DE102016209586B4 - Direct injection compression ignition internal combustion engine with a fuel supply system comprising two high-pressure piston pumps and a method for operating such an internal combustion engine - Google Patents

Direct injection compression ignition internal combustion engine with a fuel supply system comprising two high-pressure piston pumps and a method for operating such an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, bei der- jeder Zylinder zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder mit einer Einspritzvorrichtung ausgestattet ist,- zwecks Kraftstoffversorgung des mindestens einen Zylinders ein Kraftstoffversorgungssystem (1) vorgesehen ist, das eine Hochdruckseite (1a), eine Niederdruckseite (1b) sowie eine Ventileinheit (2) umfasst, und- das Kraftstoffversorgungssystem (1) mit mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen (3a, 3b) ausgestattet ist, die jeweils einen zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbaren Kolben (10a, 10b) umfassen sowie mit der Hochdruckseite (1a) verbindbar sind und mit der Niederdruckseite (1b) via Ventileinheit verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (2) über einen Steuerkolben (2a) verfügt, der- in einem Ventilgehäuse (2b) angeordnet und entlang einer Verschiebeachse (2c) translatorisch verschiebbar gelagert ist,- in einer Mittelposition (M) via Ventilgehäuse (2b) die mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen (3a, 3b) miteinander und jeweils mit der Niederdruckseite (1b) verbindet,- in einer ersten Endposition (E1) eine erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) mit der Niederdruckseite (1b) verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe (3b) trennt sowie eine zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) von der Niederdruckseite (1b) trennt, und- in einer zweiten Endposition (E2) die zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) mit der Niederdruckseite (1b) verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe (3a) trennt sowie die erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) von der Niederdruckseite (1b) trennt.Direct-injection compression-ignition internal combustion engine with at least one cylinder, in which each cylinder is equipped with an injection device for the direct introduction of fuel into the cylinder, Low-pressure side (1b) and a valve unit (2), and- the fuel supply system (1) is equipped with at least two high-pressure piston pumps (3a, 3b), each of which has a piston (10a, 10b) that can be moved translationally between a bottom dead center and a top dead center and can be connected to the high pressure side (1a) and can be connected to the low pressure side (1b) via a valve unit, characterized in that the valve unit (2) has a control piston (2a) which is arranged in and along a valve housing (2b) a displacement axis (2c) is mounted so as to be translationally displaceable, - in a middle position (M) via valve housing (2b) which connects at least two high-pressure piston pumps (3a, 3b) to each other and to the low-pressure side (1b), - in a first end position (E1) a first high-pressure piston pump (3a) to the low-pressure side (1b) connects and separates from the at least one other high-pressure piston pump (3b) and separates a second high-pressure piston pump (3b) from the low-pressure side (1b), and - in a second end position (E2), connects the second high-pressure piston pump (3b) to the low-pressure side (1b) and separates from the at least one other high-pressure piston pump (3a) and separates the first high-pressure piston pump (3a) from the low-pressure side (1b).

Description

Die Erfindung betrifft eine direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, bei der

  • - jeder Zylinder zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder mit einer Einspritzvorrichtung ausgestattet ist,
  • - zwecks Kraftstoffversorgung des mindestens einen Zylinders ein Kraftstoffversorgungssystem vorgesehen ist, das eine Hochdruckseite, eine Niederdruckseite sowie eine Ventileinheit umfasst, und
  • - das Kraftstoffversorgungssystem mit mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen ausgestattet ist, die jeweils einen zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbaren Kolben umfassen sowie mit der Hochdruckseite verbindbar sind und mit der Niederdruckseite via Ventileinheit verbindbar sind.
The invention relates to a direct-injection compression-ignition internal combustion engine with at least one cylinder in which
  • - each cylinder is equipped with an injection device for the direct introduction of fuel into the cylinder,
  • - For the purpose of supplying fuel to the at least one cylinder, a fuel supply system is provided which comprises a high pressure side, a low pressure side and a valve unit, and
  • - The fuel supply system is equipped with at least two high-pressure piston pumps, each comprising a piston that can be moved translationally between a bottom dead center and an upper dead center and can be connected to the high pressure side and connected to the low pressure side via a valve unit.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine.The invention also relates to a method for operating such an internal combustion engine.

Eine Brennkraftmaschine der genannten Art wird als Kraftfahrzeugantrieb eingesetzt. Die DE 695 14 716 T2 beschreibt ein Kraftstoffversorgungssystem für eine Dieselbrennkraftmaschine mit einer Ventileinheit, die zwei Kolbenpumpen miteinander und mit dem Niederdruckbereich verbinden kann. Ein Verbinden der zwei Kolbenpumpen untereinander und jeweils gleichzeitig mit der Niederdruckseite ist nicht möglich. Letzteres ermöglicht die Kolbenpumpenanlage gemäß der DE 197 45 118 A1 .An internal combustion engine of the type mentioned is used as a motor vehicle drive. the DE 695 14 716 T2 describes a fuel supply system for a diesel internal combustion engine with a valve unit which can connect two piston pumps to one another and to the low-pressure area. It is not possible to connect the two piston pumps to one another and at the same time to the low-pressure side. The latter enables the piston pump system according to DE 197 45 118 A1 .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff Brennkraftmaschine selbstzündende Dieselmotoren, aber auch selbstzündende Hybrid-Brennkraftmaschinen, die ein Hybrid-Brennverfahren mit Selbstzündung nutzen, sowie Hybrid-Antriebe, die neben der selbstzündenden Brennkraftmaschine eine mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbare Elektromaschine umfassen, welche Leistung von der Brennkraftmaschine aufnimmt oder als zuschaltbarer Hilfsantrieb zusätzlich Leistung abgibt.In the context of the present invention, the term internal combustion engine includes compression-ignition diesel engines, but also compression-ignition hybrid internal combustion engines that use a hybrid combustion process with compression ignition, as well as hybrid drives that, in addition to the compression-ignition internal combustion engine, include an electric machine that can be driven with the internal combustion engine and which provides power from the Internal combustion engine takes up or delivers additional power as a switchable auxiliary drive.

Bei der Entwicklung von Brennkraftmaschinen ist man ständig bemüht, den Kraftstoffverbrauch zu minimieren und die Schadstoffemissionen zu reduzieren.In the development of internal combustion engines, constant efforts are made to minimize fuel consumption and reduce pollutant emissions.

Die Direkteinspritzung ist durch eine inhomogene Brennraumladung gekennzeichnet, welche nicht durch ein einheitliches Luftverhältnis charakterisiert ist, sondern regelmäßig sowohl magere (λ > 1) Gemischteile als auch fette (λ < 1) Gemischteile aufweist. Die Inhomogenität des Kraftstoff-Luft-Gemisches ist auch ein Grund für die Partikelemissionen.The direct injection is characterized by an inhomogeneous combustion chamber charge, which is not characterized by a uniform air ratio, but regularly has both lean (λ> 1) mixture parts and rich (λ <1) mixture parts. The inhomogeneity of the fuel-air mixture is also one of the reasons for the particulate emissions.

Für die Einspritzung des Kraftstoffes, die Gemischaufbereitung im Brennraum, nämlich die Durchmischung von Luft und Kraftstoff und die Aufbereitung des Kraftstoffes im Rahmen von Vorreaktionen einschließlich der Verdampfung, sowie der Zündung des aufbereiteten Gemisches steht vergleichsweise wenig Zeit zur Verfügung.There is comparatively little time available for the injection of the fuel, the preparation of the mixture in the combustion chamber, namely the mixing of air and fuel and the preparation of the fuel as part of preliminary reactions including evaporation and ignition of the prepared mixture.

Die daraus resultierenden Anforderungen an die Gemischbildung betreffen grundsätzlich jede direkteinspritzende Brennkraftmaschine und damit auch direkteinspritzende Dieselmotoren. Die Brennkraftmaschine, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist ganz allgemein eine direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine.The resulting requirements for mixture formation apply in principle to every direct-injecting internal combustion engine and thus also to direct-injecting diesel engines. The internal combustion engine which is the subject of the present invention is generally a direct injection compression ignition internal combustion engine.

