DE19581047B4

DE19581047B4 - Hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE19581047B4
Application number: DE19581047T
Authority: DE
Inventors: Dale C. Maley; Ronald D. Peoria Shinogle
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2015-07-14
Also published as: US5673669A; WO1996003853A3; GB2295649B; GB2295649A; WO1996003853A2; DE19581047T1; US5463996A; GB9602958D0; JPH09503272A

Abstract

Hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung (14), die folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil (66), der einen Betätigungsströmungsmitteleinlass, eine Öffnung für eine Betätigungsströmungsmittelrückführungsleitung (176), einen Brennstoffeinlass (52), einen Brennstoffablaufdurchlass (50) und eine Brennstoffeinspritzöffnung (108) definiert;
ein Strömungsmitteldruckglied (74), das einen mit Betätigungsströmungsmitteldruck beaufschlagbaren Verstärkungskolben (109) und einen Plunger (110) zum Unterdrucksetzen von Brennstoff umfasst, und zwar angeordnet zur Hin- und Herbewegung in dem Gehäuseteil (66);
ein Rückschlagelement (76), das einen ersten Endteil (112) und einen entgegengesetzten zweiten Endteil (114) besitzt, wobei der erste Endteil (112) dem Brennstoffdruck in einer Einspritzkammer (102) ausgesetzt ist, wobei der zweite Endteil (114) dem Brennstoffdruck in einer Drucksteuerkammer (104) ausgesetzt ist;
eine Betätigungsventilanordnung (64) mit einem Ventil (86), das beweglich ist zwischen einer ersten Position, in der der Verstärkungskolben (109) dem Strömungsmitteldruck in dem Betätigungsströmungsmitteleinlass ausgesetzt ist, und einer zweiten Position, in der der Verstärkungskolben (109) dem Strömungsmitteldruck in der Öffnung der Betätigungsströmungsmittelrückführungsleitung...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen.
Technischer Hintergrund
Beispiele von herkömmlichen elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystemen sind in US 4 392 612 A , in US 5 094 215 A , und in US 5 156 132 A gezeigt.
Bei dem System gemäß US 4 392 612 A ist die mechanisch betätigte Einspritzvorrichtung derart konstruiert und wird derart betrieben, daß der Spitzenbrennstoffeinspritzdruck drastisch reduziert wird, wenn die Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl reduziert wird, falls die Brennstofflieferung bzw. -versorgung (das heißt die Menge während eines Einspritzzyklus') konstant gehalten wird. Die direkte Beziehung zwischen Spitzeneinspritzdruck und der Motordrehzahl, die mit dieser Einspritzvorrichtungsbauart assoziiert ist, begrenzt, daß wünschenswerte höhere Brennstoffeinspritzdrücke bei niedrigeren Motordrehzahlen und/oder hohen Belastungen erreicht werden. Dieses begrenzt folglich die Fähigkeit des Motors, niedrigere Emissionen zu erreichen, insbesondere mit Bezug auf Rauch oder Teilchen insbesondere kleine Teilchen.
Bei US 5 094 215 A besitzt die Einspritzvorrichtung ein herkömmliches federvorgespanntes bzw. federbelastetes Rückschlagelement, welches einen festen Ventilschließdruck (VCP = valve closing pressure) besitzt. Ein Problem bei einem festen VCP ist die Zeitverzögerung, die mit dem Schließen des Rückschlagelementes assoziiert ist, wenn der Brennstoffeinspritzdruck zum VCP herunter abfällt. Die Zeitverzögerung und der Druckabfall können eine schlechte Atomisierung bzw. Versprühung des Brennstoffs verursachen, der in die Motorbrennkammer spät im Verbrennungszyklus eingespritzt wird. Ein schärferes Ende der Einspritzung würde zur Reduzierung von Emissionen wünschenswert sein, insbesondere von Teilchen bzw. Partikeln oder Rauch. Darüberhinaus besitzt die Einspritzvorrichtung auch eine Brennstoffdruckkammer 36 mit variablen Volumen, deren Volumen durch eine komplizierte zweiteilige Stößelanordnung 24 mit einer Feder 38 bestimmt wird, genauso wie durch eine externe Vorrichtung zum Variieren des Brennstoffdruckes, der an die Einspritzvorrichtung geliefert wird. Herstellvariationen bzw. -abweichungen der Federrate bzw. Federsteifigkeit genauso wie die Vorrichtung für variablen Druck können eine unpräzise Steuerung des variablen Volumens 36 verursachen, was in einer unpräzisen Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge, des Spitzenbrennstoffeinspritzdruckes und Druckverminderung oder -abfall während eines Einspritzzyklus' resultiert.
Bei US 5 156 132 A wird Brennstoffeinspritzdruck verwendet, um dem Schließen des beweglichen Rückschlagelementes zum Beenden der Brennstoffeinspritzung zu helfen. Ein Problem, das auftreten kann ist eine unakzeptabel hohe Stoßbelastung des Rückschlagelementes gegen den Ventilspitzensitz bei hohen Einspritzdrücken, wodurch ein Versagen oder Brechen der Ventilspitze verursacht wird. Somit ist die Spitzenbrennstoffeinspritzdruckfähigkeit bzw. -haltbarkeit der Einspritzvorrichtung unerwünscht begrenzt.
Bekannte hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzsysteme und/oder -komponenten sind beispielsweise in US 5 121 730 A , in US 5 271 371 A , und in US 5 297 523 A gezeigt. Zu Beginn der Einspritzung wird gewöhnlicherweise der gewählte Spitzeneinspritzdruck nicht erreicht, bis der Druck über eine gewisse Zeitperiode von einem festen relativ geringen Ventilöffnungsdruck ansteigt. Am Ende der Einspritzung nimmt der Brennstoffeinspritzdruck typischerweise nach und nach über eine gewisse Zeitperiode ab, bis ein fester Ventilschließdruck erreicht wird.
