DE19740997A1

DE19740997A1 - Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung

Info

Publication number: DE19740997A1
Application number: DE1997140997
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tsuzuki
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: JPH1089190A; DE19740997B4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselbrenn kraftmaschinen und im besonderen auf ein Speicher-Kraft stoffeinspritzsystem zum Vermindern der Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritzstadium.

Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselbrenn kraftmaschinen wird durch Vermindern der Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritzstadium eine Reduzierung des Brennkraftmaschinenlärms und der Emissionen, wie z. B. der Stickoxide (NOx), erzielt. Die japanische zweite Pa tentveröffentlichung Nr. 4-19381 beispielsweise lehrt ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Dreiwege-Steuerventil, das den Fluiddruck in einer Drucksteuerkammer eines Injek tors einstellt, um die Verstellung einer Ventilnadel zur Regulierung der Einspritzrate zu steuern.

Die japanische erste Patentveröffentlichung Nr. 8- 170569 offenbart ein gemeinsame-Verteilerleiste-Kraftstof feinspritzsystem (Common-Rail-System) für Dieselbrennkraft maschinen, das so ausgelegt ist, daß der Anstieg der Ein spritzrate abgeschwächt wird, indem der von einer Gegen druckkammer eines Injektors freigegebene Kraftstoffdruck unter Verwendung einer Drossel, die in einem zu einer Kraftstoffdruckquelle führenden Fluidweg angeordnet ist, vermindert wird, um die Bewegung einer Ventilnadel zu steu ern.

Das erstere Einspritzsystem hat jedoch den Nachteil, daß die Vorsehung des Dreiwege-Steuerventils und einer Steuerung, die den an ein Solenoid des Dreiwege-Steuerven tils gelieferten Strom steuert, die Herstellkosten anhebt und zu einer Komplexität des Systems führt. Das letztere Einspritzsystem hat des weiteren den Nachteil, daß es sich trotz Verminderung der Anfangseinspritzrate durch Verwen dung der Drossel, die den von der Gegendruckkammer freige gebenen Kraftstoffdruck steuert, für den Fall, daß der Ein spritzdruck auf einem konstanten Wert festgelegt ist, als schwierig erweist, die Anfangseinspritzrate zu vermindern, wenn sich der Einspritzdruck in Abhängigkeit von den Be triebszuständen der Brennkraftmaschine ändert.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die im Stand der Technik auftretenden Nachteile zu beheben.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Kraft stoffinjektor oder ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 4.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das un ter Verwendung eines einfachen Mechanismus zur Verringerung der Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritzsta dium über einen breiten Kraftstoffeinspritzdruckbereich ausgelegt ist.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung geschaffen, mit: (a) einem Ventilkörper, (b) einer im Ventilkörper ver schiebbar angeordneten Nadel, um ein im Ventilkörper ausge bildetes Spritzloch selektiv zu öffnen und zu schließen, (c) einem im Ventilkörper in Ausrichtung nach der Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen, (d) einer Gegen druckkammer, in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruckpegel ein Kraftstoffdruck erzeugt wird, der den Druckbolzen, der auf die Nadel einen Druck ausübt, in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt, wo durch das Spritzloch geöffnet wird, (e) einem Kraftstoffab laufkanal, der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor ablaufen läßt, so daß der Kraft stoffdruck in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, (f) einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten Steuerkol ben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal, und (g) einem Strömungsratenreguliermechanismus zur Regulierung der Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer an den Kraft stoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs, wobei der Strö mungsratenreguliermechanismus die Strömungsrate des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs so steuert, daß die Strömungsrate einen ersten Wert zeigt, bis der Druckbolzen eine vorgegebene Stellung in Ventilöffnungs richtung erreicht, und einen im Vergleich zum ersten Wert größeren zweiten Wert, nachdem der Druckbolzen die vorgege bene Stellung erreicht hat.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung rich tet der Strömungsratenreguliermechanismus einen zweiten Kraftstoffablaufkanal ein, der den Kraftstoff in der Gegen druckkammer an einen Abschnitt des Kraftstoffablaufkanals ablaufen läßt, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat.

