-
Diese
Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem zur Verwendung zum Zuführen von
Kraftstoff unter Druck zu einem Verbrennungsraum eines Selbstzünder-Verbrennungsmotors.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kraftstoffsystem des Common-Rail-Typs.
-
Bei
einem bekannten Common-Rail-System werden mehrere einzeln zu betätigende
Kraftstoff-Einspritzdüsen mit
einer gemeinsamen Leitung verbunden, die durch eine geeignete Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit
Kraftstoff bis zu einem hohen Druck beschickt wird. Jede Einspritzdüse schließt ein Hauptregelventil
ein, das die Verbindung zwischen der gemeinsamen Leitung und einer
Druckkammer der Einspritzdüse
regelt, die zum Teil durch Flächen
einer Nadel der Einspritzdüse
definiert wird. Die Düsennadelflächen sind
derart ausgerichtet, daß das
Einspeisen von Kraftstoff unter Druck in die Druckkammer eine Kraft
auf die Nadel ausübt,
welche die Nadel von einer Sitzfläche wegdrückt, um die Zufuhr von Kraftstoff
zu einer oder mehreren Auslaßöffnungen
zu ermöglichen.
Das Hauptregelventil ist typischerweise derart angeordnet, daß die Druckkammer
durch das Regelventil mit einem Niederdruckabflußbehälter verbunden ist, wenn die
Druckkammer nicht mit der gemeinsamen Leitung verbunden ist.
-
Eine
solche Anordnung ist nachteilig insofern, als es eine unerwünschte Zufuhr
von Kraftstoff zu dem Motorzylinder oder einem anderen Verbrennungsraum
gibt, sollte das Hauptregelventil in einer offenen oder einer teilweise
offenen Position steckenbleiben.
-
Es
ist bekannt, daß in
der Kraftstoffströmungsbahn
zwischen der Quelle von Kraftstoff mit hohem Druck und dem Düsenkörper der
Kraftstoffeinspritzdüse
eine „Strömungssicherung" bereitgestellt wird,
wobei die Strömungssicherung
wirkt, um zu sichern, daß die
Kraftstoffzufuhr zum Düsenkörper beendet
wird, falls der Fluidstrom zu stark wird, zum Beispiel, falls die
Regelventilanordnung in einer offenen Position steckenbleibt. Strömungssicherungen arbeiten
jedoch nicht gut, wenn die Durchflußgeschwindigkeit gering, aber
kontinuierlich ist, zum Beispiel, falls die Regelventilanordnung
in einer teilweise offenen Position steckenbleibt.
-
US 5 941 215 offenbart ein
Kraftstoffeinspritzsystem, das ein Regelventil für die Kraftstoffzufuhr zur
Einspritzdüse
hat, wobei zwischen der Hauptkraftstoffzufuhrbahn zu der Düse und einer Kammer
ein gedrosselter Strömungsdurchgang
bereitgestellt wird. Der Kraftstoffdruck in der Kammer wirkt während der
Kraftstoffzufuhr zu der Düse
zu jeder Zeit auf die Düsennadel
ein.
-
Außerdem offenbart
WO 99/15783 A ein Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor erwähnten Probleme
zu überwinden.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftstoffsystem, wie in Anspruch
1 definiert, bereitgestellt.
-
Die
Erfindung bietet den Vorzug, daß die
Düsennadel
an ihre Sitzfläche
gedrückt
wird, sollte das Regelventil, zum Beispiel auf Grund von Verunreinigung
der Regelventilsitzfläche
durch Schmutz oder Trümmer,
in einer teilweise offenen Position steckenbleiben. Folglich wird
eine unerwünschte
Kraftstoffeinspritzung vermieden.
-
Das
Regelventil kann ein Regelventilelement einschließen, das
elastisch zu einer geschlossenen Position hin vorgespannt wird,
in der die Verbindung zwischen der Quelle unter Druck gesetzten
Kraftstoffs und der Druckkammer unterbrochen ist. Zweckmäßigerweise
kann das Regelventil zu einer offenen Position bewegt werden, in
der ermöglicht wird,
daß Der
Kraftstoff von der Quelle zur Druckkammer strömt, um so die Kraftstoffeinspritzung
einzuleiten.