EP 0 240 353 A2 zeigt eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Kraftstoffeinspritzer mit einem Körper, wobei der Körper eine Bohrung, eine Kraftstoffeinspritzöffnung und eine Kraftstoffkammer in sich aufweist; ein Nadelventil, welches gleitbeweglich in der Bohrung geführt ist; einen Druckmechanismus mit einer Drucksteuerkammer, wobei ein relativ hoher Druck in der Drucksteuerkammer bewirkt, daß das Nadelventil eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer und der Kraftstoffeinspritzöffnung verhindert, und ein relativ niederer Druck in der Drucksteuerkammer bewirkt, daß das Nadelventil eine Verbindung zwischen der Kraftstoffkammer und der Kraftstoffeinspritzöffnung ermöglicht; eine Pumpe mit einer Hochdruckkammer; und Vorrichtungen zum unter Druck Setzen des Kraftstoffes in der Hochdruckkammer, um den Kraftstoff in die Drucksteuerkammer und die Kraftstoffkammer zu treiben, Reservoirvorrichtungen zum Bereitstellen von unter niederem Druck stehenden Kraftstoff, ein erstes elektrisch gesteuertes Ventil zwischen der Hochdruckkammer und der Drucksteuerkammer, wobei das erste elektrisch gesteuerte Ventil die Drucksteuerkammer mit der Hochdruckkammer verbindet, wenn keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, und einen Lagesensor, der so angeordnet ist, daß die Drehlage einer Kurbelwelle der Maschine erfaßt wird, wobei das erste Steuerventil ein Dreiwegeventil ist, welches zwischen einer Position, in der die Drucksteuerkammer mit der Hochdruckkammer verbunden ist, wenn keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird und einer Position bewegbar ist, in der die Drucksteuerkammer mit der Reservoirvorrichtung verbunden ist, wenn die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird; wobei ein zweites elektrisch gesteuertes Ventil vorgesehen ist, um eine Verbindung der Hochdruckkammer und der Kraftstoffkammer mit der Reservoirvorrichtung zu erlauben, wenn keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird und zum Verhindern bei einer Kraftstoffeinspritzung; und wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, um die ersten und zweiten Ventile abhängig von der erfaßten Drehlage der Kurbelwelle der Maschine zu schalten.
DE 41 18 237 A1 betrifft ein Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen, das eine Voreinspritzung und eine anschließende Haupteinspritzung ermöglicht, mit einem Pumpenkolben, der mit einem Arbeitskolben größeren Durchmessers in Verbindung steht, wobei die Kolben jeweils, an ihrer von der Verbindung abgewandten Seite, mit dem Pumpengehäuse einen Zylinderraum begrenzen, und mit einem Druckraum, der eine Düsennadel umgibt und dessen Druck die Düsennadel in Öffnungsrichtung beaufschlagt, wobei die Düsennadel eine Verbindung zwischen Druckraum und einem Brennraum der Brennkraftmaschine zur Einspritzung von Kraftstoff öffnen kann oder diese Verbindung schließen kann, mit einer Einspritzleitung, die den Zylinderraum des Pumpenkolbens mit dem Druckraum verbindet, mit einem Mitteldruckanschluß, der einen unter Mitteldruck stehenden Kraftstoffspeicher über ein in Richtung auf den Druckraum öffnendes Rückschlagventil mit dem Druckraum verbindet, und mit einem Steuerventil, das in einer Schaltstellung den Zylinderraum des Arbeitskolbens mit dem Mitteldruckanschluß und in einer anderen Schaltstellung den Zylinderraum mit einem Leckölsystem verbindet, sowie mit einem Federraum, in welchem eine auf eine Düsennadel in Schließrichtung einwirkende Feder angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein hydraulisch betätigtes elektronisch gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 offenbart.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff aus einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 9 offenbart.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Steuerung von mehreren Strömungsmitteleinspritzparametern vor, was in verbesserter Motorleistung und niedrigeren Emissionen, Geräuschen und Abnutzung resultiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische allgemeine Ansicht eines hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystems der vorliegenden Erfindung, und zwar einschließlich eines Betätigungsströmungsmittelkreislaufs und eines Brennstoffeinspritzkreislaufs für einen Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen.
2 ist eine schematische vergrößerte Teilansicht eines ersten oder oberen Teils von einer der in 1 gezeigten Eispritzvorrichtungen.
3 ist eine schematische weiter vergrößerte Schnitteilansicht eines zweiten oder unteren Teils von einer der 1 gezeigten Einspritzvorrichtungen.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf die 1 bis 3, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente oder Merkmale durch die Figuren bezeichnen, ist ein Ausführungsbeispiel eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems 10 gezeigt (auf das in Folgenden als ein HEUI-II-Brennstoffsystem Bezug genommen wird).
Das beispielhafte HEUI-II-Brennstoffsystem 10 ist in 1 als geeignet für einen direkteinspritzenden Dieselverbrennungsmotor 10 gezeigt. Obwohl das Ausführungsbeispiel der 1 als auf einen Reihen-Sechs-Zylinder-Motor anwendbar gezeigt ist, sei verständlich, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Motorbauarten anwendbar ist, wie beispielsweise Motoren der V-Bauart und Rotations- bzw. Drehkolbenmotoren, so daß der Motor 12 weniger oder mehr als sechs Zylinder oder Brennkammern enthalten kann. Der Motor 12 weist zumindest einen (nicht gezeigten) Zylinderkopf auf mit einer oder mehr (nicht gezeigten) Einspritzvorrichtungsbohrungen.
Das HEUI-II-Brennstoffsystem 10 weist eine oder mehrere hydraulisch betätigte elektronich gesteuerte Einspritzvorrichtungen 14 auf, wie beispielsweise Einheitsströmungsmittelinjektoren bzw. Strömungsmitteleinspritzeinheiten, wobei jede geeignet ist, um in einer jeweiligen Zylinderkopfbohrung positioniert zu sein. Das System 10 weist weiter eine Einrichtung oder Mittel 16 auf zum Liefern von hydraulisch betätigendem Strömungsmittel an jede Einspritzvorrichtung 14, eine Einrichtung oder Mittel 18 zum Liefern eines Strömungsmittels, wie beispielsweise Brennstoff an jede Einspritzvorrichtung 14, eine Einrichtung oder Mittel 20 zum elektronischen Steuern der Strömungsmitteleinspritzmenge, des Einspritztimings bzw. eines Einspritzzeitplans und/oder des Betätigungsströmungsmitteldruckes des HEUI-II-Brennstoffsystems 10 unabhängig von der Motordrehzahl und -belastung, und eine Einrichtung oder Mittel 22 zum Rezirkulieren oder Wiedergewinnen von hydraulischer Energie des hydraulisch betätigenden Strömungsmittel, das an die Einspritzvorrichtungen 14 geliefert wird.