Die Direkteinspritzung erfordert ein Kraftstoffversorgungssystem, welches fähig ist, den für die Direkteinspritzung erforderlichen hohen Druck im einzuspritzenden Kraftstoff aufzubauen. Daher werden - wie beispielsweise auch in 1a dargestellt - Kraftstoffversorgungssysteme 101 für direkteinspritzende Brennkraftmaschinen mit mindestens einer Hochdruckpumpe 103 ausgestattet. Als Hochdruckpumpe 103 wird dabei regelmäßig eine Kolbenpumpe 103 eingesetzt, bei der ein zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbarer Kolben 103a während des Betriebs der Pumpe, d. h. bei der Kraftstoffförderung, oszilliert und Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite 101b ansaugt und im Rahmen eines Förderhubs auf die Hochdruckseite 101a pumpt, d. h. fördert. Zur Regelung des Kraftstoffvolumenstroms wird auf der Niederdruckseite 101b eine Ventileinheit 102 vorgesehen, über welche die Kolbenhochdruckpumpe 103 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffreservoir versorgt wird bzw. mit diesem Kraftstoffreservoir zumindest verbindbar sind. Ein auf der Hochdruckseite 101a angeordnetes Rückschlagventil 108 verhindert ein Rückströmen von bereits auf die Hochdruckseite 101a gefördertem Kraftstoff zurück in die Kolbenhochdruckpumpe 103; insbesondere während des Saughubes der Kolbenhochdruckpumpe 103. Ein auf der Niederdruckseite 101b angeordnetes Rückschlagventil 108 verhindert, dass während des Förderhubs der Kolbenhochdruckpumpe 103 Kraftstoff auf die Niederdruckseite 101b gefördert wird.Direct injection requires a fuel supply system that is able to build up the high pressure in the fuel to be injected that is required for direct injection. Therefore - as for example in 1a shown - fuel supply systems 101 for direct-injection internal combustion engines with at least one high-pressure pump 103 fitted. As a high pressure pump 103 a piston pump is used regularly 103 used, in which a piston that is translationally displaceable between a bottom dead center and an upper dead center 103a During the operation of the pump, ie during the fuel delivery, oscillates and fuel as part of a suction stroke from the low-pressure side 101b sucks in and on the high pressure side as part of a delivery stroke 101a pumps, ie promotes. To regulate the fuel volume flow is on the low pressure side 101b a valve unit 102 provided over which the high-pressure piston pump 103 is supplied with fuel from a fuel reservoir or can at least be connected to this fuel reservoir. One on the high pressure side 101a arranged check valve 108 prevents a backflow from already on the high pressure side 101a pumped fuel back into the high-pressure piston pump 103 ; especially during the suction stroke of the high-pressure piston pump 103 . One on the low pressure side 101b arranged check valve 108 prevents the high-pressure piston pump during the delivery stroke 103 Fuel on the low pressure side 101b is promoted.

Nach dem Stand der Technik kann als Ventileinheit 102 eine Drossel 102a eingesetzt werden, die den Zulauf von Kraftstoff in den Kolbenraum der US 31 39 492 A drosselt und damit den Kraftstoffvolumenstrom regelt. Es lassen sich sowohl Konzepte mit einer Kolbenhochdruckpumpe 103 als auch Konzepte mit mehreren Kolbenhochdruckpumpen 103 realisieren, wie in den 1a und 1b dargestellt. Die Verwendung einer Drossel 102a als Ventileinheit 102 ist prinzipbedingt mit hohen Verlusten verbunden, weshalb alternative Konzepte entwickelt wurden, die als Ventileinheit 102 anstelle einer Drossel ein digital schaltbares Ventil 102b einsetzen, wie in den 2a und 2b dargestellt. Dabei wird für jede Kolbenhochdruckpumpe 103 ein digital schaltbares Ventil 102b vorgesehen, d. h. ein Ventil 102b, welches sich auf und zu schalten lässt. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf die 1a und 1b.According to the prior art, it can be used as a valve unit 102 a throttle 102a be used, which the inflow of fuel into the piston chamber of the US 31 39 492 A throttles and thus regulates the fuel volume flow. Both concepts with a high-pressure piston pump can be used 103 as well as concepts with several high-pressure piston pumps 103 realize how in the 1a and 1b shown. The use of a throttle 102a as a valve unit 102 is inherently associated with high losses, which is why alternative concepts have been developed that act as a valve unit 102 a digitally switchable valve instead of a throttle 102b insert, as in the 2a and 2 B shown. For each high-pressure piston pump 103 a digitally switchable valve 102b provided, ie a valve 102b which can be switched on and off. The same reference numerals have been used for the same components, which is why reference is made to FIG 1a and 1b .

Bei Verwendung eines digital schaltbaren Ventils 102b wird der Kolbenraum der Kolbenhochdruckpumpe 103 im Rahmen des Saughubes bei geöffnetem Ventil 102b immer vollständig mit Kraftstoff gefüllt und im Rahmen des Förderhubs wahlweise bei geöffnetem Ventil 102b auf die Niederdruckseite 101b oder bei geschlossenem Ventil 102b auf die Hochdruckseite 101a gepumpt, d. h. gefördert, so dass sich durch gezieltes Schalten des Ventils 102b im Förderhub die geförderte Kraftstoffmenge einstellen, d. h. regeln lässt. Da ein digital schaltbares Ventil 102b nur einen geringen Druckverlust erzeugt, sind die Verluste bei der Kraftstoffförderung kleiner, d. h. vergleichsweise niedrig.When using a digitally switchable valve 102b becomes the piston chamber of the high-pressure piston pump 103 as part of the suction stroke with the valve open 102b always completely filled with fuel and optionally with the valve open during the delivery stroke 102b on the low pressure side 101b or with the valve closed 102b on the high pressure side 101a pumped, ie promoted, so that by targeted switching of the valve 102b Adjust, ie regulate, the amount of fuel delivered in the delivery stroke. There is a digitally switchable valve 102b If only a small pressure loss is generated, the losses in the fuel delivery are smaller, that is to say comparatively low.

Dennoch ist auch die Verwendung eines digital schaltbaren Ventils mit Nachteilen verbunden. Das Zurückfördern von Kraftstoff auf die Niederdruckseite im Rahmen eines Förderhubs zwecks Einstellung der geförderten Kraftstoffmenge erzeugt Druckschwingungen in den Leitungen des Kraftstoffversorgungssystems auf der Niederdruckseite, d. h. in den Niederdruckleitungen bzw. Saugleitungen. Die Druckschwingungen führen zu einer störenden Geräuschanregung und erschweren die Druckregelung des Niederdruckkreislaufs.However, the use of a digitally switchable valve is also associated with disadvantages. The return of fuel to the low-pressure side as part of a delivery stroke for the purpose of adjusting the amount of fuel delivered generates pressure fluctuations in the lines of the fuel supply system on the low-pressure side, i. H. in the low pressure lines or suction lines. The pressure oscillations lead to a disturbing noise excitation and make pressure regulation of the low-pressure circuit more difficult.

Bei Konzepten mit mehreren Kolbenhochdruckpumpen, benötigt jede Hochdruckpumpe ein eigenes digital schaltbares Ventil als Ventileinheit inklusive Ansteuerung. Dies ist mit erheblichen Kosten und einem erhöhten Bauraumbedarf für das Kraftstoffversorgungssystem verbunden.For concepts with several piston high-pressure pumps, each high-pressure pump requires its own digitally switchable valve as a valve unit including control. This is associated with considerable costs and an increased space requirement for the fuel supply system.

Bei kleinen zu fördernden Kraftstoffmengen ist das komprimierte Totvolumen groß im Vergleich zu der komprimierten tatsächlich geförderten Kraftstoffmenge, wodurch die Verluste in nachteiliger Weise erhöht werden.In the case of small amounts of fuel to be delivered, the compressed dead volume is large compared to the compressed amount of fuel actually delivered, as a result of which the losses are disadvantageously increased.

Vor dem Hintergrund des Gesagten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, mit der sich die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile betreffend das Kraftstoffversorgungssystem mindern bzw. überwinden lassen.Against the background of what has been said, it is an object of the present invention to provide a direct-injection compression-ignition internal combustion engine according to the preamble of claim 1 with which the disadvantages known from the prior art relating to the fuel supply system can be reduced or overcome.

Eine weitere Teilaufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine aufzuzeigen.Another sub-object of the invention is to provide a method according to the preamble of claim 16 for operating such an internal combustion engine.