Der Strömungsratenreguliermechanismus weist eine im Kraftstoffablaufkanal angeordnete, erste Strömungsratenbe grenzungsdrossel und eine im zweiten Kraftstoffablaufkanal angeordnete, zweite Strömungsratenbegrenzungsdrossel auf.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftma schine mit innerer Verbrennung vor, mit: (1) einem Speicher zur Speicherung von Kraftstoff auf einem vorgegebenen Druckpegel, (2) einem Kraftstoffinjektor, der den im Spei cher gespeicherten Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, mit (a) einem Ventilkörper, (b) einer im Ven tilkörper verschiebbar angeordneten Nadel zum selektiven Öffnen und Schließen eines im Ventilkörper ausgebildeten Spritzlochs, (c) einem im Ventilkörper in Ausrichtung nach der Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen, (d) einer Gegendruckkammer, in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruckpegel ein Kraftstoff druck erzeugt wird, der den Druckbolzen, der auf die Nadel einen Druck ausübt, in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt, wodurch das Spritzloch geöffnet wird, (e) einem Kraft stoffablaufkanal, der den Kraftstoff in der Gegendruckkam mer aus dem Kraftstoffinjektor ablaufen läßt, so daß der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, (f) einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten Steuerkolben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufka nal, und (g) einem Strömungsratenreguliermechanismus zur Regulierung der Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs, wobei der Strömungsratenreguliermechanismus die Strömungsrate des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs auf einem ersten Wert hält, bis der Druckbolzen eine vorgege bene Stellung in Ventilöffnungsrichtung erreicht, und die Strömungsrate auf einen im Vergleich zum ersten Wert größe ren zweiten Wert schaltet, nachdem der Druckbolzen die vor gegebene Stellung erreicht hat, und (3) einer den Betrieb des Kraftstoffinjektors steuernden Steuerung.

Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachste hend gegebenen, ausführlichen Beschreibung und der beige fügten Zeichnung der bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung, welche jedoch nicht als eine Eingrenzung der Erfin dung auf die spezielle Ausführungsform verstanden werden soll, sondern nur der Erläuterung und dem Verständnis dient, ersichtlich.

Fig. 1 ist eine Blockansicht, die ein erfindungsgemäßes Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem zeigt.

Fig. 2 ist ein Querschnitt, der den Aufbau von im Spei cher-Kraftstoffeinspritzsystem von Fig. 1 verwendeten Kraftstoffinjektoren zeigt.

Fig. 3(a) ist ein Zeitschaubild, das ein an ein So lenoid des Kraftstoffinjektors von Fig. 2 angelegtes Steu ersignal zeigt.

Fig. 3(b) ist ein Zeitschaubild, das die Hubgröße eines Druckbolzens des Kraftstoffinjektors von Fig. 2 zeigt.

Fig. 3(c) ist ein Zeitschaubild, das den Druck in einer Gegendruckkammer des Kraftstoffinjektors von Fig. 2 zeigt.

Fig. 3(d) ist ein Zeitschaubild, das die Einspritzrate zeigt.

Fig. 4 ist ein Querschnitt, der eine Abwandlung des Kraftstoffinjektors von Fig. 2 zeigt.

Fig. 5 ist ein Querschnitt, der eine zweite Abwandlung des Kraftstoffinjektors von Fig. 2 zeigt.

Nun sei auf die Zeichnung Bezug genommen und insbeson dere auf Fig. 1, in der ein erfindungsgemäßes Speicher- Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselbrennkraftmaschinen ge zeigt ist.

Das Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem weist im allge meinen Kraftstoffinjektoren 12, eine gemeinsame Verteiler leiste (Common Rail) 16, einen Drucksensor 24, eine Hoch druckpumpe 22, eine Niederdruckpumpe 18 sowie eine Steue rung 26 auf.