Die hydraulisch betätigenden Strömungsmittelliefermittel 16 weisen vorzugsweise folgendes auf: Einen Betätigungsströmungsmittelsumpf bzw. -tank 24, eine Betätigungsströmungsmittelübertragungspumpe 26 mit relativ niedrigem Druck, einen Betätigungsströmungsmittelkühler 28, einen oder mehrere Betätigungsströmungsmittelfilter 30, eine Quelle oder Mittel 32 zum Erzeugen von Betäti gungsströmungsmittel mit relativ hohem Druck (wie beispielsweise eine Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit relativ hohem Druck), zumindestens eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 für relativ hohen Druck.
Vorzugsweise ist das Strömungsmittel, das für das Betätigungsströmungsmittel gewählt wird, kein Brennstoff sondern eine relativ inkompressible Flüssigkeit mit Bezug auf Brennstoff unter den gleichen Umständen relativ höherer Viskosität. Vorzugsweise ist das Betätigungsströmungsmittel Motorschmieröl und der Betätigungsströmungsmittelsumpf 24 ist ein Motorschmierölsumpf. Alternativ kann das Betätigungsströmungsmittel durch den Brennstofftank 42 oder eine andere Quelle vorgesehen bzw. geliefert werden.
Vorzugsweise ist eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 für jeden Zylinderkopf mit einer Bank von Einspritzvorrichtungen 14 vorgesehen und damit assoziiert. Jede Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 besitzt einen gemeinsamen Schienendurchlaß 38 und eine Vielzahl von Schienenzweigdurchlässen 40, die sich von dem gemeinsamen Schienendurchlaß 38 weg erstrecken.
Der gemeinsame Schienendurchlaß 38 ist in Strömungsmittelverbindung mit der Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 angeordnet und stromabwärts davon gelegen. Die Anzahl von Schienenzweigdurchlässen 40 für jede Sammelleitung 36 entspricht der Anzahl von Einspritzvorrichtungen 14, die in jeden Zylinderkopf positioniert sind. Jeder Schienenzweigdurchlaß 40 ist in Strömungsmittelverbindung zwischen dem gemeinsamen Schienendurchlaß 38 und einem Betätigungsströmungsmitteleinlaß einer jeweiligen Einspritzvorrichtung 14 angeordnet.
Die Brennstoffliefermittel 18 weisen vorzugsweise folgendes auf: Einen Brennstofftank 42, einen Brennstofflieferdurchlaß 44, und zwar in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Brennstofftank 42 und einem Brennstoffeinlaß einer jeden Einspritzvorrichtung 14 angeordnet, eine Brennstoffübertragungspumpe 46 mit relativ niedrigem Druck, einen oder mehrere Brennstoffilter 48 und einen Brennstoffablaß- bzw. Brennstoffentlastungsdurchlaß 50, der in Strömungsmittelverbindung zwischen der (den) Einspritzvorrichtung(en) 14 und dem Brennstofftank 42 angeordnet ist. Vorzugsweise definiert jeder Zylinderkopf einen internen Brennstofflieferdurchlaß 44, der in Verbindung mit einem ringförmigen Brennstoffeinlaß 52 jeder Einspritzvorrichtung 14 in Verbindung steht, die mit dem jeweiligen Zylinderkopf assoziiert ist. Vorzugsweise definiert jeder Zylinderkopf auch einen getrennten internen Brennstoffablaßdurchlaß 50, der mit einem Brennstoffauslaß 54 einer jeden Einspritzvorrichtung 14 in Verbindung steht, die mit dem jeweiligen Zylinderkopf assoziiert ist. Alternativ können der Brennstofflieferdurchlaß 44 und der Brennstoffablaßdurchlaß 50, die im Zylinderkopf definiert sind, ein einziger interner Durchlaß sein. Alternativ können die Durchlässe 44, 50 eine einzelne oder ein Paar von externen Leitungen sein, die außerhalb des Zylinderkopfes positioniert sind. Wahlweise kann eine (nicht gezeigte) Hülse dichtend in der Einspritzungsbohrung positioniert sein, und zwar radial zwischen der Einspritzvorrichtung 14 und dem Zylinderkopf, um die internen Kühlmittelkammern des Zylinderkopfes von der Einspritzvorrichtung 14 zu trennen.
Die elektronischen Steuermittel 20 oder die Steuereinrichtung weisen vorzugsweise ein elektronisches Steu ermodul 56 auf, welches folgendes steuert: 1. Das Brennstoffeinspritztiming bzw. den Brennstoffeinspritzzeitplan, 2. die Gesamtbrennstoffeinspritzmenge während eines Einspritzzykluses, 3. den Brennstoffeinspritzdruck, 4. die Anzahl von getrennten Einspritzungen oder Einspritzsegmenten bzw. Einspritzabschnitten während eines Einspritzzykluses, 5. den (die) Zeitintervalle) zwischen dem (den) Einspritzsegment (en), 6. die Brennstoffmenge eines jeden Einspritzsegmentes während eines Einspritzzyklusses; und 7. irgendeine Kombination des (der) obigen Parameter zwischen einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen 14. Jeder der obigen Parameter ist variabel steuerbar, und zwar unabhängig von der Motordrehzahl und Belastung.
Vorzugsweise ist jeder Einspritzvorrichtung 14 ein Einheitsinjektor bzw. eine Einspritzeinheit, wo sowohl eine Brennstoffdruckvorrichtung 58 als auch eine Brennstoffeinspritzvorrichtung in der gleichen Einheit aufgenommen sind. Obwohl hier als eine zusammengebaute bzw. vereinigte Einspritzvorrichtung 14 gezeigt, könnte die Einspritzvorrichtung alternativ von modularer Konstruktion sein, wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung getrennt von der Brennstoffdruckvorrichtung 58 positioniert ist. Die Einspritzvorrichtung 14 weist eine imaginäre Längsmittelachse 62 als Referenz auf.