-
Das
Regelventilelement kann eine Zwischenposition zwischen der offenen
und der geschlossenen Position haben, wobei die Regelventilanordnung
derart angeordnet ist, daß,
wenn sich das Regelventilelement in der Zwischenposition befindet, unter
Druck gesetzter Kraftstoff von der Quelle auf die Düsennadel
eine Kraft ausübt,
die dazu dient, die Düsennadel
an ihre Sitzfläche
zu drücken.
-
Das
Regelventilelement kann in seiner Zwischenposition steckenbleiben,
falls zum Beispiel die Ventilsitzfläche für das Regelventilelement verunreinigt
oder beschädigt
wird.
-
Das
Kraftstoffsystem kann einen Durchgang einschließen, der mit der Quelle unter
Druck gesetzten Kraftstoffs verbunden ist, wenn sich das Regelventilelement
in der Zwischenposition befindet. Zweckmäßigerweise kann die Kraftstoffeinspritzdüse eine
Kammer in Verbindung mit dem Durchgang einschließen, wobei eine der Düsennadel
zugeordnete Oberfläche
den Kraftstoffdruck innerhalb der Kammer ausgesetzt ist.
-
Dies
bietet den Vorzug, daß,
wenn es gewünscht
wird, die Einspritzung zu beenden, und das Regelventilelement von
seiner offenen Position zu seiner geschlossenen Position bewegt
wird, wobei es durch die Zwischenposition hindurchgeht, es eine zeitweilige
Zunahme des Kraftstoffdrucks in der der Düsennadel zugeordneten Kammer
gibt, was eine Kraft auf die Düsennadel
ausübt,
wodurch sie dazu dient, ein schnelles Schließen der Düsennadel zu unterstützen. Weil
das Schließen
der Düsennadel
verhältnismäßig schnell
erreicht wird, wird die Kraftstoffeinspritzung beendet, wenn der
Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer noch verhältnismäßig hoch
ist, folglich werden die Emissionen verbessert.
-
Außerdem wird,
wenn es gewünscht
wird, die Einspritzung einzuleiten, und das Regelventilelement von
seiner geschlossenen Position zu seiner offenen Position bewegt
wird, wobei es durch die Zwischenposition hindurchgeht, die Düsennadel
für einen
kurzen Zeitraum vor der Einspritzung festsitzen bleiben, weil der
gesteigerte Kraftstoffdruck innerhalb der Kammer eine gesteigerte
Kraft auf die Düsennadel
ausübt.
Daher ist das Regelventilelement in der Lage, sich vor der Öffnungsbewegung
der Düsennadel
zu seiner vollständig
offenen Position zu bewegen. Dies ermöglicht, daß verhältnismäßig kleine Kraftstoffeinspritzungen
mit größerer Genauigkeit
zu regeln sind.
-
Der
Durchgang kann mit einem Druckregler versehen sein, angeordnet,
um den Kraftstoffdruck in der Druckkammer bei einem vorher festgelegten Wert
zu halten, wenn das Regelventilelement die geschlossene Position
einnimmt.
-
Der
Druckregler kann die Form eines federvorgespannten Rückschlagventils
annehmen, das bei Anwendung zwischen der Regelventilanordnung und
einem Niederdruckabflußbehälter angeordnet ist.
-
Zweckmäßigerweise
kann die Bewegung des Regelventilelements durch Regeln des auf eine dem
Regelventilelement zugeordnete Oberfläche ausgeübten Fluiddrucks geregelt werden.
-
Das
Kraftstoffsystem kann ferner eine weitere Ventilanordnung zum Regeln
des auf die dem Regelventilelement zugeordnete Oberfläche ausgeübten Fluiddrucks
umfassen. Die weitere Ventilanordnung kann ein weiteres Ventilelement
umfassen, das durch ein elastisches Vorspannmittel zu einer geschlossenen
Position hin vorgespannt wird, wobei eine Bewegung des weiteren
Ventilelements in eine offene Position mit Hilfe eines Stellglieds,
zum Beispiel eines elektromagnetischen Stellglieds, geregelt wird.
-
Das
Kraftstoffsystem kann eine Feder oder ein anderes elastisches Vorspannmittel
einschließen, um
das Regelventilelement zu der geschlossenen Position hin vorzuspannen.