Gelöst wird die erste Aufgabe durch eine direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, bei der

  • - jeder Zylinder zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder mit einer Einspritzvorrichtung ausgestattet ist,
  • - zwecks Kraftstoffversorgung des mindestens einen Zylinders ein Kraftstoffversorgungssystem vorgesehen ist, das eine Hochdruckseite, eine Niederdruckseite sowie eine Ventileinheit umfasst, und
  • - das Kraftstoffversorgungssystem mit mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen ausgestattet ist, die jeweils einen zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbaren Kolben umfassen sowie mit der Hochdruckseite verbindbar sind und mit der Niederdruckseite via Ventileinheit verbindbar sind,
und die dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit über einen Steuerkolben verfügt, der
  • - in einem Ventilgehäuse angeordnet und entlang einer Verschiebeachse translatorisch verschiebbar gelagert ist,
  • - in einer Mittelposition via Ventilgehäuse die mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen miteinander und jeweils mit der Niederdruckseite verbindet,
  • - in einer ersten Endposition eine erste Kolbenhochdruckpumpe mit der Niederdruckseite verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe trennt sowie eine zweite Kolbenhochdruckpumpe von der Niederdruckseite trennt, und
  • - in einer zweiten Endposition die zweite Kolbenhochdruckpumpe mit der Niederdruckseite verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe trennt sowie die erste Kolbenhochdruckpumpe von der Niederdruckseite trennt.
The first task is achieved by a direct-injection compression-ignition internal combustion engine with at least one cylinder in which
  • - each cylinder is equipped with an injection device for the direct introduction of fuel into the cylinder,
  • - For the purpose of supplying fuel to the at least one cylinder, a fuel supply system is provided which comprises a high pressure side, a low pressure side and a valve unit, and
  • - The fuel supply system is equipped with at least two high-pressure piston pumps, each of which includes a piston that can be moved translationally between a bottom dead center and an upper dead center and can be connected to the high pressure side and can be connected to the low pressure side via a valve unit,
and which is characterized in that the valve unit has a control piston which
  • - is arranged in a valve housing and mounted so as to be translationally displaceable along a displacement axis,
  • - in a central position via the valve housing that connects at least two high-pressure piston pumps to one another and to the low-pressure side,
  • - In a first end position, a first high-pressure piston pump connects to the low-pressure side and separates from the at least one other high-pressure piston pump and a second high-pressure piston pump separates from the low-pressure side, and
  • - In a second end position, the second high-pressure piston pump connects to the low-pressure side and separates it from the at least one other high-pressure piston pump and separates the first high-pressure piston pump from the low-pressure side.

Erfindungsgemäß verfügt das Kraftstoffversorgungssystem über zwei oder mehr Kolbenhochdruckpumpen und eine Ventileinheit. Zwei oder mehr Kolbenhochdruckpumpen können sich dabei auch ein gemeinsames Pumpengehäuse teilen. D. h. unabhängig von der Anzahl der eingesetzten Kolbenhochdruckpumpen, wird nur eine Ventileinheit benötigt. Dies reduziert die Kosten und den erforderlichen Bauraum für das Kraftstoffversorgungssystem.According to the invention, the fuel supply system has two or more high-pressure piston pumps and a valve unit. Two or more high-pressure piston pumps can also share a common pump housing. I. E. Regardless of the number of high-pressure piston pumps used, only one valve unit is required. This reduces the costs and the space required for the fuel supply system.

Die Kolben der Kolbenhochdruckpumpen können sich paarweise gegenläufig bewegen, aber auch beliebig versetzt zueinander. Die Hubkurven können unterschiedlich sein und auch Bereiche ohne Hub aufweisen, beispielsweise in den Totpunkten. Bei Verwendung von zwei Kolbenhochdruckpumpen kann sich folglich der Kolben der einen Kolbenhochdruckpumpe aufwärts bewegen, d. h. im Förderhub befinden, während sich der Kolben der anderen Kolbenhochdruckpumpe abwärts bewegt, d. h. im Saughub befindet.The pistons of the high-pressure piston pumps can move in opposite directions in pairs, but can also be offset from one another as required. The lift curves can be different and also have areas without a lift, for example in the dead centers. When using two high-pressure piston pumps, the piston of one high-pressure piston pump can consequently move upwards, ie be in the delivery stroke, while the piston of the other high-pressure piston pump moves downwards, ie is in the suction stroke.

Die Kolbenhochdruckpumpen lassen sich via Ventileinheit miteinander verbinden, d. h. kurzschließen, so dass eine Kolbenhochdruckpumpe in eine andere Kolbenhochdruckpumpe hinein fördert. Hierzu ist der Steuerkolben der erfindungsgemäßen Ventileinheit in die Mittelposition zu überführen, in welcher die Kolbenhochdruckpumpen miteinander und jeweils mit der Niederdruckseite verbunden sind.The high-pressure piston pumps can be connected to one another via a valve unit, i. H. short-circuit so that one high-pressure piston pump delivers into another high-pressure piston pump. For this purpose, the control piston of the valve unit according to the invention is to be moved into the central position, in which the high-pressure piston pumps are connected to one another and to the low-pressure side.

Bei Verwendung von zwei Kolbenhochdruckpumpen, deren Kolben sich gegenläufig bewegen, kann, wenn der Steuerkolben sich in der Mittelposition befindet, Kraftstoff von der sich im Förderhub befindlichen Kolbenhochdruckpumpe direkt in die sich im Saughub befindliche Kolbenhochdruckpumpe gelangen, d. h. gefördert werden, ohne dass Kraftstoff auf die Niederdruckseite zurück gefördert werden muss bzw. wird. Dies hat den vorteilhaften Effekt, dass nur schwache bzw. keine Druckschwingungen in den Leitungen des Kraftstoffversorgungssystems auf der Niederdruckseite erzeugt werden. Mit den Druckschwingungen vermindern sich bzw. entfallen die Geräuschanregung und das Problem hinsichtlich der Druckregelung im Niederdruckkreislauf.When using two high-pressure piston pumps, the pistons of which move in opposite directions, when the control piston is in the central position, fuel from the high-pressure piston pump in the delivery stroke can get directly into the high-pressure piston pump in the suction stroke, i. H. be conveyed without fuel having to be or will be conveyed back to the low-pressure side. This has the advantageous effect that only weak or no pressure oscillations are generated in the lines of the fuel supply system on the low-pressure side. With the pressure oscillations, the noise excitation and the problem with regard to pressure regulation in the low-pressure circuit are reduced or eliminated.

Durch das Verbinden der Kolbenhochdruckpumpen untereinander und mit der Niederdruckseite kann kein Förderdruck von den Kolbenhochdruckpumpen aufgebaut werden und kein Kraftstoff auf die Hochdruckseite gefördert werden. Insofern liegt bei einem in der Mittelposition befindlichen Steuerkolben keine Förderung vor, d. h. eine Null-Förderung.By connecting the high-pressure piston pumps to one another and to the low-pressure side, no delivery pressure can be built up by the high-pressure piston pumps and no fuel can be delivered to the high-pressure side. In this respect, when a control piston is in the middle position, there is no delivery, d. H. a zero grant.

Die erfindungsgemäße Ventileinheit kann konstruktiv auf ganz unterschiedliche Weise ausgebildet werden. Die verschiedenen Ausführungsformen werden gemäß den Unteransprüchen erörtert. So kann beispielsweise eine passive Ventilzentrierung vorgesehen werden, die den Steuerkolben ohne weiteres Zutun in die Mittelposition zwingt. Dann ist eine Auslenkvorrichtung erforderlich, um den Steuerkolben zwecks Kraftstoffförderung aus der Mittelposition in eine Endposition zu verschieben, in der eine Kolbenhochdruckpumpe mit der Niederdruckseite verbunden ist und Kraftstoff ansaugt, während die andere Kolbenhochdruckpumpe von der Niederdruckseite und der ansaugenden Kolbenhochdruckpumpe getrennt ist und im Förderhub Kraftstoff auf die Hochdruckseite pumpt.The valve unit according to the invention can be designed in completely different ways. The various embodiments are discussed according to the subclaims. For example, passive valve centering can be provided which forces the control piston into the central position without any further action. A deflection device is then required to move the control piston for the purpose of pumping fuel from the middle position into an end position in which one high-pressure piston pump is connected to the low-pressure side and sucks in fuel, while the other high-pressure piston pump is separated from the low-pressure side and the high-pressure piston pump and provides fuel in the delivery stroke pumps on the high pressure side.

Die passive Ventilzentrierung kann auch durch eine aktive Ventilzentrierung ersetzt werden, beispielsweise bei Ausführungsformen, bei denen Strömungskräfte bzw. Druckunterschiede im Ventilgehäuse, die auch am Steuerkolben angreifen, genutzt werden, um den Steuerkolben in eine Endposition zu verschieben. Befindet sich der Steuerkolben erst einmal in einer Endposition, sorgt die in dieser Endposition von der anderen Kolbenhochdruckpumpe und der Niederdruckseite getrennte und im Förderhub befindliche Kolbenhochdruckpumpe für einen ausreichend hohen Druck, um den Steuerkolben in dieser Endposition zu halten und Kraftstoff auf die Hochdruckseite zu fördern; zumindest bei den Ausführungsformen, bei denen der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff in der Art druckbeaufschlagt werden kann, dass eine resultierende Kraft in Richtung der Endposition wirkt.The passive valve centering can also be replaced by an active valve centering, for example in embodiments in which flow forces or pressure differences in the valve housing, which also act on the control piston, are used to move the control piston into an end position. Once the control piston is in an end position, the high pressure piston pump, which is separate from the other high pressure piston pump and the low pressure side and located in the delivery stroke in this end position, ensures a sufficiently high pressure to keep the control piston in this end position and to deliver fuel to the high pressure side; at least in the embodiments in which the control piston can be pressurized by the fuel located in the valve housing in such a way that a resultant force acts in the direction of the end position.