Die Einspritzvorrichtung 14 weist eine elektrische Betätigungs- und Ventilanordnung 64 auf, die betätigbar ist, um wahlweise unter Druck gesetztes Betätigungsströmungsmittel zur Einspritzvorrichtung 14 zu liefern, und zwar ansprechend auf den Empfang von einem oder mehreren variabel gewählten elektronischen Steuersignalen S₁₀ während eines Einspritzzykluses. Die Einspritzvorrichtung weist weiter folgendes auf: Einen Gehäuseteil 66, einen Düsenteil 68, elektrische Betätigungsmittel oder eine Vorrichtung (Vorrichtungen) 70, ein elektronisch gesteuertes erstes Drucksteuerventil 72, ein reziprokes bzw. hin und her bewegliches Brennstoffintensivierungs- bzw. Brennstoffverstärkungs und Druckglied 74, ein direktbetätigtes Rückschlagelement bzw. -ventil 76, eine erste Vorspannvorrichtung 78, ein elektronisch gesteuertes zweites Drucksteuerventil 80 und eine zweite Vorspannvorrichtung 82.
Die Betätigungs- und Ventilanordnung 64 weist eine Betätigungsvorrichtung 84 auf, vorzugsweise in der Form einer Elektromagnetanordnung, und ein Ventil 86, vorzugsweise in der Form eines Sitzventils. Die Elektromagnetanordnung 84 weist eine feste Stator- oder Spulenanordnung 88 und einen beweglichen Anker 90 auf. Vorzugsweise verkörpert die Betätigungs- und Ventilanordnung 64, genauso wie das Verstärkungs- und Druckglied 74 andere Merkmale oder Verbesserungen, die im US-Patent Nummer 5.271.371 , ausgegeben an Meints und andere am 21. Dezember 1993 offenbart sind.
Der Gehäuseteil 66 definiert einen Brennstoffsteuerdurchlaß 92 und eine integrale Brennstoffspeicherkammer 94. Das interne Strömungsmittelvolumen der Speicherkammer 94 ist vorzugsweise fest und unter anderem abhängig von der gewünschten Maximalbrennstoffmenge bemessen, die während eines Einspritzzykluses eingespritzt wird, vom gewünschten bzw. Soll-Spitzenbrennstoffeinspritzdruck während eines Einspritzzykluses, vom Soll-Brennstoffeinspritzdruckabfall oder -nachlassen während eines Einspritzzykluses, von dem Massenmodul bzw. der Viskosität des Brennstoffs und der Ver schiebung des Gliedes 74 (das heißt Hub und effektives Gebiet bzw. Effektivquerschnitt). Der Steuerdurchlaß 92 bezieht sich entweder auf einen Brennstoffversorgungsdurchlaß 96 mit relativ niedrigerem Druck, oder auf einen Brennstoffablaßdurchlaß 98 mit relativ niedrigerem Druck, und zwar definiert in der Einspritzvorrichtung 14.
Die elektrischen Betätigungsmittel 70 sind zum Steuern der Positionen der ersten und zweiten Ventile 72, 80 vorgesehen. Die elektrischen Betätigungsmittel 70 werden selektiv entregt oder erregt. Beispielsweise können die elektrischen Betätigungsmitel 70 einen einzelnen Elektromagneten oder eine Vielzahl von Elektromagneten aufweisen. Alternativ können die Mittel 70 eine piezoelektrische Vorrichtung aufweisen. Das erste Ventil 72 ist vorzugsweise in der Speicherkammer 94 positioniert und ist selektiv zwischen einer ersten Position, in der die elektrischen Betätigungsmittel 70 entregt sind, und einer zweite Position beweglich, in der die elektrischen Betätigungsmittel 70 entweder erregt oder entregt sind, wie unten erklärt. In seiner ersten Position öffnet das erste Ventil 72 die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer 94 und dem Steuerdurchlaß 96. Das erste Ventil 72 wird erregt um sich von seiner ersten (geöffneten) Position in seine zweite (geschlossene) Position zu bewegen. In seiner geschlossenen Position blockiert das erste Ventil 72 die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer 94 und dem Steuerdurchlaß 96. Vorzugsweise weist ein Endteil des ersten Ventils 72 einen vergrößerten Kopf auf, der in der Speicherkammer 94 positioniert ist. Ein anderer Teil des ersten Ventils 72 weist einen Steg auf, der in der Bohrung 134 des Gehäuses 132 positioniert ist. Vorzugsweise weist der äußere Umfang des Steges einen oder mehrere sich axial erstrecken de Flachteile oder Durchlässe auf. Die Flachteile sind angeordnet, um Brennstoff von dem Steuerdurchlaß 96 zu den elektrischen Betätigungsmitteln 70 zu leiten, und zwar zum Kühlen und Ausgleichen der Strömungsmitteldrücke.