In den Zylinderbrennkammern einer Vierzylinder-Diesel brennkraftmaschine 10 ist jeweils ein Injektor 12 einge richtet, der über eine Hochdruckleitung 14 mit der gemein samen Verteilerleiste 16 in Verbindung steht. Die Nieder druckpumpe 18 saugt den Kraftstoff aus einem Kraftstoffbe hälter 20 an und liefert ihn zur Hochdruckpumpe 22. Die Hochdruckpumpe 22 verdichtet den ankommenden Kraftstoff auf einen vorgegebenen höheren Druckpegel und liefert ihn zur gemeinsamen Verteilerleiste 16. Der Drucksensor 24 mißt den Druckpegel des in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 ge speicherten Kraftstoffs und liefert ein diesbezüglich kenn zeichnendes Signal an die Steuerung 26. Die Steuerung 26 spricht auf das Signal vom Drucksensor 24 an, um den Be trieb der Hochdruckpumpe 22 in der Weise zu steuern, daß der Kraftstoff in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 auf einem Solldruckpegel gehalten wird. Die Steuerung 26 lie fert des weiteren an jeden der Injektoren 12 ein EIN/AUS- Signal, so daß der zeitliche Ablauf der Kraftstoffeinsprit zung bzw. der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in der bekannten Art und Weise gesteuert wird.

Fig. 2 zeigt den Aufbau jedes der Kraftstoffinjektoren 12. Der Kraftstoffinjektor 12 weist einen Ventilkörper 28, eine Nadel 32 und einen Steuerkolben bzw. Druckbolzen 40 auf.

Im Ventilkörper 28 ist eine sich in Längsrichtung er streckende Bohrung ausgebildet, deren oberer Endabschnitt ein Spritzloch 30 definiert. Die Nadel 32 ist in der sich in Längsrichtung erstreckenden Bohrung des Ventilkörpers 28 verschiebbar angeordnet. In der sich in Längsrichtung er streckenden Bohrung des Ventilkörpers 28 ist um die Nadel 32 herum ein Kraftstoffsammelbereich 33 ausgebildet, der durch einen Kraftstoffzulauf 34 mit einem Zulaufanschluß 35 kommuniziert. Der Zulaufanschluß 35 kommuniziert durch eine der Hochdruckleitungen 14 mit der gemeinsamen Verteilerlei ste 16. Der Kraftstoffdruck wird vom Kraftstoffzulauf 34 zum Kraftstoffsammelbereich 33 übertragen und wirkt auf ei ne kegelförmige Oberfläche der Nadel 32, wodurch diese in Aufwärtsrichtung oder in eine Ventilöffnungsrichtung ge drückt wird. Im Ventilkörper 28 ist eine Schraubenfeder 36 angeordnet, wodurch die Nadel 32 in eine der Ventilöff nungsrichtung entgegengerichtete Ventilschließrichtung ge drückt wird. Ein Abstandhalter 37 ist an einer oberen Ober fläche des Ventilkörpers 28 angebracht und wird in einer Halterung 38 gehalten.

Der Druckbolzen 40 ist gemäß der Zeichnung im Halter 38 in Vertikalrichtung verschiebbar angeordnet und liegt an seinem unteren Ende am oberen Ende der Nadel 32 an. Der Druckbolzen 40 liegt des weiteren an seinem oberen Endab schnitt in einer im Halter 38 ausgebildeten Gegendruckkam mer 42 frei. Die Gegendruckkammer 42 kommuniziert durch ei ne Drossel 100 mit dem Zulaufanschluß 35 und mit einem Kraftstoffdruckentlastungsweg 44, in dem eine Drossel 200 ausgebildet ist.

Der Kraftstoffinjektor 12 weist ferner ein Steuerventil 46 auf, das in Ausrichtung nach dem Druckbolzen 40 im Hal ter 38 verschiebbar angeordnet ist. Das Steuerventil 46 weist einen Ventilkopf 46-1 auf, der in einer im Halter 38 ausgebildeten Ablaufkammer 48 frei liegt. Der Ventilkopf 46-1 öffnet und schließt selektiv den Kraftstoffdruckentla stungsweg 44, wodurch die Fluidverbindung zwischen der Ab laufkammer 48 und der Gegendruckkammer 42 selektiv einge richtet bzw. blockiert wird. Die Ablaufkammer 48 kommuni ziert durch einen Ablauf 50 mit dem Kraftstoffbehälter 20 von Fig. 1 derart, daß überschüssiger Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 20 zurückgegeben wird. Die Drossel 200 dient zum Erhalt einer stabilen Strömungsrate und kann al ternativ dazu weggelassen werden.