Erfindungsgemäß kann die Ventileinheit auch in der Art ausgebildet werden, dass der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff nicht druckbeaufschlagt wird, in der Art, dass eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse wirkt. Dann ist der Steuerkolben in der Art eines vom Kraftstoffdruck freien bzw. unabhängigen Schiebers ausgebildet. Erforderlich ist dann aber das Vorsehen einer Verschiebeeinrichtung, mit der in den Steuerkolben eine Kraft entlang der Verschiebeachse einleitbar ist und der Steuerkolben bis in die Endpositionen verschiebbar ist. Auf eine Ventilzentrierung kann dabei ganz verzichtet werden.According to the invention, the valve unit can also be designed in such a way that the control piston is not pressurized by the fuel located in the valve housing, in such a way that a resultant force acts along the displacement axis. The control piston is then designed in the manner of a slide that is free or independent of the fuel pressure. However, it is then necessary to provide a displacement device with which a force can be introduced into the control piston along the displacement axis and the control piston can be displaced into the end positions. There is no need for valve centering at all.

Mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird somit die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich eine direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitgestellt, mit der sich die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile betreffend das Kraftstoffversorgungssystem mindern bzw. überwinden lassen.With the internal combustion engine according to the invention, the first object on which the invention is based is achieved, namely a direct-injection compression-ignition internal combustion engine according to the preamble of claim 1, with which the disadvantages known from the prior art relating to the fuel supply system can be reduced or overcome.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen die Kolben von zwei oder mehr Kolbenhochdruckpumpen in einem gemeinsamen Pumpengehäuse angeordnet sind. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst das Kraftstoffversorgungssystem mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen, wobei es sich um separate eigenständige Pumpen handeln kann, aber auch um ein Pumpengehäuse mit zwei bzw. mehreren Kolben oder um gruppenweise zusammengefasste Pumpen, deren Kolben jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which the pistons of two or more high-pressure piston pumps are arranged in a common pump housing. In the context of the present invention, the fuel supply system comprises at least two piston high-pressure pumps, which can be separate independent pumps, but also a pump housing with two or more pistons or pumps combined in groups, the pistons of which are each arranged in a common housing.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen erörtert.Further advantageous embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are discussed in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen nur eine einzige Ventileinheit vorgesehen ist. Diese Ausführungsform konstatiert nochmals expressis verbis, dass erfindungsgemäß nur eine einzelne Ventileinheit vorzusehen ist bzw. vorgesehen wird und zwar unabhängig von der Anzahl der eingesetzten Kolbenhochdruckpumpen. Die Kosten und der beanspruchte Bauraum für die Dosierung bzw. Regelung der geförderten Kraftstoffmenge werden deutlich reduziert.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine in which only a single valve unit is provided are advantageous. This embodiment once again expressly states that, according to the invention, only a single valve unit is to be provided, or is provided, regardless of the number of high-pressure piston pumps used. The costs and the space required for metering or regulating the amount of fuel delivered are significantly reduced.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen zur Positionierung des Steuerkolbens in der Mittelposition eine Ventilzentrierung vorgesehen ist.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which valve centering is provided for positioning the control piston in the central position.

Zumindest bei Ausführungsformen, bei denen der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff - zumindest zeitweise - in der Art druckbeaufschlagt wird, dass eine resultierende Kraft in Richtung der einen bzw. anderen Endposition wirkt, werden die Strömungskräfte und Druckunterschiede, die im Ventilgehäuse vorliegen und am Steuerkolben angreifen, genutzt, um den Steuerkolben zu verschieben bzw. in einer Endposition zu halten. Am Ende eines Förderprozesses, wenn sich die Drücke auf der Niederdruckseite und der Hochdruckseite angleichen und sich die Druckunterschiede über den Steuerkolben abbauen, überführt die Ventilzentrierung den Steuerkolben wieder in die Mittelposition.At least in the case of embodiments in which the control piston is pressurized by the fuel in the valve housing - at least temporarily - in such a way that a resulting force acts in the direction of one or the other end position, the flow forces and pressure differences that are present in the valve housing and on the Attack the control piston, used to move the control piston or to hold it in an end position. At the end of a conveying process, when the pressures on the low-pressure side and the high-pressure side are equal and the pressure differences are reduced via the control piston, the valve centering system moves the control piston back into the middle position.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen die Ventilzentrierung mindestens ein Federelement umfasst, welches den Steuerkolben entlang der Verschiebeachse kraftbeaufschlagt und in die Mittelposition zwingt.In this context, embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which the valve centering comprises at least one spring element which acts on the control piston along the displacement axis and forces it into the central position.

Wird die Ventilzentrierung unter Verwendung eines Federelementes ausgebildet, handelt es sich um eine passive Ventilzentrierung, die den Steuerkolben ohne weiteres Zutun, d. h. selbständig in die Mittelposition überführt, sobald die am Steuerkolben angreifenden Drücke bzw. die entlang der Verschiebeachse am Steuerkolben angreifende resultierende Kraft dies zulässt. Eine aktive Rückstellung ist dann nicht erforderlich.If the valve centering is designed using a spring element, it is a passive valve centering that moves the control piston without further action, i. H. automatically transferred to the middle position as soon as the pressures acting on the control piston or the resulting force acting on the control piston along the displacement axis allow this. An active reset is then not required.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen die Ventilzentrierung mindestens zwei Federelemente umfasst, welche den Steuerkolben entlang der Verschiebeachse in entgegengesetzten Richtungen kraftbeaufschlagen und in die Mittelposition zwingen. Vorteilhaft sind Ausführungsformen mit zwei Federelementen, von denen ein Federelement den Steuerkolben mit einer Federkraft in Richtung der ersten Endposition kraftbeaufschlagt, wohingegen das andere Federelement den Steuerkolben in entgegengesetzter Richtung, nämlich in Richtung der zweiten Endposition kraftbeaufschlagt.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which the valve centering comprises at least two spring elements which force the control piston along the displacement axis in opposite directions and force it into the central position. Embodiments with two spring elements are advantageous, of which one spring element acts on the control piston with a spring force in the direction of the first end position, whereas the other spring element acts on the control piston in the opposite direction, namely in the direction of the second end position.

Wird nur ein Federelement eingesetzt, muss dieses Federelement sowohl auf Druck als auch auf Zug belastbar sein, d. h. beansprucht werden können.If only one spring element is used, this spring element must be able to withstand both pressure and tension, i.e. H. can be claimed.

Vorteilhaft können auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine sein, bei denen die Ventilzentrierung eine aktive Ventilzentrierung ist.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine in which the valve centering is active valve centering can also be advantageous.

Es kann auch eine aktive Ventilzentrierung anstelle einer passiven Ventilzentrierung vorgesehen bzw. eingesetzt werden. Dann wird der Steuerkolben aber nicht ohne weiteres Zutun automatisch in die Mittelposition überführt, sobald hierfür die Voraussetzungen vorliegen. Vielmehr hat eine aktive Rückstellung des Steuerkolbens in die Mittelposition durch Einleiten einer externen Verschiebekraft zu erfolgen. Vorzugsweise wird die Ventilzentrierung aktiviert, wenn die am Steuerkolben angreifenden Drücke bzw. Kräfte minimal sind, d. h. vorteilhafterweise am Ende eines Förderprozesses, wenn sich die Drücke auf der Niederdruckseite und der Hochdruckseite angleichen. Dadurch kann die für eine aktive Rückstellung erforderliche Verschiebekraft minimiert werden.Active valve centering can also be provided or used instead of passive valve centering. Then, however, the control piston is not automatically transferred into the middle position without further action as soon as the prerequisites for this are met. Rather, the control piston has to be actively returned to the central position by introducing an external displacement force. The valve centering is preferably activated when the pressures or forces acting on the control piston are minimal; H. advantageously at the end of a conveying process when the pressures on the low-pressure side and the high-pressure side are equal. As a result, the displacement force required for active resetting can be minimized.