-
Ausführungsformen
der Erfindung schließen ein
Kraftstoffsystem ein, das eine Kraftstoffeinspritzdüse, die
eine Druckkammer für
Kraftstoff, eine Düsennadel,
die mit einer Sitzfläche
in Eingriff gebracht werden kann, um die Kraftstoffabgabe durch
eine Auslaßöffnung zu
regeln, hat, eine Regelventilanordnung zum Regeln der Verbindung
zwischen einer Quelle unter Druck gesetzten Kraftstoffs und der Druckkammer
umfaßt,
wobei die Regelventilanordnung ein Regelventilelement, das zwischen
einer offenen und einer geschlossenen Position bewegt werden kann,
einschließt,
wobei das System derart angeordnet ist, daß auf eine Öffnungs- oder Schließbewegung
des Regelventilelements unter Druck gesetzter Kraftstoff auf eine
der Düsennadel
zugeordnete Oberfläche
eingespeist wird, um die Düsennadel
an ihre Sitzfläche
zu drücken.
-
Zweckmäßigerweise
schließt
die Regelventilanordnung ein Regelventilelement ein, wobei das Mittel
zum Ausüben
einer Kraft auf eine Oberfläche der
Düsennadel
einen Durchgang einschließt,
der auf die Schließbewegung
des Regelventilelements mit der Quelle unter Druck gesetzten Kraftstoffs
verbunden ist, wobei der Durchgang einer der Kraftstoffeinspritzdüse zugeordneten
Kammer Kraftstoff zuführt,
um so die Kraft zu steigern, welche die Düsennadel zu ihrer Sitzfläche hin
drückt.
-
Die
Erfindung wird als Beispiel weiter beschrieben, unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen;
-
1 eine
schematische Ansicht eines Kraftstoffsystems nach einer Ausführungsform
der Erfindung ist, und
-
2 eine
schematische Ansicht einer Kraftstoffeinspritzdüse ist, die einen Teil des
Kraftstoffsystems in 1 bildet.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 umfaßt ein Kraftstoffsystem,
das zur Verwendung zur Zufuhr von Kraftstoff zu einem Selbstzünder-Verbrennungsmotor
vorgesehen ist, eine gemeinsame Leitung 10, angeordnet,
um durch eine entsprechende Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) mit
Kraftstoff bis zu einem hohen Druck beschickt wird. Die gemeinsame
Leitung 10 ist durch Durchgänge 12 (von denen nur
einer gezeigt wird) mit mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen 13 (von
denen nur eine gezeigt wird) verbunden. Wie in 2 gezeigt,
schließt
jede Kraftstoffeinspritzdüse 13 einen
Düsenkörper 14 ein,
versehen mit einer Blindbohrung, in der eine Düsennadel 16 verschoben
werden kann. Die Nadel 16 und die Bohrung definieren zusammen
eine Druckkammer 18 für
Kraftstoff. Die Düsennadel 16 kann
mit einer Sitzfläche
in Eingriff gebracht werden, um die Verbindung zwischen der Druckkammer 18 und
mehreren Auslaßöffnungen 20 zu
steuern, die sich stromabwärts
von der Sitzfläche
befinden. Die Düsennadel 16 schließt Druckflächen ein,
die dem Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer ausgesetzt und
derart ausgerichtet sind, daß das
Einspeisen von Kraftstoff unter hohem Druck in die Druckkammer 18 eine
Kraft auf die Düsennadel 16 ausübt, welche
die Düsennadel 16 von
ihrer Sitzfläche
wegdrückt.
-
Das
von der Sitzfläche
entfernte Ende der Düsennadel 16 nimmt
ein Widerlagerelement 22 in Eingriff, das wiederum ein
Ende einer zylindrischen Schraubendruckfeder 24 in Eingriff
nimmt, die dazu dient, die Düsennadel 16 zu
ihrer Sitzfläche
hin zu drücken.
Die Druckkammer 18 ist mit einem Zufuhrdurchgang 26 für Kraftstoff
verbunden, wobei die Zufuhr von Hochdrucktreibstoff von der gemeinsamen Leitung 10 durch
den Durchgang 12 zum Zufuhrdurchgang 26 mittels
einer Regelventilanordnung 28 geregelt wird. Die Regelventilanordnung 28 schließt ein Regelventilelement 30 (in
der Zeichnung schematisch illustriert) ein, das gegen die Einwirkung
einer Feder 32 bewegt werden kann. Das Regelventilelement 30 kann
bewegt werden zwischen einer ersten, geschlossenen, Position (Position
1, wie in 1 gezeigt), in welcher der Zufuhrdurchgang 26 durch die
Regelventilanordnung 28 mit einem zweiten Durchgang 34 verbunden
ist, und einer offenen Position (Position 3), in der die gemeinsame
Leitung 10 durch den Durchgang 12 und die Regelventilanordnung 28 mit
dem Zufuhrdurchgang 26 verbunden ist, um der Druckkammer 18 Kraftstoff
unter hohem Druck zuzuführen.