Der Düsenteil 68 definiert eine Bohrung 100, eine Einspritzkammer 102 integral mit oder in der Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer 94 angeordnet, eine Drucksteuerkammer 104, und zwar getrennt von der Einspritzkammer 102 und der Speicherkammer 94, einen Spitzensitz 106 und zumindest eine Brennstoffeinspritzzumeßöffnung 108. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Verstärkungs- und Druckglied 74 vorzugsweise einen Verstärkungskolben 109 und einen hin und her beweglichen Stößel 110 auf. Der Stößel 110 ist vorzugsweise in der Speicherkammer 94 positioniert und ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position selektiv beweglich. Wenn das erste Ventil 72 geöffnet ist (das heißt seine erste Position) ist der Stößel während seiner Bewegung aus seiner ersten in seine zweite Position betätigbar, um ein erstes variabel gewähltes Brennstoffvolumen von der Speicherkammer 94 in den Steuerdurchlaß 96 zu verdrängen bzw. zu bewegen. Wenn das erste Ventil 72 geschlossen ist (das heißt seine zweite Position) ist der Stößel 110 während der Bewegung von seiner ersten in seine zweite Position betätigbar, um ein zweites variabel gewähltes Brennstoffvolumen in die Speicherkammer 94 zu bewegen bzw. zu verdrängen, wodurch ein solcher Brennstoff auf einen vorgewählten variablen Druck unter Druck gesetzt wird. Anders gesagt, nachdem das erste Ventil 72 geschlossen ist, komprimiert der Stößel 110 den Brennstoff auf ein gesteuertes Volumen, das geringer als das feste Volumen ist. Um den Einspritzdruck zu maximieren, der am Beginn der Einspritzung verfügbar ist, wird die Betätigungsvorrichtung 84 elektrisch erregt, und zwar vorzugsweise so, daß eine Bewegung des Stößels 110 aus seiner ersten in seine zweite Position beginnt, bevor die Anfangsbrennstoffeinspritzung in einem Einspritzzyklus beginnt. Dies sieht auch einen variabel gewählten Einspritzdruck am Beginn der Einspritzung vor. Um den mittleren effektiven Einspritzdruck zu erhöhen, der von der Einspritzvorrichtung 14 erzeugt wird, fährt der hydraulisch betätigte Stößel 110 fort, sich aus seiner ersten in seine zweite Position während der Anfangsbrennstoffeinspritzung in einem Einspritzzyklus zu bewegen. Alternativ kann die Betätigungvorrichtung 84 sogar noch früher elektrisch erregt werden, so daß eine Bewegung des Stößels 110 aus seiner ersten Position in seine zweiten Position vor der Anfangsbrennstoffeinspritzung während eines Einspritzzykluses vollendet wird.
Das Rückschlagelement 76 ist vorzugsweise in der Bohrung des Düsenteils positioniert und ist selektiv beweglich zwischen einer ersten Position, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der Einspritzkammer 102 und der Brennstoffeinspritzzumeßöffnung 108 blockiert, und einer zweiten Position, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der Einspritzkammer 102 und der Brennstoffeinspritzzumeßöffnung 108 öffnet. Das Rückschlagelement 76 besitzt ein ersten Endteil 112 und einen zweiten Endteil 114. Der erste Endteil 112 definiert ein erstes wirksames Gebiet bzw. einen ersten Effektivquerschnitt, der in teilweiser Strömungsmittelverbindung mit der Einspritzkammer 102 angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement 76 geschlossen ist (das heißt seine erste Position). Der erste Effektivquerschnitt ist angeordnet bzw. geeignet, um in vollständiger Strömungsmittelverbindung mit der Einspritzkammer 102 zu sein, wenn das Rückschlagelement 76 geöffnet ist (das heißt seine zweite Position). Der zweite Endteil 114 definiert einen zweiten Effektivquerschnitt, der in Strömungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer 104 angeordnet ist. Die erste Vorspannvorrichtung 78 weist vorzugsweise eine erste mechanische Feder 116 auf, die betätigbar bzw. betreibbar ist, um das Rückschlagelement 76 in seine geschlossene oder erste Position vorzuspannen. Das Rückschlagelement 76 ist als ein nach innen öffnendes Ventil veranschaulicht. Alternativ kann das Rückschlagelement ein nach außen öffnendes Ventil sein, das zumindest eine Einspritzzumeßöffnung definiert, wenn es vom Spitzensitz abhebt.
Das zweite Ventil 80 ist selektiv zwischen einer entregten ersten Position und einer erregten zweiten Position beweglich. Vorzugsweise ist das zweite Ventil 80 ein Dreiwegeventil, wie beispielsweise ein Sitzventil oder Kolbenventil. Das zweite Ventil 80 blockiert in seiner ersten Position die Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und dem Steuerdurchlaß 98 und öffnet die Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und der Einspritzkammer 102. Das zweite Ventil 80 öffnet in seiner zweiten Position die Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und dem Brennstoffsteuerdurchlaß 98 und blockiert die Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und der Einspritzkammer 102. Wenn das Rückschlagelement 76 geschlossen ist, und das zweite Ventil 80 in seiner zweiten Position ist, sind die ersten und zweiten Effektivquerschnitte betreibbar bzw. wirksam, um das Rückschlagelement 76 in seine zweite (geöffnete) Position zu bewegen. Wenn das Rückschlagelement 76 in seiner zweiten (geöffneten) Position ist, und das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist, sind die ersten und zweiten Effektivquerschnitte betätigbar bzw. wirksam, um entgegenwirkende hydraulische Kräfte auszubalancieren bzw. auszugleichen, die auf solche Effektivquerschnitte wirken, wodurch der ersten Vorspannvorrichtung 78 gestattet wird, das Rückschlagelement 76 in seine erste (geschlossene) Position zu bewegen.
Die zweite Vorspannvorrichtung 82 weist vorzugsweise eine zweite mechanische Feder 118 auf, zum Vorspannen von sowohl den ersten als auch den zweiten Ventilen 72, 80 in ihre jeweiligen ersten Positionen. Alternativ kann die zweite Vorspannvorrichtung 82 eine Vielzahl von Federn sein, die die jeweiligen ersten und zweiten Ventile in ihre jeweiligen ersten Positionen vorspannt.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Einspritzvorrichtung 14 unter anderem auch Folgendes auf: Eine Trommel 126, die eine Bohrung 128 definiert, in der der Stößel 110 sich hin und her bewegt, und zwar gemäß bzw. in einer vorbestimmten engen Passung, ein Gehäuse 132, das mit der Trommel 126 verbunden ist oder integral damit ausgeformt ist, und ein Bohrung 134 definiert, in der sich das erste Ventil 72 hin und her bewegt, und zwar gemäß bzw. in einer relativ lockeren Passung, eine (nicht gezeigte) optionale Hülse, oder ein gehärteter rohrförmiger Einsatz, die bzw. der dichtend zwischen der Trommel 126 und dem Gehäuse 132 positioniert ist, und zumindest teilweise die Brennstoffspeicherkammer 94 definiert, einen elektrischen Verbinder bzw. Stecker (nicht gezeigt), der elektrisch mit der elektrischen Betätigungsvorrichtung 70 verbunden ist, eine obere Dichtung 140, einen oberen Stop bzw. Anschlag 142, der eine Bohrung 144 definiert, in der sich das zweite Ventil 80 hin und her be wegt, und zwar gemäß bzw. in einer vorbestimmten engen Passung, eine Scheibe bzw. einen Abstandhalter 146, einen unteren Stop bzw. Anschlag 148, eine Sitzhülse 150, die zwischen der Beabstandung 146 und dem unteren Anschlag 148 positioniert ist, einen Körper 152, der die Bohrung 100 definiert, in der sich das Rückschlagelement 76 gemäß bzw. in einer vorgewählten engen Passung hin und her bewegt, eine Spitze 154, die den Spitzensitz 106 und die Einspritzzumeßöffnung(en) 108 definiert, und ein Gehäuse bzw. eine Hülle 156, die mit dem Gehäuse 132 verbunden ist.