Soll der Steuerkolben dann erneut zwecks Kraftstoffförderung in eine Endposition überführt werden, ist die Ventilzentrierung rechtzeitig zu deaktivieren.If the control piston is then to be moved into an end position again for the purpose of fuel delivery, the valve centering must be deactivated in good time.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagt ist, in der Art, dass - zumindest zeitweise - eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse in Richtung einer Endposition wirkt.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine in which the control piston is pressurized by the fuel in the valve housing are advantageous in such a way that - at least temporarily - a resulting force acts along the displacement axis in the direction of an end position.

Vorliegend ist der Steuerkolben von einer derartigen Gestalt, dass der auf den Steuerkolben wirkende Kraftstoffdruck eine resultierende Kraft in Richtung der ersten bzw. der zweiten Endposition generiert bzw. zumindest zeitweise generieren kann. Diese resultierende entlang der Verschiebeachse des Steuerkolbens wirkende Kraft wird in vorteilhafter Weise dazu genutzt, den Steuerkolben zu verschieben bzw. in einer Endposition zu halten.In the present case, the control piston is of such a shape that the fuel pressure acting on the control piston generates or can at least temporarily generate a resultant force in the direction of the first or the second end position. This resulting force acting along the displacement axis of the control piston becomes more advantageous Way used to move the control piston or to hold it in an end position.

Wird keine passive Ventilzentrierung vorgesehen, dient die resultierende Kraft sowohl dem Verschieben des Steuerkolbens in eine Endposition als auch dem Halten des Steuerkolbens in dieser Endposition. Am Ende eines Förderprozesses, wenn sich die Druckunterschiede am Steuerkolben abbauen, kann eine aktive Ventilzentrierung dazu eingesetzt werden, den Steuerkolben wieder in die Mittelposition zu überführen.If passive valve centering is not provided, the resulting force serves both to move the control piston into an end position and to hold the control piston in this end position. At the end of a delivery process, when the pressure differences on the control piston decrease, active valve centering can be used to bring the control piston back into the middle position.

Wird hingegen eine passive Ventilzentrierung eingesetzt, die den Steuerkolben selbständig in die Mittelposition überführt, sobald die am Steuerkolben angreifenden Drücke dies zulassen, dient die am Steuerkolben angreifende resultierende Kraft ausschließlich bzw. primär dem Halten des Steuerkolbens in einer Endposition.If, on the other hand, passive valve centering is used, which automatically moves the control piston into the middle position as soon as the pressures acting on the control piston allow this, the resulting force acting on the control piston serves exclusively or primarily to hold the control piston in an end position.

Insofern sind dann Maßnahmen erforderlich, mit denen der Steuerkolben sich in die Endpositionen verschieben lässt.In this respect, measures are then required with which the control piston can be moved into the end positions.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen eine Auslenkeinrichtung vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben eine Kraft entlang der Verschiebeachse einleitbar ist, womit der Steuerkolben aus der Mittelposition auslenkbar ist.In this context, embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which a deflection device is provided with which a force can be introduced into the control piston along the displacement axis, whereby the control piston can be deflected from the central position.

Die Auslenkeinrichtung kann zu Beginn des Fördervorganges dazu verwendet werden, den Steuerkolben in eine der beiden Endpositionen zu verschieben. Wird dann Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubs mittels der entsprechenden Kolbenhochdruckpumpe gefördert, resultieren die auf den Steuerkolben wirkenden Druckunterschiede regelmäßig in einer Haltekraft in Richtung der Endposition, die den Steuerkolben vorzugsweise bis zum Ende des Förderhubs in dieser Endposition hält. Insofern kann die Auslenkeinrichtung deaktiviert werden, sobald die Druckverhältnisse am Steuerkolben eine ausreichend große Haltekraft gewährleisten. Diese Variante erweist sich als besonders energiesparend. Am Ende des Förderhubs bzw. beim Wechsel der zur Kraftstoffförderung eingesetzten Kolbenhochdruckpumpe, kann die Auslenkeinrichtung dann wieder aktiviert und verwendet werden, um den Steuerkolben in die andere Endposition zu verschieben bzw. zu überführen.The deflection device can be used at the beginning of the conveying process to move the control piston into one of the two end positions. If fuel is then delivered as part of a delivery stroke by means of the corresponding high-pressure piston pump, the pressure differences acting on the control piston regularly result in a holding force in the direction of the end position, which preferably holds the control piston in this end position until the end of the delivery stroke. In this respect, the deflection device can be deactivated as soon as the pressure conditions on the control piston ensure a sufficiently high holding force. This variant proves to be particularly energy-saving. At the end of the delivery stroke or when the high-pressure piston pump used to deliver fuel is changed, the deflection device can then be activated again and used to move or transfer the control piston into the other end position.

Der Zeitpunkt, zu welchem die Auslenkeinrichtung im Rahmen des Förderhubs der Kolbenhochdruckpumpe aktiviert wird, ist maßgeblich für die mittels dieser Kolbenhochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge. Der Abstand, den der pumpenzugehörige Kolben bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung vom unteren Totpunkt aufweist, ist in diesem Zusammenhang von Relevanz. Je größer der Abstand ist desto kleiner ist die geförderte Kraftstoffmenge.The point in time at which the deflection device is activated as part of the delivery stroke of the high-pressure piston pump is decisive for the amount of fuel delivered by means of this high-pressure piston pump. The distance that the piston belonging to the pump has from the bottom dead center when the deflecting device is activated is relevant in this context. The greater the distance, the smaller the amount of fuel delivered.

Die Auslenkeinrichtung kann eine elektromagnetisch, mechanisch, hydraulisch oder auch pneumatisch betriebene Auslenkeinrichtung sein.The deflection device can be an electromagnetically, mechanically, hydraulically or also pneumatically operated deflection device.

Wird keine passive Ventilzentrierung vorgesehen, dient die resultierende Kraft sowohl dem Verschieben des Steuerkolbens in eine Endposition als auch dem Halten des Steuerkolbens in dieser Endposition und eine Auslenkeinrichtung ist nicht zwingend erforderlich. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dann eine aktive Ventilzentrierung vorgesehen.If passive valve centering is not provided, the resulting force serves both to move the control piston into an end position and to hold the control piston in this end position and a deflection device is not absolutely necessary. According to a preferred embodiment, active valve centering is then provided.

Ist der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff in der Art druckbeaufschlagt, dass eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse wirkt, können Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei denen die erste Kolbenhochdruckpumpe mit einer ersten Druckkammer der Ventileinheit in Verbindung steht und der Steuerkolben in diese erste Druckkammer hineinragt.If the control piston is pressurized by the fuel in the valve housing in such a way that a resulting force acts along the displacement axis, embodiments can be advantageous in which the first high-pressure piston pump is connected to a first pressure chamber of the valve unit and the control piston protrudes into this first pressure chamber .

Ist der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff in der Art druckbeaufschlagt, dass eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse wirkt, können auch Ausführungsformen vorteilhaft sein, bei denen die zweite Kolbenhochdruckpumpe mit einer zweiten Druckkammer der Ventileinheit in Verbindung steht und der Steuerkolben in diese zweite Druckkammer hineinragt.If the control piston is pressurized by the fuel in the valve housing in such a way that a resulting force acts along the displacement axis, embodiments can also be advantageous in which the second high-pressure piston pump is connected to a second pressure chamber of the valve unit and the control piston is connected to this second pressure chamber protrudes.

Eine erste und/oder zweite Druckkammer erleichtert es, dem Steuerkolben eine solche Gestalt zu verleihen, dass der am Steuerkolben angreifende Kraftstoffdruck zu Druckunterschieden entlang des Steuerkolbens führt und damit zu einer resultierenden Kraft entlang der Verschiebeachse.A first and / or second pressure chamber makes it easier to give the control piston such a shape that the fuel pressure acting on the control piston leads to pressure differences along the control piston and thus to a resulting force along the displacement axis.

Eine Druckkammer der Ventileinheit kann auch mit einem Arbeitsraum einer Kolbenhochdruckpumpe eine gemeinsame Druckkammer ausbilden. D. h. die erste bzw. die zweite Druckkammer kann mit dem Arbeitsraum der zugehörigen Kolbenhochdruckpumpe eine gemeinsame Kammer bilden. Dadurch könnte das Totvolumen bei den meisten Ausführungsformen minimiert werden. Dies wäre vorteilhaft.A pressure chamber of the valve unit can also form a common pressure chamber with a working chamber of a high-pressure piston pump. I. E. the first or the second pressure chamber can form a common chamber with the working chamber of the associated high-pressure piston pump. This could minimize the dead volume in most embodiments. This would be beneficial.

Vorteilhaft können aber auch Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine sein, bei denen der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff nicht druckbeaufschlagt ist, so dass keine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse in Richtung einer Endposition wirkt.However, embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine can also be advantageous in which the control piston is not pressurized by the fuel in the valve housing, so that no resulting force acts along the displacement axis in the direction of an end position.