Das Steuerventil 46 hat einen aus einem magnetischen Material hergestellten oberen Abschnitt, der als ein Anker 47 dient. Der Anker 47 liegt einem Solenoid 54 gegenüber, der aus einem um einen Magnetkern 53 gewickelten Draht her gestellt ist, und wird durch eine Schraubenfeder 56 in Ab wärtsrichtung gedrückt, so daß der Ventilkopf 46-1 in einen konstanten Eingriff mit dem Kraftstoffentlastungsweg 44 ge drückt wird. Das Einschalten des Solenoids 54 führt zu ei nem Anheben des Steuerventils 46, wodurch die Fluidverbin dung zwischen der Ablaufkammer 48 und der Gegendruckkammer 42 eingerichtet wird.

Im Steuerventil 46 ist eine sich vertikal erstreckende, zylindrische Bohrung 46-2 ausgebildet, in der ein Aus gleichskolben 57 verschiebbar angeordnet ist, wodurch an einem unteren Ende davon eine Ausgleichsdruckkammer 58 de finiert wird. Die Ausgleichsdruckkammer 58 steht durch ei nen sich in Richtung der Mittellinie des Ventilkopfs 46-1 erstreckenden Fluidweg 46-3 am Ventilkopf 46-1 offen. Bei ausgeschaltetem Solenoid 54 kommuniziert die Ausgleichs druckkammer 58 durch den Kraftstoffdruckentlastungsweg 44 mit der Gegendruckkammer 42. Der Ausgleichskolben 57 wird an seinem oberen Ende durch einen Anschlag oder die Magnet wicklung 53 derart angehalten, daß seine Aufwärtsbewegung begrenzt ist.

Der Druckbolzen 40 ist aus einem zylindrischen Bauteil hergestellt, in dem ein zweiter Kraftstoffdruckentlastungs weg 60 ausgebildet ist, der sich von einer oberen Wand zu einer Seitenwand hin erstreckt. Im zweiten Kraftstoff druckentlastungsweg 60 ist eine Drossel 300 ausgebildet. Im Halter 38 ist um einen Abschnitt der Seitenwand des Druck bolzens 40 herum eine Ringkammer 62 ausgebildet, die durch einen Fluidweg 66 mit einem Abschnitt des Kraftstoff druckentlastungswegs 44 stromabwärts der Drossel 200 kommu niziert.

Wenn sich die Kraftstoffeinspritzung im Betrieb in ei nem AUS-Zustand befindet, liegen am Solenoid 54, wie es in Fig. 3(a) gezeigt ist, 0 V an. Das Solenoid 54 ist im be sonderen ausgeschaltet, so daß die Feder 56 auf das Steuer ventil 46 derart einen Druck ausübt, daß der Kraftstoff druckentlastungsweg 44 geschlossen wird. Der Kraftstoff in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 wird durch den Zulaufan schluß 35 und den Kraftstoffzulauf 34 zum Kraftstoffsammel bereich 33 geliefert. Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffsam melbereich 33 drückt die Nadel 32 somit nach oben. Der Kraftstoffdruck wird des weiteren vom Zulaufanschluß 35 zur Gegendruckkammer 42 übertragen, so daß die Nadel 32 mit Hilfe der Feder 36 durch den Druckbolzen 40 nach unten ge drückt wird. Die Summe aus dem Kraftstoffdruck in der Ge gendruckkammer 42 und dem Federdruck der Feder 36 überwiegt gegenüber dem Kraftstoffdruck im Kraftstoffsammelbereich 33, der auf die Nadel 32 in die Ventilöffnungsrichtung wirkt, so daß die Nadel 32 in einen konstanten Eingriff mit dem Spritzloch 30 gebracht wird, wodurch die Kraftstoffein spritzung ruht. Der Druckbolzen 40 wird nach unten ge drückt, so daß die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Kraftstoffdruckentlastungsweg 60 und der Ringkammer 62 blockiert ist.

Wenn, wie es in Fig. 3(a) gezeigt ist, am Solenoid 54 5 V angelegt werden, um am Zeitpunkt t1 die Kraftstoffein spritzung auszulösen, wird eine magnetische Anziehung ge schaffen, wodurch das Steuerventil 46 angehoben wird, so daß der Ventilkopf 46-1 vom Kraftstoffdruckentlastungsweg 44 gelöst und die Fluidverbindung zwischen der Gegendruck kammer 42 und der Ablaufkammer 48 eingerichtet wird. Dies führt dazu, daß der Hochdruckkraftstoff, der aus dem Zu laufanschluß 35 über die Drossel 100 in die Gegendruckkam mer 42 einströmt, über die Drossel 300 aus dem Kraftstof finjektor strömt.