Das Regelventilelement kann außerdem
durch eine Zwischenposition (Position 2) zwischen der geschlossenen
Position (Position 1) und der offenen Position (Position 3) bewegt
werden. Die Regelventilanordnung 28 ist derart angeordnet, daß das Regelventilelement 30 auf
eine Bewegung des Regelventilelements 30 zwischen der offenen und
der geschlossenen Position durch die Zwischenposition hindurchgeht,
in der kurzzeitig Kraftstoff von dem Durchgang 12 durch
die Regelventilanordnung 28 und in den zweiten Durchgang 34 strömen kann, wie
im folgenden detaillierter beschrieben wird.
-
Die
Bewegung des Regelventilelements 30 wird mittels einer
weiteren Ventilanordnung 36 gesteuert. Die Ventilanordnung 36 wird
durch einen dritten Durchgang 40 mit Hydrauliköl von einer
Quelle 38 versorgt. Die Ventilanordnung 36 schließt ein Regelventilelement 42 ein,
das mittels einer Feder 44 in eine geschlossene Position
(Position A, wie in 1 gezeigt) vorgespannt wird,
in der das Hydrauliköl nicht
von dem dritten Durchgang 40 durch die Regelventilanordnung 36 zu
einem vierten Durchgang 46 stromabwärts von der Regelventilanordnung 36 strömen kann.
Das Regelventilelement 42 kann zu einer offenen Position
(Position B) bewegt werden, in der die Quelle 38 durch
den dritten Durchgang 40 und die Ventilanordnung 36 mit
dem vierten Durchgang verbunden ist. Der vierte Durchgang 46 ist
mit einem zusätzlichen
Durchgang 48 verbunden, der in Verbindung mit einer Regelventilkammer
steht, die allgemein als 29 bezeichnet wird, die der Regelventilanordnung 28 zugeordnet
ist derart, daß,
wenn sich das Regelventilelement 42 in der offenen Position
befindet, der Regelventilkammer 29 Hydrauliköl zugeführt wird,
um eine Kraft auf das Regelventilelement 30 auszuüben, die
dazu dient, das Regelventilelement 30, gegen die Einwirkung
der Feder 32, zu seiner offenen Position zu bewegen, um
so zu ermöglichen, daß Der Kraftstoff
innerhalb des Durchgangs 12 zum Zufuhrdurchgang 26 strömt. Der
vierte Durchgang 46 schließt eine Drossel 46a ein,
die dazu dient, die Kraftstoff-Durchflußgeschwindigkeit durch den
vierten Durchgang 46 zu einem Niederdruckölbehälter 50 zu
begrenzen. Wenn das Regelventilelement 42 zu der geschlossenen
Position bewegt wird, kann der Kraftstoff innerhalb der der Regelventilanordnung 28 zugeordneten
Regelventilkammer 29 durch den zusätzlichen Durchgang 48 in
den vierten Durchgang 46 und zu dem Niederdruckabfluß strömen. Die
Bewegung des Ventilelements 42 kann zum Beispiel mittels
eines elektromagnetischen Stellglieds (nicht gezeigt) gesteuert
werden.
-
Der
zweite Durchgang 34, mit dem der Zufuhrdurchgang 26 verbunden
ist, wenn sich das Regelventilelement 30 in seiner geschlossenen
Position (Position 1) befindet, schließt einen Drosselkörper 52 ein,
der dazu dient, die Geschwindigkeit zu begrenzen, mit welcher der
Kraftstoff längs
des zweiten Durchgangs 34 zu einem Niederdruckkraftstoffbehälter 60 strömen kann.