Vorliegend ist die Ventileinheit in der Art ausgebildet, dass der Steuerkolben im Hinblick auf den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff kräftefrei ist, so dass aus den Druckunterschieden im Kraftstoff keine Kraft entlang der Verschiebeachse resultiert. Dann ist der Steuerkolben eine Art kräftebefreiter Schieber. Zum Verschieben dieses Schiebers entlang der Verschiebeachse ist aber eine externe Kraft erforderlich, die gezielt von außen eingeleitet wird, wenn der Schieber verschoben werden soll, beispielsweise in eine Endposition.In the present case, the valve unit is designed in such a way that the control piston is force-free with regard to the fuel located in the valve housing, so that the pressure differences in the fuel do not result in any force along the displacement axis. Then the control piston is a kind of force-relieved slide. To move this slide along the displacement axis, however, an external force is required, which is introduced in a targeted manner from the outside when the slide is to be moved, for example into an end position.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang daher Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben eine Kraft entlang der Verschiebeachse einleitbar ist und der Steuerkolben bis in die Endpositionen verschiebbar ist.In this context, embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which a displacement device is provided with which a force can be introduced into the control piston along the displacement axis and the control piston can be displaced into the end positions.

Die Verschiebeeinrichtung leitet von außen eine Kraft in den Steuerkolben ein, um den Steuerkolben entlang der Verschiebeachse zu verschieben, den Steuerkolben in einer Endposition zu halten, solange Kraftstoff gefördert werden soll bzw. gefördert wird, und die Rückstellung des Steuerkolbens zu bewerkstelligen, d. h. den Steuerkolben bei Bedarf wieder in die Mittelposition zu überführen. Auf eine Ventilzentrierung kann dabei ganz verzichtet werden.The displacement device introduces a force into the control piston from the outside in order to move the control piston along the displacement axis, to hold the control piston in an end position as long as fuel is to be conveyed or is being conveyed, and to bring about the return of the control piston, d. H. to move the control piston back into the middle position if necessary. There is no need for valve centering at all.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen jede Kolbenhochdruckpumpe jeweils via einer separaten Leitung mit der Hochdruckseite verbindbar ist. Diese Ausführungsform stellt sicher, dass die Kolbenhochdruckpumpen nur via Ventileinheit miteinander verbindbar bzw. verbunden sind.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which each high-pressure piston pump can be connected to the high-pressure side via a separate line. This embodiment ensures that the high-pressure piston pumps can only be or are connected to one another via a valve unit.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen in jeder separaten Leitung ein Rückschlagventil angeordnet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es, die separaten Leitungen zu einer Hochdruckleitung zusammen zu führen, ohne dabei die Kolbenhochdruckpumpen fluidisch, d. h. strömungstechnisch miteinander zu verbinden, in der Art, dass eine Kolbenhochdruckpumpe in die andere Kolbenhochdruckpumpe hinein fördert.In this context, embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine in which a check valve is arranged in each separate line are advantageous. This embodiment makes it possible to bring the separate lines together to form a high-pressure line without the high-pressure piston pumps being fluidically, ie. H. To connect fluidically with each other, in such a way that one high-pressure piston pump conveys into the other high-pressure piston pump.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine, bei denen die Niederdruckseite mit einem Behältnis zur Bevorratung von Kraftstoff zumindest verbindbar ist.Embodiments of the direct-injection compression-ignition internal combustion engine are advantageous in which the low-pressure side can at least be connected to a container for storing fuel.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe, nämlich ein Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine einer zuvor beschriebenen Art mit zwei Kolbenhochdruckpumpen aufzuzeigen, bei der

  • - eine Ventilzentrierung mit Federelementen vorgesehen ist, die den Steuerkolben entlang der Verschiebeachse in entgegengesetzten Richtungen kraftbeaufschlagen und in die Mittelposition zwingen,
  • - die erste Kolbenhochdruckpumpe mit einer ersten Druckkammer der Ventileinheit in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben in diese erste Druckkammer hineinragt,
  • - die zweite Kolbenhochdruckpumpe mit einer zweiten Druckkammer der Ventileinheit in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben in diese zweite Druckkammer hineinragt,
  • - der Steuerkolben durch den im Ventilgehäuse befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagt ist, in der Art, dass - zumindest zeitweise - eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse in Richtung einer Endposition wirkt, und
  • - eine Auslenkeinrichtung vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben eine Kraft entlang der Verschiebeachse einleitbar ist, womit der Steuerkolben aus der Mittelposition auslenkbar ist,
wird gelöst mit einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ausgehend von einem in der Mittelposition befindlichen Steuerkolben zwecks Förderung von Kraftstoff von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite der Steuerkolben unter Verwendung der Auslenkeinrichtung in die erste Endposition gebracht wird, damit
  • - unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe, die in der ersten Endposition mit der Niederdruckseite verbunden ist, Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite angesaugt wird, und
  • - unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe, die in der ersten Endposition von der Niederdruckseite getrennt ist, Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite gefördert wird.
The second sub-task on which the invention is based, namely to show a method for operating a direct-injection compression-ignition internal combustion engine of the type described above with two high-pressure piston pumps, in which
  • - a valve centering with spring elements is provided, which force the control piston along the displacement axis in opposite directions and force it into the central position,
  • - the first high-pressure piston pump is connected to a first pressure chamber of the valve unit, the control piston protruding into this first pressure chamber,
  • - the second high-pressure piston pump is connected to a second pressure chamber of the valve unit, the control piston protruding into this second pressure chamber,
  • - The control piston is pressurized by the fuel located in the valve housing in such a way that - at least temporarily - a resultant force acts along the displacement axis in the direction of an end position, and
  • - A deflection device is provided with which a force can be introduced into the control piston along the displacement axis, with which the control piston can be deflected from the central position,
is achieved with a method which is characterized in that, starting from a control piston located in the middle position, the control piston is brought into the first end position using the deflection device for the purpose of conveying fuel from the low-pressure side to the high-pressure side, so that
  • - Using the first high-pressure piston pump, which is connected to the low-pressure side in the first end position, fuel is sucked in from the low-pressure side as part of a suction stroke, and
  • - Using the second high-pressure piston pump, which is separated from the low-pressure side in the first end position, fuel is delivered to the high-pressure side as part of a delivery stroke.

Das bereits für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Gesagte gilt auch für das erfindungsgemäße Verfahren, weshalb an dieser Stelle im Allgemeinen Bezug genommen wird auf die vorstehend hinsichtlich der Brennkraftmaschine gemachten Ausführungen. Die verschiedenen Brennkraftmaschinen erfordern teils unterschiedliche Verfahrensvarianten. What has already been said for the internal combustion engine according to the invention also applies to the method according to the invention, which is why reference is generally made at this point to the statements made above with regard to the internal combustion engine. The various internal combustion engines sometimes require different process variants.

Die Kolben der zwei Kolbenhochdruckpumpen oszillieren jeweils zwischen ihrem unteren Totpunkt und ihrem oberen Totpunkt und zwar gegenläufig, vorzugsweise mit einem Phasenunterschied von 180°.The pistons of the two high-pressure piston pumps oscillate between their bottom dead center and their top dead center in opposite directions, preferably with a phase difference of 180 °.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die Auslenkeinrichtung deaktiviert wird, sobald der unter Verwendung der im Förderhub befindlichen zweiten Kolbenhochdruckpumpe in der zugehörigen zweiten Druckkammer erzeugte Kraftstoffdruck ausreichend groß ist, um den Steuerkolben in der ersten Endposition zu halten.Method variants are advantageous in which the deflection device is deactivated as soon as the fuel pressure generated in the associated second pressure chamber using the second high-pressure piston pump located in the delivery stroke is sufficiently high to hold the control piston in the first end position.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen ausgehend von einem in der Mittelposition befindlichen Steuerkolben zwecks Förderung von Kraftstoff von der Niederdruckseite auf die Hochdruckseite der Steuerkolben unter Verwendung der Auslenkeinrichtung in die zweite Endposition gebracht wird, damit

  • - unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe, die in der zweiten Endposition mit der Niederdruckseite verbunden ist, Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite angesaugt wird, und
  • - unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe, die in der zweiten Endposition von der Niederdruckseite getrennt ist, Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite gefördert wird.
Method variants are advantageous in which, starting from a control piston located in the middle position, the control piston is brought into the second end position using the deflection device for the purpose of conveying fuel from the low-pressure side to the high-pressure side
  • - Using the second high-pressure piston pump, which is connected to the low-pressure side in the second end position, fuel is sucked in from the low-pressure side as part of a suction stroke, and
  • - Using the first high-pressure piston pump, which is separated from the low-pressure side in the second end position, fuel is delivered to the high-pressure side as part of a delivery stroke.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen die Auslenkeinrichtung deaktiviert wird, sobald der unter Verwendung der im Förderhub befindlichen ersten Kolbenhochdruckpumpe in der zugehörigen ersten Druckkammer erzeugte Kraftstoffdruck ausreichend groß ist, um den Steuerkolben in der zweiten Endposition zu halten.In this context, process variants are advantageous in which the deflection device is deactivated as soon as the fuel pressure generated in the associated first pressure chamber using the first high-pressure piston pump located in the delivery stroke is high enough to hold the control piston in the second end position.