Das Gehäuse 132 und das erste Ventil 72 definieren jeweils einen Sitz bzw. Sitze 158, 160, die sich dichtend berühren, wenn das erste Ventil 72 geschlossen ist. Der obere Anschlag 142 und das zweite Ventil 80 definieren jeweils einen Sitz bzw. Sitze 162, 164, die sich dichtend berühren, wenn das zweite Ventil 80 in seiner zweiten Position ist. Die Sitzhülse 150 und das zweite Ventil 80 definieren jeweils einen getrennten Sitz bzw. Sitze 168, 170, die sich berühren, wenn das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist.
Vorzugsweise definiert die Sitzhülse 150 eine Bohrung 172, in der sich das zweite Ventil 80 hin und her bewegt, und zwar gemäß bzw. in einer vorbestimmten engen Passung. Vorzugsweise ist die Sitzhülse 150 lose in den axialen und radialen Richtungen positioniert, und zwar zwischen der Scheibe bzw. Beabstandung 146 und dem unteren Anschlag 148. Wie in den 5 bis 7 gezeigt, definiert die Sitzhülse 150 auch eine oder mehrere getrennte Steuerzumeßöffnungen, die im allgemeinen in radialer Richtung zwischen der Bohrung 172 und dem äußeren Umfang der Sitzhülse 150 eine Verbindung herstellen bzw. verbunden sind und daher mit dem Brennstoffablaßdurchlaß 98.
Vorzugsweise ist die elektrische Betätigungsvorrichtung 70 mit dem Gehäuse 132 verbunden. Der obere Anschlag 142, die Beabstandung 146, der untere Anschlag 148, der Körper 152 und die Spitze 154 werden zwischen der Umhüllung 156 und dem Gehäuse 132 gehalten.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungs- und Ventilanordnung 64 kolinear bzw. in einer Linie mit der Achse 62 positioniert. Alternativ kann die Betätigungs- und Ventilanordnung 64 in einem Winkel (von beispielsweise 90 Grad) relativ zur Achse 62 positioniert sein, oder sogar von der Einspritzvorrichtung 14 getrennt.
Die Hydraulikenergierückführungs- oder -wiedergewinnungsmittel 22 weisen vorzugsweise folgendes auf: Ein Auslaßbetätigungsströmungsmittelsteuerventil 174 für jede Einspritzvorrichtung 14, eine gemeinsame Rückführungsleitung 176, die mit jedem Ventil 174 verbunden ist, und einen Hydraulikmotor 178, der zwischen der Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 und der Rückführungsleitung 176 verbunden ist. Vorzugsweise ist jedes Steuerventil 174 ein Elektromagnetsteuerventil, das selektiv vom ECM 56 aktiviert wird. Das Steuerventil 174 öffnet nachdem die Einspritzung der jeweiligen Einspritzvorrichtung 14 vollendet ist, und schließt nachdem der Strömungsmitteldruck mit der Rückführungsleitung 176 und dem Hydraulikmotor 178 verbunden ist. Vorzugsweise besitzt der Hydraulikmotor 178 eine drehbare Ausgangswelle, die geeignet ist, um drehend bzw. drehbar den Antriebsstrang des Motors 12 anzutreiben bzw. davon angetrieben zu werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Im Betrieb, bevor ein Einspritzzyklus beginnt, ist die elektrische Betätigungsvorrichtung 70 oder der Elektromagnet normalerweise entregt, so daß das erste Ventil 72 geöffnet ist und das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist. Das Rückschlagelement 76 ist in seiner ersten (geschlossenen) Position. Das geöffnete erste Ventil 72 gestattet, daß die Speicherkammer 94 und die Einspritzkammer 102 mit Brennstoff mit relativ geringem Druck gefüllt werden, der durch den Drucksteuerdurchlaß 96 geliefert wird.
Der Stößel 110 wird hydraulisch nach unten getrieben, und zwar durch unter Druck gesetztes Hydaulikbetätigungsströmungsmittel, das selektiv an den Verstärkungskolben 109 nach elektrischer Betätigung der Betätigungsvorrichtung 84 geliefert wird. Der Stößel 110 beginnt seinen Hub von seiner zurückgezogenen oder ersten Position. Nach einer gewählten Größe des Stößelhubes, wird der Elektromagnet 70 erregt, wodurch ein Schließen des ersten Ventils 72, eine Bewegung des zweiten Ventils 80 in seine zweite Position und eine Kompression der zweiten Feder 118 verursacht wird. Der Elektromagnet 70 bleibt vorzugsweise erregt, bis der Brennstoffdruck in der Speicherkammer 94 einen Pegel erreicht, der ausreicht, um hydraulisch das erste Ventil 72 geschlossen zu halten. Der Elektromagnet 70 wird dann entregt, wodurch es der zusammengedrückten zweiten Feder 118 gestattet wird, das zweite Ventil 80 in seine erste Position zurückzuführen. Der Brennstoffdruck der Speicherkammer 94 und in der Einspritzkammer 102 fährt fort auf einen variabel gewählten Druck anzusteigen, und zwar aufgrund des fortgesetzten Hubes des Stößels 110. Wenn das zweite Ventil 80 in sei ner ersten Position ist, steht Hochdruckbrennstoff in Verbindung mit der Drucksteuerkammer 104 von der Einspritzkammer 102, und zwar zwischen den geöffneten Sitzen 162, 164.