Der zweite Durchgang 34 schließt ebenfalls einen Druckregler 54 ein,
der die Form eines gefederten Rückschlagventils
annimmt, das eine Ventilelement 56 einschließt, das
durch eine zylindrische Schraubendruckfeder 58 in einen
Eingriff mit der Sitzfläche
vorgespannt wird. Es wird zu erkennen sein, daß der Druckregler 54 bei
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung anderswo innerhalb des Kraftstoffsystems angeordnet
sein kann, zum Beispiel kann er einen Teil der Kraftstoffeinspritzdüse 13 bilden.
-
Der
zweite Durchgang 34 ist durch einen weiteren Durchgang 62 mit
einer der Düsennadel
zugeordneten Kammer 23 verbunden, wobei der Kammer 23 zugeführter Kraftstoff
auf eine der Düsennadel 16 zugeordnete
Oberfläche
einwirkt, um so eine Kraft auf die Düsennadel 16 auszuüben, welche
die Düsennadel 16 an
ihre Sitzfläche
drückt.
-
Bei
Anwendung wird, in der in 1 gezeigten
Position, das Ventilelement 42 mittels der Feder 44 in
seine geschlossene Position vorgespannt derart, daß Öl von der
Quelle 38 nicht durch den dritten Durchgang 40 und
die Ventilanordnung 36 in die Regelventilkammer strömen kann.
Daher nimmt das Regelventilelement 30 seine geschlossene
Position ein, in der Hochdruckkraftstoff von der gemeinsamen Leitung 10 nicht
durch den Durchgang 12 und die Regelventilanordnung 28 zu
dem Zufuhrdurchgang 26 strömen kann. Daher bleibt die
Düsennadel 16 auf
Grund der Federkraft und auf Grund eines Restkraftstoffdrucks in
der Kammer 23, der auf die Oberfläche der Düsennadel 16 einwirkt,
festsitzend an ihrer Sitzfläche.
Folglich wird zu erkennen sein, daß eine Kraftstoffeinspritzung
durch die Auslaßöffnungen 20 nicht erfolgt.
-
Um
die Einspritzung einzuleiten, wird das Regelventilelement 42,
gegen die Kraft auf Grund der Feder 44, zu seiner offenen
Position bewegt derart, daß das
Hydrauliköl
im dritten Durchgang 40 durch die Ventilanordnung 36 in
den vierten Durchgang 46 strömen kann. Es wird zu erkennen
sein, daß auf Grund
des Vorhandenseins der Drossel 46a im vierten Durchgang 46 Öl nur mit
einer verhältnismäßig niedrigen
Geschwindigkeit zum Niederdruckbehälter 50 entweichen
kann. Der Kraftstoff strömt
von dem vierten Durchgang 46 durch den zusätzlichen
Durchgang 48 und in die Regelventilkammer 29,
was bewirkt, daß der
Kraftstoffdruck darin steigt. Daher wird das Regelventilelement 30 zu
seiner offenen Position bewegt, um zu ermöglichen, daß der Kraftstoff innerhalb
des Durchgangs 12 in den Zufuhrdurchgang 26 strömt. Im Ergebnis
dessen wird die Druckkammer 18 unter Druck gesetzt, und
es wird ein Punkt erreicht, jenseits dessen der Kraftstoffdruck
innerhalb der Druckkammer 18 ausreicht, um auf die Druckflächen der
Düsennadel 16 eine
Kraft auszuüben,
die ausreicht, um die Düsennadel 16 gegen
die Einwirkung einer Feder 24 von ihrer Sitzfläche wegzuheben.
Wenn die Düsennadel 16 von
ihrer Sitzfläche weggehoben
ist, kann der Kraftstoff von der Druckkammer 18 durch die
Auslaßöffnungen 20 strömen, und
im Ergebnis dessen erfolgt die Kraftstoffeinspritzung.
-
Die
Regelventilanordnung 28 ist derart angeordnet, daß das Regelventilelement 30 auf
eine Bewegung des Regelventilelements 30 von der geschlossenen
Position (Position 1) zur offenen Position (Position 3) durch die
Zwischenposition (Position 2) hindurchgeht, in welcher der Durchgang 12,
für einen
verhältnismäßig kurzen
Zeitraum, mit dem zweiten Durchgang 34 verbunden ist. Folglich
gibt es einen zeitweiligen Anstieg des Kraftstoffdrucks in den Durchgängen 34, 62 und
daher in der der Düsennadel 16 zugeordneten
Kammer 23. Der Anstieg des Kraftstoffdrucks in der Kammer 23 dient
dazu, die Düsennadel 16 für einen
kurzen Zeitraum vor der Einspritzung in ihrer festsitzenden Position
zu halten, bis der Kraftstoff, mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit,
durch den Drosselkörper 52 zu dem
Niederdruckkraftstoffbehälter 60 entweicht.