Vorteilhaft sind Verfahrensvarianten, bei denen die mittels einer Kolbenhochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge eingestellt wird über den Abstand, den der pumpenzugehörige Kolben bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung im Rahmen des Förderhubs der Kolbenhochdruckpumpe vom unteren Totpunkt aufweist.Method variants are advantageous in which the amount of fuel delivered by means of a high-pressure piston pump is set via the distance that the pump-associated piston has from bottom dead center when the deflection device is activated during the delivery stroke of the high-pressure piston pump.

Der Abstand, den der pumpenzugehörige Kolben bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung vom unteren Totpunkt aufweist, dient zur Dosierung des Kraftstoffes, d. h. zur Einstellung der geförderten Kraftstoffmenge. Je größer der Abstand ist desto kleiner ist die im Rahmen eines Förderhubs geförderte Kraftstoffmenge.The distance that the piston belonging to the pump has from the bottom dead center when the deflecting device is activated is used for metering the fuel, i. H. for setting the amount of fuel delivered. The greater the distance, the smaller the amount of fuel delivered within the scope of a delivery stroke.

Der Zeitpunkt, zu welchem die Auslenkeinrichtung im Rahmen des Förderhubs der Kolbenhochdruckpumpe aktiviert wird, ist von Relevanz für die geförderte Kraftstoffmenge.The point in time at which the deflection device is activated as part of the delivery stroke of the high-pressure piston pump is relevant for the amount of fuel delivered.

Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang Verfahrensvarianten, bei denen die mittels Kolbenhochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge verkleinert wird, indem der Abstand des pumpenzugehörigen Kolbens vom unteren Totpunkt bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung vergrößert wird.In this context, process variants are advantageous in which the amount of fuel delivered by the high-pressure piston pump is reduced by increasing the distance between the pump-associated piston and bottom dead center when the deflecting device is activated.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von fünf Ausführungsbeispielen und gemäß den 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 3c und 4a, 4b, 4c näher erläutert. Hierbei zeigt:

  • 1a schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik mit einer Hochdruckpumpe und einer Drossel als Ventileinheit,
  • 1b schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik mit mehreren Hochdruckpumpen und einer Drossel als Ventileinheit,
  • 2a schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik mit einer Hochdruckpumpe und einem digital schaltbaren Ventil als Ventileinheit,
  • 2b schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik mit mehreren Hochdruckpumpen und mehreren digital schaltbaren Ventilen als Ventileinheiten,
  • 3a schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit Ventileinheit,
  • 3b schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit der in 3a dargestellten Ausführungsform mit dem Steuerkolben in der ersten Endposition E1 ,
  • 3c schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit der in 3a dargestellten Ausführungsform mit dem Steuerkolben in der Mittelposition M,
  • 4a schematisch die Hubkurven H1 , H2 der Kolben, die Bewegungskurve Vpiston des Steuerkolbens sowie den Kraftstofffluss Flow1 , Flow2 der Kolbenhochdruckpumpen für die in 3a dargestellte Ventileinheit bei Voll-Förderung,
  • 4b schematisch die Hubkurven H1 , H2 der Kolben, die Bewegungskurve Vpiston des Steuerkolbens sowie den Kraftstofffluss Flow1 , Flow2 der Kolbenhochdruckpumpen für die in 3a dargestellte Ventileinheit bei einer Teil-Förderung,
  • 4c schematisch die Hubkurven H1 , H2 der Kolben, die Bewegungskurve Vpiston des Steuerkolbens sowie den Kraftstofffluss Flow1 , Flow2 der Kolbenhochdruckpumpen für die in 3a dargestellte Ventileinheit bei einer Teil-Förderung,
  • 4d schematisch die Hubkurven H1 , H2 der Kolben, die Bewegungskurve Vpiston des Steuerkolbens sowie den Kraftstofffluss Flow2 der zweiten Kolbenhochdruckpumpe für die in 3a dargestellte Ventileinheit bei einer Teil-Förderung,
  • 5 schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit dem Steuerkolben in der Mittelposition M, und
  • 6 schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit einer dritten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit dem Steuerkolben in der Mittelposition M.
In the following, the invention is based on five exemplary embodiments and in accordance with FIGS 1a , 1b , 2a , 2 B , 3a , 3b , 3c and 4a , 4b , 4c explained in more detail. Here shows:
  • 1a a schematic diagram of a fragment of the fuel supply system of an internal combustion engine according to the prior art with a high-pressure pump and a throttle as the valve unit,
  • 1b schematically, as a basic sketch, a fragment of the fuel supply system of an internal combustion engine according to the prior art with several high-pressure pumps and a throttle as a valve unit,
  • 2a schematically, as a basic sketch, a fragment of the fuel supply system of an internal combustion engine according to the prior art with a high-pressure pump and a digitally switchable valve as the valve unit,
  • 2 B schematically, as a basic sketch, a fragment of the fuel supply system of an internal combustion engine according to the prior art with several high-pressure pumps and several digitally switchable valves as valve units,
  • 3a schematically, as a basic sketch, a fragment of the fuel supply system of a first embodiment of the internal combustion engine with valve unit,
  • 3b the valve unit of the in 3a illustrated embodiment with the control piston in the first end position E 1 ,
  • 3c the valve unit of the in 3a embodiment shown with the control piston in the central position M. ,
  • 4a schematically the lift curves H 1 , H 2 the piston, the motion curve V piston the control piston and the fuel flow Flow 1 , Flow 2 of high-pressure piston pumps for the in 3a shown valve unit with full delivery,
  • 4b schematically the lift curves H 1 , H 2 the piston, the motion curve V piston the control piston and the fuel flow Flow 1 , Flow 2 of high-pressure piston pumps for the in 3a valve unit shown with a partial delivery,
  • 4c schematically the lift curves H 1 , H 2 the piston, the motion curve V piston the control piston and the fuel flow Flow 1 , Flow 2 of high-pressure piston pumps for the in 3a valve unit shown with a partial delivery,
  • 4d schematically the lift curves H 1 , H 2 the piston, the motion curve V piston the control piston and the fuel flow Flow 2 the second high-pressure piston pump for the in 3a valve unit shown with a partial delivery,
  • 5 schematically, as a basic sketch, the valve unit of a second embodiment of the internal combustion engine with the control piston in the central position M. , and
  • 6th schematically, as a basic sketch, the valve unit of a third embodiment of the internal combustion engine with the control piston in the central position M. .

Die 1a, 1b, 2a sowie 2b wurden bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erörtert, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird.the 1a , 1b , 2a and 2b have already been discussed in connection with the prior art, which is why reference is made to the corresponding statements.

3a zeigt schematisch als Prinzipskizze ein Fragment des Kraftstoffversorgungssystems 1 einer ersten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mitsamt Ventileinheit 2. Es wird sich dabei teils der Symbole der Hydraulik bedient. Den Steuerkolben 2a der Ventileinheit 2 zeigt 3b in der ersten Endposition E1 und 3c in der Mittelposition M. 3a shows a schematic diagram of a fragment of the fuel supply system 1 a first embodiment of the internal combustion engine including valve unit 2 . The hydraulic symbols are used in some cases. The control piston 2a the valve unit 2 shows 3b in the first end position E 1 and 3c in the middle position M. .

Das dargestellte Kraftstoffversorgungssystem 1 dient der Kraftstoffversorgung der Zylinder der Brennkraftmaschine und umfasst eine Hochdruckseite 1a, eine Niederdruckseite 1b sowie die erfindungsgemäße Ventileinheit 2.The fuel supply system shown 1 serves to supply fuel to the cylinders of the internal combustion engine and includes a high-pressure side 1a , a low pressure side 1b as well as the valve unit according to the invention 2 .