Wenn das Rückschlagelement 76 sitzt bzw. verschlossen ist, ist der zweite Effektivquerschnitt (effektive Fläche), der hohem Brennstoffdruck ausgesetzt ist, größer als der erste Effektivquerschnitt der hohem Brennstoffdruck ausgesetzt ist, wodurch verhindert wird, daß das Rückschlagelement 76 sich öffnet.
Um die Einspritzung zu starten wird der Elektromagnet 70 wieder erregt, wodurch er das zweite Ventil 80 in seine zweite Position bewegt, und wieder die zweite Feder 118 zusammendrückt. Dies schließt die Sitze 164, 162 des zweiten Ventils und des oberen Anschlags. Dies öffnet auch die Sitze 170, 168 des zweiten Ventils 80 und der Sitzhülse 150, wobei die Drucksteuerkammer 104 mit dem Steuerdruckdurchlaß 98 verbunden wird. Durch Reduzieren des Drucks in der Drucksteuerkammer 104 und durch das Vorsehen von hohem Druck in der Einspritzkammer 102 öffnet sich das Rückschlagelement 76, um die Brennstoffeinspritzung durch die Einspritzzumeßöffnung(en) 108 und in die (nicht gezeigte) Motorbrennkammer zu beginnen.
Um die Brennstoffeinspritzung zu beenden, wird der Elektromagnet 70 wieder entregt, wodurch es der zusammengedrückten zweiten Feder 118 gestattet ist, das zweite Ventil 80 zurück in seine erste Position zu führen, und die Sitze 170, 168 des zweiten Ventils 80 und der Sitzhülse 150 zu schließen, um die Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und dem Steuerdruckdurchlaß 98 zu blockieren. Darüber hinaus werden die Sit ze 164, 162 des zweiten Ventils 80 und des oberen Anschlags 142 geöffnet, wodurch die Drucksteuerkammer 104 mit der Einspritzkammer 102 verbunden wird, wodurch Hochdruckbrennstoff zurück in die Drucksteuerkammer 104 eingeführt bzw. geleitet wird.
Vorzugsweise sind die ersten und zweiten Effektivquerschnitte (effektiven Flächen) des Rückschlagelements 76 derart bemessen, daß wenn das Rückschlagelement 76 geöffnet wird und das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist, die Netto-Hydraulikkräfte, die auf das Rückschlagelement 76 wirken, effektiv Null sind. In anderen Worten, die Netto-Gegenströmungsmitteldrücke sind gleich und auch die ersten und zweiten Effektivquerschnitte auf denen solche Drücke wirken sind gleich. Wenn das Rückschlagelement 76 geöffnet wird, ist die Kraft auf der ersten Feder 116 vorzugsweise die einzige unausgeglichene bzw. unbalancierte Kraft, die auf das Rückschlagelement 76 wirkt, und folglich das Rückschlagelement 76 in seine erste (geschlossene) Position vorspannt. Am Ende des Brennstoffeinspritzzykluses oder des Einspritzsegmentes drückt die Kraft der ersten Feder 116 das Rückschlagelemente 76 aus seiner geöffneten Position mit einer gewählten Geschwindigkeit in seine geschlossene Position. Die erste Federkraft ist vorzugsweise ausgewählt, um ausreichend hoch für eine adäquates Rückschlagelement ansprechend zu sein, jedoch ausreichend niedrig um das Rückschlagelement 76 sanft auf den Spitzensitz 106 zu bewegen, so daß das Rückschlagelement 76 nicht die Spitze 154 beim Anfangskontakt überbeansprucht. Vorteilhafterweise wird das Ende der Brennstoffeinspritzung während eines Einspritzzykluses oder -segmentes genauer gesteuert, da die Geschwindigkeit des Rückschlagelementes 76 in Schießrichtung primär nur durch die Kraft der ersten Feder 116 bestimmt wird, mit minimaler Einwirkung durch den Brennstoffeinspritzdruck.
Folgendes sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung erzeugt einen höheren mittleren Einspritzdruck, verglichen mit dem mittleren Einspritzdruck von herkömmlichen Einspritzvorrichtungen für ungefähr den gleichen -Spitzeneinspritzdruck und die Gesamtbrennstoffmenge. Darüberhinaus ist ein höherer Anfangseinspritzdruck bei der vorliegenden Erfindung zu Beginn der Brennstoffeinspritzung verfügbar. Darüberhinaus erzeugt die vorliegende Erfindung zu Beginn der Brennstoffeinspritzung ein schärferes oder abrupteres Ende der Einspritzung verglichen mit dem Ende der Einspritzung von herkömmlichen Einspritzvorrichtungen. Die vorliegende Erfindung ist fähig, den Spitzenbrennstoffeinspritzdruck unabhängig von der Motordrehzahl und -belastung zu variieren. Die vorliegende Erfindung ist fähig, variabel die Brennstoffmenge jedes getrennten Brennstoffeinspritzsegmentes bzw. -abschnittes während eines Einspritzzykluses zu steuern. Die vorliegende Erfindung ist auch fähig, variabel jeden Zeitintervall zwischen jedem getrennten Brennstoffeinspritzsegment während eines Einspritzzykluses zu steuern. Darüber hinaus kann der Elektromagnet 78 erregt und entregt werden, und zwar einmal oder eine gewählte Vielzahl von Malen während eines Einspritzzykluses um eins oder eine variabel gewählte Vielzahl von Einspritzsegmenten zu erzeugen.