Wenn die Fluidwegflächen der Drosseln 100 und 200 als S_A bzw. S_B definiert werden, sind die Drosseln 100 bzw. 200 so ausgelegt, daß sie die Beziehung S_A < S_B erfüllen. Dies führt dazu, daß die in die Gegendruckkammer 42 strömende Kraftstoffmenge kleiner wird als die aus der Gegendruckkam mer 42 ausströmende Kraftstoffmenge, so daß der Kraftstoff druck in der Gegendruckkammer 42 abnimmt, wie es in Fig. 3(c) mit "a" gezeigt ist. Der die Nadel 32 durch den Druck bolzen 40 in die Ventilschließrichtung drückende Druck wird im besonderen nach und nach kleiner als der die Nadel 32 in die Ventilöffnungsrichtung drückende Druck. Am Zeitpunkt t2 wird der die Nadel 32 in die Ventilöffnungsrichtung drüc kende Druck größer als der die Nadel 32 in die Ventil schließrichtung drückende Druck, so daß der Druckbolzen 40 angehoben wird, wie es in Fig. 3(b) mit "b" gezeigt ist, wodurch die Nadel 32 von einem Ventilsitz des Ventilkör pers 28 gelöst und das Spritzloch 30 geöffnet wird. Dies führt zu einer ersten Einspritzrate, wie es in Fig. 3(d) mit "c" gezeigt ist. Es wäre von Vorteil, eine Verminderung dieser Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritz stadium unter der Bedingung S_A = S_B zu erzielen. Eine zu enge Annäherung der Fluidwegflächen S_A und S_B aneinander würde jedoch zu einer Verlängerung der Kraftstoffeinspritz dauer führen, was zur Folge hätte, daß die Menge der Parti kelemissionen während eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs der Brennkraftmaschine unerwünschterweise zunimmt. Um die ses Problem zu beheben, senkt das Speicher-Kraftstoffein spritzsystem dieser Ausführungsform die Einspritzrate nur zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung und schaltet sie nach dem Ablauf einer vorgegebenen Anfangseinspritzdauer auf ei ne Normaleinspritzrate.

Wenn die Hubgröße des Druckbolzens 40 (d. h. der Nadel 32) im Anschluß an die Anfangskraftstoffeinspritzung am Zeitpunkt t3 einen konstanten Wert erreicht, wie es in Fig. 3(b) gezeigt ist, kommuniziert der zweite Kraftstoff druckentlastungsweg 60 mit der Ringkammer 62, wodurch durch den Weg 60, die Ringkammer 62 und den Weg 66 die Fluidver bindung zwischen der Gegendruckkammer 42 und dem Kraftstof fentlastungsweg 44 stromabwärts der Drossel 200 eingerich tet wird. Die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Gegen druckkammer 42 durch den Weg 60 und der Ringkammer 62 zum Fluidweg 66 strömenden Kraftstoffs hängt von der Drossel 300 ab. Die Strömungsrate des in die Gegendruckkammer 42 einströmenden Kraftstoffs, wenn der zweite Kraftstoff druckentlastungsweg 60 mit der Ringkammer 62 kommuniziert, hängt ferner von der Fluidwegfläche S_A der Drossel 100 ab, wohingegen die Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer 42 aus dem Kraftstoffinjektor 12 heraus abgegebenen Kraft stoffs nicht nur von der Fluidwegfläche S_B abhängt, sondern auch von einer Fluidwegfläche S_C der Drossel 300. Die Strö mungsrate des abgegebenen Kraftstoffs wird im besonderen durch die Fluidwegfläche S_C der Drossel 300 erhöht, so daß die Geschwindigkeit des Druckabfalls in der Gegendruckkam mer 42, wie es in Fig. 3(c) mit "a′" gezeigt ist, angehoben wird, wodurch das Anheben des Druckbolzens 40 beschleunigt wird, wie es in Fig. 3(b) mit "b′" gezeigt ist. Dies führt zu einer raschen Anhebung der Nadel 32, wodurch die Ein spritzrate des aus dem Spritzloch 30 gespritzten Kraft stoffs erhöht wird, wie es in Fig. 3(d) mit "c′" gezeigt ist. Dies schafft eine zweite, im Vergleich zur ersten Ein spritzrate höhere Einspritzrate.