Dies bietet den Vorzug, daß die Öffnungsbewegung
der Düsennadel 16 für einen
kurzen Zeitraum verzögert wird
derart, daß sich
das Ventilelement 42 der Ventilanordnung 36 und
das Ventilelement 30 der Regelventilanordnung 28 beide
vor der Einleitung der Einspritzung zu ihren vollständig offenen
Positionen hin bewegen. Dies ermöglicht,
daß die
Regelung und die Beständigkeit
der Einspritzung von verhältnismäßig kleinen
Kraftstoffmengen verbessert wird.
-
Um
die Einspritzung zu beenden, wird das Regelventilelement 42 zu
seiner geschlossenen Position bewegt, in der das Hydrauliköl von der
Quelle 38 nicht durch den dritten Durchgang 40 und
die Ventilanordnung 36 in die Durchgange 46, 48 und
die der Regelventilanordnung 28 zugeordnete Kammer 29 strömen kann.
Unter solchen Umständen
kann der Kraftstoff innerhalb der Regelventilkammer 29 durch den
zusätzlichen
Durchgang 48 in den vierten Durchgang 46 und durch
die Drossel 46a zu dem Niederdruckbehälter 50 strömen, wodurch
die auf das Regelventilelement 30 ausgeübte Kraft derart verringert wird,
daß sich
das Regelventilelement 30 unter der Einwirkung der Feder 32 zu
seiner geschlossenen Position bewegt. Wenn sich das Regelventilelement 30 in
seiner geschlossenen Position befindet, ist die Verbindung zwischen
dem Durchgang 12 und dem Zufuhrdurchgang 26 unterbrochen,
und der Zufuhrdurchgang 26 ist mit dem zweiten Durchgang 34 verbunden.
Folglich kann der Kraftstoff von der Druckkammer 18 durch
den Zufuhrdurchgang 26 in den zweiten Durchgang 34 und
zum Niederdruckkraftstoffbehälter 60 hin
strömen,
wobei die Geschwindigkeit des Kraftstoffstroms zum Niederdruckbehälter 60 durch
den Drosselkörper 52 begrenzt
wird. Ein solcher Kraftstoffstrom verringert den Druck innerhalb der
Druckkammer 18, und es wird ein Punkt erreicht, jenseits
dessen die Kraft auf Grund der Feder 24 und auf Grund des
Kraftstoffdrucks innerhalb der der Düsennadel 16 zugeordneten
Kammer 23 ausreicht, um die Düsennadel 16 an ihre
Sitzfläche
zu drücken,
um den Kraftstoffstrom durch die Auslaßöffnungen 20 zu beenden.
-
Nach
dem Beenden der Einspritzung strömt der
Kraftstoff weiter längs
des zweiten Durchgangs 34, was den Druck innerhalb der
Druckkammer 18 und des Zufuhrdurchgangs 26 absenkt,
bis ein Punkt erreicht ist, jenseits dessen der Kraftstoffdruck
innerhalb der Druckkammer 18 und der Durchgänge in Verbindung
mit derselben unzureichend ist, um das Ventilelement 56 des
Druckreglers 54 gegen die Einwirkung der Feder 58 von
seiner Sitzfläche
wegzuhalten. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird sich das Ventilelement 56 in
einen Eingriff mit seiner Sitzfläche
bewegen, um den Kraftstoffstrom zum Niederdruckkraftstoffbehälter 60 hin
zu beenden. Folglich wird der Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer 18 und
des Zufuhrdurchgangs 26 bei einem Niveau gehalten, das
nicht ausreicht, um eine Einspritzung zu bewirken, aber größer ist
als das des Kraftstoffs innerhalb eines Niederdruckbehälters 60.
