöffnete Ventil 72 sowie die Verbindung 82 mit der Drosselstelle 83 wird der Druck im Druckraum 40 schnell abgebaut.
  • Es kann auch vorgesehen sein, daß bei bestimmten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere bei geringer Drehzahl, wenn nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird, über den gesamten Förderhub des Pumpenkolbens 18 während der Vor- und Haupteinspritzung im Druckraum 40 der Öffnungsdruck des zweiten Einspritzventilglieds 128 nicht überschritten wird, so daß nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnet und das zweite Einspritzventilglied 128 geschlossen bleibt. Mit zunehmender Drehzahl steigt der durch den Pumpenkolben 18 im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 erzeugte Druck an, so daß bei hoher Drehzahl der Öffnungsdruck des zweiten Einspritzventilglieds 128 überschritten wird und dieses zusätzlich zum ersten Einspritzventilglied 28 öffne
  • In 3 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einer modifizierten Ausführung dargestellt, bei der abweichend zu der in 1 dargestellten und vorstehend erläuterten Ausführung durch das Ventil 72 eine Verbindung 170 des Steuerdruckraums 54 mit einem Druckbereich 171 gesteuert, der mit dem Pumpenarbeitsraum 22 anstelle mit dem Druckraum 40 verbunden ist. Der Druckbereich 171 ist als eine Bohrung ausgebildet, in der die Drosselstelle 174 angeordnet ist, um einen gegenüber dem Pumpenarbeitsraum 22 verzögerten Druckaufbau und Druckabbau in der Bohrung 171 zu erreichen. Das Ventil 172 kann gleich wie bei der Ausführung gemäß 1 ausgebildet sein und ein Ventilglied in Form einer Kugel sowie einen Ventilkolben aufweisen. Alternativ kann das Ventil 172 auch ein kolbenförmiges Ventilglied 176 aufweisen, das in der Bohrung 181 dicht geführt ist. Das Ventilglied 176 ragt in einen Ventilraum 175 hinein und weist eine beispielsweise kegelförmige Dichtfläche 177 auf, mit der es mit dem Ventilsitz 178 zur Steuerung der Verbindung 170 zusammenwirkt. Alternativ kann das Ventilglied 176 auch eine beispielsweise kugelförmig gewölbte Dichtfläche 177 aufweisen. An den Ventilraum 175 schließt sich die Bohrung 171 an, in der die Drosselstelle 174 angeordnet ist und die in den Pumpenarbeitsraum 22 mündet. Das Ventilglied 176 ist auf dessen vom Ventilsitz 178 umgebener Fläche in Öffnungsrichtung von dem in der Bohrung 171 herrschenden Druck beaufschlagt und auf dessen in der Bohrung 181 angeordneter Fläche in Schließrichtung von dem im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck. Beim Schließen des Steuerventils 60 ergibt sich in der Bohrung 171 ein gegenüber dem Pumpenarbeitsraum 22 verzögerter Druckaufbau, so daß das Ventil 172 dabei geschlossen wird. Beim Öffnen des Steuerventils 172 ergibt sich in der Bohrung 171 ein gegenüber dem Pumpenarbeitsraum 22 verzögerter Druckabfall, so daß das Ventil 172 dabei geöffnet wird. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist gleich wie vorstehend beschrieben. Die Ausbildung des Ventils 172 mit dem kolbenförmigen Ventilglied 176 kann auch bei der Ausführung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß 1 verwendet werden.

Claims (6)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem mit dieser verbundenen Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffhachdruckpumpe (10) einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) wenigstens ein erstes Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine erste Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung (32) bewegbar ist, und mit einem elektrisch betätigten Steuerventil (60), durch das zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich (24) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzventil (12) ein zweites, innerhalb des hohl ausgebildeten ersten Einspritzventilglieds (28) verschiebbar geführtes Einspritzventilglied (128) aufweist, durch das wenigstens eine zweite Einspritzöffnung (132) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine zweite Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen zweiten. Einspritzöffnung (132) bewegbar ist, daß das zweite Einspritzventilglied (128) zumindest mittelbar von dem in einem kraftstoffgefüllten Steuerdruckraum (54) herrschenden Druck in einer Schließrichtung beaufschlagt ist, daß der Steuerdruckraum (54) eine durch ein Ventil (72;172) gesteuerte Verbindung (70;170) mit einem Druckbereich (71;171) aufweist, in dem gegenüber dem Pumpenarbeitsraum (22) beim Schließen bzw. Öffnen des Steuerventils (60) ein verzögerter Druckaufbau bzw. Druckabbau erfolgt und daß das Ventil (72;172) ein in Öffnungsrichtung von dem im Druckbereich (71;171) herrschenden Druck und in Schließrichtung von dem im Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck beaufschlagtes Ventilglied (76,80;176) aufweist.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbereich (71) mit dem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist und von diesem vorzugsweise durch eine Drosselstelle (74) entkoppelt ist.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbereich (171) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbunden ist und von diesem durch eine Drosselstelle (174) entkoppelt ist.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit. dem Ventilglied (76) ein Ventilkolben (80) verbunden ist, der in einer Ventilbohrung (81) dicht geführt ist und der von dem im Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck in Schließrichtung des Ventilglieds (76) beaufschlagt ist.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Einspritzventilglied (128) ein den Steuerdruckraum (54) begrenzender Steuerkolben (52) verbunden ist.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruckraum (54) eine Verbindung (82) zumindest mittelbar mit einem Entlastungsbereich aufweist, in der eine Drosselstelle (83) angeordnet ist.
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