Am Zeitpunkt t4 wird die an das Solenoid 54 angelegte Spannung auf Null (0) geschaltet, wodurch das Solenoid 54 ausgeschaltet wird. Das Ausschalten des Solenoids 54 führt dazu, daß das Steuerventil 46 durch die Federkraft der Fe der 56 abwärts bewegt wird. Der Ventilkopf 46-1 schließt anschließend den Kraftstoffdruckentlastungsweg 44, worauf hin die Kraftstoffabgabe aus der Gegendruckkammer 42 ruht, so daß der Druck in der Gegendruckkammer 42 im wesentlichen konstant gehalten wird, wie es in Fig. 3(c) mit "a′′" ge zeigt ist. Der Druck des von der Hochdruckleitung 14 in den Zulauf 35 einströmenden Kraftstoffs wird vermindert, wo durch der Druck im Kraftstoffsammelbereich 33 derart ab nimmt, daß der auf den Druckbolzen 40 in Ventilschließrich tung wirkende Druck größer wird als der auf den Druckbolzen 40 in Ventilöffnungsrichtung wirkende Druck. Dies führt zu einer Bewegung des Druckbolzens 40 in die Ventilschließ richtung, wie es in Fig. 3(b) mit "b′′" gezeigt ist, so daß die Einspritzrate verringert wird, wie es in Fig. 3(d) mit "c′′" gezeigt ist.

Wie es aus der vorhergehenden Erläuterung hervorgeht, kann das Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem dieser Ausfüh rungsform eine maximale Einspritzmenge anheben, während es eine Anfangseinspritzrate in zwei Kraftstoffdruckentla stungsmodi verringert.

Anstelle jeder dieser Drosseln 100 bis 300 kann auch eine andere Einrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, die Strömungsrate zu steuern.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Kraftstoffinjektors 12, der eine Vielzahl von Spritzlöchern 30a und 30b auf weist.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung des Kraftstoffin jektors 12 mit einem Drosselkopf 80, wodurch die Verringe rung der Anfangseinspritzrate erleichtert wird. Der Dros selkopf 80 vermindert die Strömungsrate des aus den Spritz löchern 30a und 30b zu spritzenden Kraftstoffs bei einer kleinen Hubgröße der Nadel 32, wodurch der Effekt der Ver ringerung der Anfangseinspritzrate noch mehr verstärkt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung zum Zwecke eines bes seren Verständnisses an der bevorzugten Ausführungsform be schrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch in anderer Weise ausgeführt werden kann, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Daher soll die Er findung so verstanden werden, daß alle möglichen Ausfüh rungsformen und Abwandlungen zu den gezeigten Ausführungs formen eingeschlossen sind, die ausgeführt werden können, ohne den Grundgedanken der Erfindung, wie sie in den anhän gigen Ansprüchen dargelegt ist, zu verjassen.

Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Speicher- Kraftstoffeinspritzsystem für Dieselbrennkraftmaschinen, das Kraftstoffinjektoren aufweist, die für eine Verringe rung der Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritz stadium ausgelegt sind. Jeder der Kraftstoffinjektoren weist eine Nadel, einen Druckbolzen, eine Gegendruckkammer, einen ersten Ablaufkanal, einen Steuerkolben, einen zweiten Ablaufkanal und einen Strömungsratenreguliermechanismus auf. Die Nadel wird durch den Druckbolzen bewegt, um ein Spritzloch selektiv zu öffnen und zu schließen. Die Gegen druckkammer wird mit Kraftstoff versorgt, so daß in Abhän gigkeit vom Kraftstoffdruckpegel ein den Druckbolzen in ei ne Ventilöffnungsrichtung bewegender Kraftstoffdruck er zeugt wird, wodurch das Spritzloch geöffnet wird. Der erste Ablaufkanal läßt den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor ausströmen, so daß der Kraftstoff druck in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch der Druckbolzen in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird. Der Steuerkolben richtet selektiv eine Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal ein. Der Strömungsratenreguliermechanismus ermöglicht, daß der Kraftstoff in der Gegendruckkammer solange nur durch den ersten Ablaufkanal abläuft und dadurch die Strömungsrate des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs auf einen niedrigeren Wert eingestellt wird, bis der Druck bolzen eine vorgegebene Stellung erreicht, und durch den ersten und zweiten Ablaufkanal, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat, wodurch die Strömungs rate auf einen höheren Wert eingestellt wird.