Darüber hinaus verbessern die Hydraulikenergiewiedergewinnungs- und -wiederverwendungsmittel 22 den Betriebswirkungsgrad des HEUI-II-Brennstoffsystems 10. Anstatt verbrauchtes Betätigungsströmungsmittel zum Sumpf bzw. Tank 24 folgend auf die Einspritzung abzulassen bzw. zu leiten, wird die Energie, die in solchen verwendeten bzw. gebrauchten, unter Druck gesetztem Betätigungsströmungsmittel gespeichert ist, zur Quelle 32 zurückgeführt, und zwar dadurch, daß es durch den Hydraulikmotors 178 geleitet wird. Der Hydraulikmotor 178 wandelt hydraulische Strömung und Druck des Betätigungsströmungsmittels, das von den Einspritzvorrichtungen 14 erhalten wird, in mechanische Energie um, die drehbar bzw. drehend den Antriebsstrang des Motors 12 antreibt. Diese Anordnung sieht einen verbesserten spezifischen Bremsbrennstoffverbrauch bzw. Brennstoffverbrauch (BSFC = break specific fuel consumption) oder Wirkungsgrad des Motors 12 vor.

Claims

Hydraulisch betätigte elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtung (14), die folgendes aufweist: einen Gehäuseteil (66), der einen Betätigungsströmungsmitteleinlass, eine Öffnung für eine Betätigungsströmungsmittelrückführungsleitung (176), einen Brennstoffeinlass (52), einen Brennstoffablaufdurchlass (50) und eine Brennstoffeinspritzöffnung (108) definiert; ein Strömungsmitteldruckglied (74), das einen mit Betätigungsströmungsmitteldruck beaufschlagbaren Verstärkungskolben (109) und einen Plunger (110) zum Unterdrucksetzen von Brennstoff umfasst, und zwar angeordnet zur Hin- und Herbewegung in dem Gehäuseteil (66); ein Rückschlagelement (76), das einen ersten Endteil (112) und einen entgegengesetzten zweiten Endteil (114) besitzt, wobei der erste Endteil (112) dem Brennstoffdruck in einer Einspritzkammer (102) ausgesetzt ist, wobei der zweite Endteil (114) dem Brennstoffdruck in einer Drucksteuerkammer (104) ausgesetzt ist; eine Betätigungsventilanordnung (64) mit einem Ventil (86), das beweglich ist zwischen einer ersten Position, in der der Verstärkungskolben (109) dem Strömungsmitteldruck in dem Betätigungsströmungsmitteleinlass ausgesetzt ist, und einer zweiten Position, in der der Verstärkungskolben (109) dem Strömungsmitteldruck in der Öffnung der Betätigungsströmungsmittelrückführungsleitung (176) ausgesetzt ist; und ein Drucksteuerventil (80), das zwischen dem Strömungsmitteldruckglied (74) und dem Rückschlagelement (76) angeordnet ist und beweglich ist zwischen einer ersten Position, in der die Drucksteuerkammer (104) von dem Brennstoffablaufdurchlass (50) hydraulisch getrennt ist, aber mit der Einspritzkammer (102) hydraulisch verbunden ist, und einer zweiten Position, in der die Drucksteuerkammer (104) mit dem Brennstoffablaufdurchlass (50) hydraulisch verbunden ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (14) nach Anspruch 1, wobei die Drucksteuerkammer (104) hydraulisch mit der Einspritzkammer (102) verbunden ist, wenn das Drucksteuerventil (80) in der zweiten Position ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (14) nach Anspruch 1, wobei die Betätigungsventilanordnung (64) einen ersten elektrischen Betätiger (84) umfasst, der betriebsmäßig mit dem Ventil (86) gekoppelt ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (14) nach Anspruch 1, wobei der erste Endteil (112) und der zweite Endteil (114) im wesentlichen gleich große effektive Hydraulikflächen besitzen, wenn das Rückschlagelement (76) in einer offenen Position ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (14) nach Anspruch 1, die ferner eine Druckfeder (116) umfasst, welche in der Einspritzkammer (102) angeordnet ist und funktionsmäßig vorgesehen ist zum Vorspannen des Rückschlagelements (76) zu einer geschlossenen Position hin.
Brennstoffeinspritzvorrichtung (14) nach Anspruch 1, die ferner ein zweites Drucksteuerventil (72) umfasst, welches beweglich ist zwischen einer ersten Position, in der eine Speicherkammer (94) mit dem Brennstoffablaufdurchlass (50) hydraulisch verbunden ist, und einer zweiten Position, in der die Speicherkammer
Brennstoffeinspritzsystem (10), welches folgendes aufweist: eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen (14) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung (36), die ein Betätigungsströmungsmittel enthält, welches unterschiedlich von Brennstoff ist, und die mit den Betätigungsströmungsmitteleinlässen der Brennstoffeinspritzvorrichtungen (14) über jeweilige Rail-Zweigdurchlässe (40) hydraulisch verbunden ist.
Brennstoffeinspritzsystem (10), welches folgendes aufweist: eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, und Mittel zur Wiedergewinnung von Energie von den Einspritzvorrichtungen (14), einschließlich eines Hydraulikmotors (178), welcher mit der Öffnung der Betätigungsströmungsmittelrückführungsleitung (176) der Brennstoffeinspritzvorrichtungen (14) hydraulisch verbunden ist.
Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff aus einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Beaufschlagen des Verstärkungskolbens (109) mit Betätigungsströmungsmitteldruck zum Unterdrucksetzen von Brennstoff; Beaufschlagen des ersten Endteils (112) des Rückschlagelements (76) mit dem Brennstoffdruck in der Einspritzkammer (102) und Beaufschlagen des zweiten Endteils (114) des Rückschlagelements (76) mit dem Brennstoffdruck in der Drucksteuerkammer (104); Bewegen des Ventils (86) aus der zweiten Position in die erste Position; Anordnen des Drucksteuerventils (80) in der zweiten Position; Bewegen des Rückschlagelements (76) in eine offene Position, um Brennstoff aus der Brennstoffeinspritzvorrichtung (108) einzuspritzen; Bewegen des Rückschlagelements (76) zu einer geschlossenen Position hin, und zwar durch Erhöhen des Drucks in der Drucksteuerkammer (104) und/oder durch Bewegen des Ventils (86) aus der ersten Position in die zweite Position.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt der Erhöhens des Drucks das Bewegen des Drucksteuerventils (80) in die erste Position umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Bewegens des Drucksteuerventils (80) in die erste Position das Ausgleichen der auf den ersten Endteil (112) und den zweiten Endteil (114) wirkenden hydraulischen Kräfte umfasst.