-
Wie
zuvor beschrieben, geht auf eine Bewegung des Regelventilelements 30 von
seiner offenen Position zu seiner geschlossenen Position das Regelventilelement 30 durch
die Zwischenposition hindurch, in welcher der Durchgang 12,
für einen
verhältnismäßig kurzen
Zeitraum, mit dem zweiten Durchgang 34 verbunden ist. Dies
veranlaßt
einen verhältnismäßig kurzen
Anstieg des Kraftstoffdrucks in den Durchgängen 34, 62 und
folglich in der der Düsennadel 16 zugeordneten
Kammer 23 derart, daß für einen kurzen
Zeitraum eine gesteigerte Kraft auf die Düsennadel 16 ausgeübt wird.
Der kurze Anstieg des Kraftstoffdrucks in der Kammer 23 unterstützt das
schnelle Schließen
der Düsennadel 16 derart, daß das Düsennadelschließen erfolgt,
wenn der Kraftstoffdruck innerhalb der Druckkammer 18 noch verhältnismäßig hoch
ist, wodurch die Emissionen verbessert werden.
-
Die
Anordnung bietet außerdem
den Vorzug, daß die
dauerhafte Verbindung zwischen dem zweiten Durchgang 34 und
der der Düsennadel 16 zugeordneten
Kammer 23 sichert, daß die
Düsennadel 16 mittels
unter Druck gesetzten Kraftstoffs innerhalb der Kammer 23 an
ihrer Sitzfläche
gehalten wird, sollte der Betrieb der Regelventilanordnung 28 ausfallen derart,
daß das
Regelventilelement 30 in der, teilweise offenen, Zwischenposition
steckenbleiben. Dies vermeidet eine ungewünschte Treibstoffeinspritzung, sollte
der Betrieb der Regelventilanordnung 28 ausfallen. Der
Betrieb einer Regelventilanordnung 28 kann zum Beispiel
zum Ausfallen gebracht werden, falls die Ventilsitzfläche für das Regelventilelement 30 beschädigt oder
durch Schmutz oder Trümmer verunreinigt
wird. Für
den Zweck dieser Beschreibung soll der Bezug auf einen Betriebsausfall
der Regelventilanordnung 28 alle Umstände einschließen, in
denen sich das Regelventilelement 30 nicht zu einer vollständig geschlossenen
Position bewegt, wenn es gewünscht
wird.
-
Zusätzlich zum
Bereitstellen des weiteren Durchgangs 62 kann außerdem eine
Strömungssicherung
zwischen der gemeinsamen Leitung 10 und der Einspritzdüse 13 in
das System eingeschlossen werden. Das Bereitstellen der Strömungssicherung sichert
ebenfalls, daß die
Kraftstoffzufuhr zu der Druckkammer beendet wird, falls die Kraftstoffgesamtmenge
zu groß wird,
zum Beispiel, falls das Regelventilelement 30 vollständig oder
nahezu vollständig
offen steckenbleibt. Obwohl das Bereitstellen der Strömungssicherung
bei Kraftstoffströmen
typischerweise von mehr als 10 bis 20% der normalen Durchflußgeschwindigkeit
gut funktioniert, funktioniert es nicht gut bei niedrigeren Durchflußgeschwindigkeiten,
typischerweise weniger als 10% der normalen Durchflußgeschwindigkeit.
Das Bereitstellen des weiteren Durchgangs 62 ist notwendig,
um das Problem einer unerwünschten
Kraftstoffeinspritzung unter Umständen zu überwinden, in denen das Regelventilelement 30,
statt in einer vollständig
offenen Position, in der teilweise offenen Zwischenposition steckenbleibt.
-
Es
wird zu erkennen sein, daß die
Regelventilanordnung 28 nicht mittels einer hydraulischen Ventilanordnung
gesteuert werden muß,
sondern durch alternative Mittel gesteuert werden kann. Es wird
ebenfalls zu erkennen sein, daß die
Ventilanordnung 36 die Form einer Dreiwege-Ventilsteuerungsverbindung
zwischen dem dritten Durchgang 40 und dem vierten Durchgang 46 oder
zwischen dem dritten Durchgang 40 und dem zusätzlichen
Durchgang 48 annehmen kann.
-
Bei
einer weiteren alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann die Kraftstoffeinspritzdüse ein Kolbenelement einschließen, das
mit der Düsennadel 16 bewegt
werden kann, wobei eine Oberfläche
des Kolbenelements dem Kraftstoffdruck innerhalb der Kammer 23 ausgesetzt
ist. Vorzugsweise hat das Kolbenelement einen Durchmesser, der größer ist
als derjenige der Düsennadel.