Claims

1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit:
einem Ventilkörper,
einer im Ventilkörper verschiebbar angeordneten Nadel, um ein im Ventilkörper ausgebildetes Spritzloch selektiv zu öffnen und zu schließen,
einem im Ventilkörper in Ausrichtung nach der Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen,
einer Gegendruckkammer, in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruckpegel ein Kraftstoffdruck erzeugt wird, der den Druckbolzen, der auf die Nadel einen Druck ausübt, in eine Ventilöffnungsrich tung bewegt, wodurch das Spritzloch geöffnet wird,
einem Kraftstoffablaufkanal, der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor ablaufen läßt, so daß der Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer vermin dert wird, wodurch die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird,
einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten Steuer kolben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwi schen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal, und
einem Strömungsratenreguliermechanismus zur Regulierung der Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs, wobei der Strömungsratenreguliermechanismus die Strömungsrate des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs so steu ert, daß sie einen ersten Wert zeigt, bis der Druckbolzen eine vorgegebene Stellung in Ventilöffnungsrichtung er reicht, und einen im Vergleich zum ersten Wert größeren zweiten Wert, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stel lung erreicht hat.

2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, wobei der Strö mungsratenreguliermechanismus einen zweiten Kraftstoffab laufkanal einrichtet, der den Kraftstoff in der Gegendruck kammer an einen Abschnitt des Kraftstoffablaufkanals ablau fen läßt, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat.

3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 2, wobei der Strö mungsratenreguliermechanismus eine im Kraftstoffablaufkanal angeordnete, erste Strömungsratenbegrenzungsdrossel und ei ne im zweiten Kraftstoffablaufkanal angeordnete, zweite Strömungsratenbegrenzungsdrossel aufweist.

4. Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brenn kraftmaschine mit innerer Verbrennung mit:
einem Speicher zur Speicherung von Kraftstoff auf einem vorgegebenen Druckpegel,
einem Kraftstoffinjektor, der den im Speicher gespei cherten Kraftstoff in die Brennkraftmaschine einspritzt, mit (a) einem Ventilkörper, (b) einer im Ventilkörper ver schiebbar angeordneten Nadel zum selektiven Öffnen und Schließen eines im Ventilkörper ausgebildeten Spritzlochs, (c) einem im Ventilkörper in Ausrichtung nach der Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen, (d) einer Gegen druckkammer, in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruckpegel ein Kraftstoffdruck erzeugt wird, der den Druckbolzen, der auf die Nadel einen Druck ausübt, in eine Ventilöffnungsrichtung bewegt, wo durch das Spritzloch geöffnet wird, (e) einem Kraftstoffab laufkanal, der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor ablaufen läßt, so daß der Kraft stoffdruck in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch die Nadel in die Ventilöffnungsrichtung bewegt wird, (f) einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten Steuerkol ben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal, und (g) einem Strömungsratenreguliermechanismus zur Regulierung der Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer an den Kraft stoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs, wobei der Strö mungsratenreguliermechanismus die Strömungsrate des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs auf einem er sten Wert hält, bis der Druckbolzen eine vorgegebene Stel lung in Ventilöffnungsrichtung erreicht, und die Strömungs rate auf einen im Vergleich zum ersten Wert größeren zwei ten Wert schaltet, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat, und
einer den Betrieb des Kraftstoffinjektors steuernden Steuerung.

5. Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, wobei der Strömungsratenreguliermechanismus einen zweiten Kraftstoffablaufkanal einrichtet, der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer an einen Abschnitt des Kraftstoffablaufka nals ablaufen läßt, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat.

6. Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, wobei der Strömungsratenreguliermechanismus eine im Kraft stoffablaufkanal angeordnete, erste Strömungsratenbegren zungsdrossel und eine im zweiten Kraftstoffablaufkanal an geordnete, zweite Strömungsratenbegrenzungsdrossel auf weist.