Vorliegend ist das Kraftstoffversorgungssystem 1 mit zwei Kolbenhochdruckpumpen 3a, 3b ausgestattet, die jeweils über einen Kolben 10a, 10b verfügen, der zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbar ist, d. h. oszillieren kann. Jede Kolbenhochdruckpumpe 3a, 3b ist via einer separaten Leitung 7a, 7b mit der Hochdruckseite 1a verbindbar, wobei in jeder separaten Leitung 7a, 7b ein Rückschlagventil 8a, 8b angeordnet ist.Here is the fuel supply system 1 with two high-pressure piston pumps 3a , 3b equipped, each with a piston 10a , 10b have, which is translationally displaceable between a bottom dead center and an upper dead center, ie can oscillate. Any high pressure piston pump 3a , 3b is via a separate line 7a , 7b with the high pressure side 1a connectable, with each separate line 7a , 7b a check valve 8a , 8b is arranged.

Die zwei Kolbenhochdruckpumpen 3a, 3b sind via Ventileinheit 2 miteinander und mit der Niederdruckseite 1b verbindbar. Hierzu verfügt die Ventileinheit 2 über den Steuerkolben 2a, der in einem Ventilgehäuse 2b angeordnet und entlang einer Verschiebeachse 2c translatorisch verschiebbar gelagert ist.The two high-pressure piston pumps 3a , 3b are via valve unit 2 with each other and with the low pressure side 1b connectable. The valve unit has for this purpose 2 via the control piston 2a that is in a valve housing 2 B arranged and along a displacement axis 2c Is mounted translationally displaceable.

In der Mittelposition M des Steuerkolbens 2a sind die zwei Kolbenhochdruckpumpen 3a, 3b via Ventilgehäuse 2b miteinander und jeweils mit der Niederdruckseite 1b verbunden (siehe 3a und 3c).In the middle position M. of the control piston 2a are the two high-pressure piston pumps 3a , 3b via valve housing 2 B with each other and in each case with the low-pressure side 1b connected (see 3a and 3c ).

In der ersten Endposition E1 ist die erste Kolbenhochdruckpumpe 3a mit der Niederdruckseite 1b verbunden und von der zweiten Kolbenhochdruckpumpe 3b getrennt, so dass unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe 3a Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite 1b angesaugt wird bzw. werden kann. Die zweite Kolbenhochdruckpumpe 3b ist in der ersten Endposition E1 von der Niederdruckseite 1b getrennt, so dass zwecks Kraftstoffförderung unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe 3b Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite 1a gefördert wird bzw. werden kann (siehe auch 3b).In the first end position E 1 is the first high-pressure piston pump 3a with the low pressure side 1b connected and from the second high pressure piston pump 3b separated so that using the first high pressure piston pump 3a Fuel as part of a suction stroke from the low-pressure side 1b is or can be sucked in. The second high-pressure piston pump 3b is in the first end position E 1 from the low pressure side 1b separated, so that for the purpose of fuel delivery using the second high-pressure piston pump 3b Fuel as part of a delivery stroke on the high pressure side 1a is or can be funded (see also 3b) .

In der zweiten Endposition E2 ist die zweite Kolbenhochdruckpumpe 3b mit der Niederdruckseite 1b verbunden und von der ersten Kolbenhochdruckpumpe 3a getrennt, so dass unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe 3b Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite 1b angesaugt wird bzw. werden kann. Die erste Kolbenhochdruckpumpe 3a ist in der zweiten Endposition E2 von der Niederdruckseite 1b getrennt, so dass zwecks Kraftstoffförderung unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe 3a Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite 1a gefördert wird bzw. werden kann.In the second end position E 2 is the second high-pressure piston pump 3b with the low pressure side 1b connected and from the first high pressure piston pump 3a separated so that using the second high pressure piston pump 3b Fuel as part of a suction stroke from the low-pressure side 1b is or can be sucked in. The first high-pressure piston pump 3a is in the second end position E 2 from the low pressure side 1b separated, so that for the purpose of fuel delivery using the first high-pressure piston pump 3a Fuel as part of a delivery stroke on the high pressure side 1a is or can be funded.

Die Schaltzustände der Ventileinheit 2 gemäß den Positionen M, E1 und E2 des Steuerkolbens 2a sind in 3a mit Vierecken symbolisch dargestellt.The switching states of the valve unit 2 according to the positions M. , E 1 and E 2 of the control piston 2a are in 3a symbolically represented with squares.

3b zeigt schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit 2 der in 3a dargestellten Ausführungsform mit dem Steuerkolben 2a in der ersten Endposition E1 . 3b shows the valve unit schematically as a basic sketch 2 the in 3a illustrated embodiment with the control piston 2a in the first end position E 1 .

Der Steuerkolben 2a ist von einer solchen Gestalt, dass der im Ventilgehäuse 2b auf den Steuerkolben 2a wirkende Kraftstoffdruck p eine resultierende Kraft in Richtung der ersten bzw. der zweiten Endposition E1 , E2 generieren kann. Diese resultierende entlang der Verschiebeachse 2c des Steuerkolbens 2a wirkende Kraft wird in 3b dazu genutzt, den Steuerkolben 2a in der ersten Endposition E1 zu halten. Im Ventilgehäuse 2b sind Druckkammern 9a, 9b vorgesehen, in die der Steuerkolben 2a hineinragt, so dass der in den Kammern 9a, 9b vorliegende Druck p auf den Steuerkolben 2a wirken kann. Druckunterschiede generieren eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse 2c.The control piston 2a is of such a shape that the one in the valve housing 2 B on the control piston 2a acting fuel pressure p a resulting force in the direction of the first or the second end position E 1 , E 2 can generate. This resulting along the shift axis 2c of the control piston 2a acting force is in 3b used to control the control piston 2a in the first end position E 1 to keep. In the valve body 2 B are pressure chambers 9a , 9b provided in which the control piston 2a protrudes so that the one in the chambers 9a , 9b present print p on the control piston 2a can work. Differences in pressure generate a resulting force along the displacement axis 2c .

Die erste Kolbenhochdruckpumpe 3a steht mit der ersten Druckkammer 9a der Ventileinheit 2 in Verbindung und die zweite Kolbenhochdruckpumpe 3b mit der zweiten Druckkammer 9b der Ventileinheit 2. Die Druckkammern 9a, 9b könnten jeweils mit dem Arbeitsraum der zugehörigen Kolbenhochdruckpumpe 3a, 3b als integrale Kammer ausgeführt sein.The first high-pressure piston pump 3a stands with the first pressure chamber 9a the valve unit 2 in connection and the second high-pressure piston pump 3b with the second pressure chamber 9b the valve unit 2 . The pressure chambers 9a , 9b could each with the working space of the associated high-pressure piston pump 3a , 3b be designed as an integral chamber.

In der in 3b dargestellten ersten Endposition E1 wird der Steuerkolben 2a vom Förderdruck p2 der zweiten Kolbenhochdruckpumpe 3b, die sich zwecks Kraftstoffförderung im Förderhub befindet, beaufschlagt sowie vom Druck p0 der Niederdruckseite 1b. Die erste Kolbenhochdruckpumpe 3a ist mit der Niederdruckseite 1b verbunden, von der zweiten Kolbenhochdruckpumpe 3b getrennt und saugt im Rahmen eines Saughubes Kraftstoff von der Niederdruckseite 1b an.In the in 3b illustrated first end position E 1 becomes the control piston 2a from the delivery pressure p 2 the second high-pressure piston pump 3b , which is located in the delivery stroke for the purpose of fuel delivery, acted upon as well as by the pressure p 0 the low pressure side 1b . The first high-pressure piston pump 3a is with the low pressure side 1b connected, from the second high-pressure piston pump 3b separated and sucks fuel from the low-pressure side as part of a suction stroke 1b at.

Eine passive Ventilzentrierung 4 überführt den Steuerkolben 2a am Ende des Förderhubs, wenn die am Steuerkolben 2a angreifenden Drücke sich angleichen, selbständig wieder in die Mittelposition M. 3c zeigt die Ventileinheit 2 mit dem Steuerkolben 2a in der Mittelposition M. Die Ventilzentrierung 4 umfasst zwei Federelemente 4a, 4b, welche den Steuerkolben 2a entlang der Verschiebeachse 2c in entgegengesetzten Richtungen kraftbeaufschlagen und in die Mittelposition M zwingen. Vorliegend sind die Federelemente 4a, 4b in den Druckkammern 9a, 9b angeordnet.A passive valve centering 4th transfers the control piston 2a at the end of the delivery stroke when the on the control piston 2a attacking pressures equalize, automatically return to the middle position M. . 3c shows the valve unit 2 with the control piston 2a in the middle position M. . The valve centering 4th includes two spring elements 4a , 4b , which is the control piston 2a along the shift axis 2c Apply force in opposite directions and in the middle position M. to force. Here are the spring elements 4a , 4b in the pressure chambers 9a , 9b arranged.

Eine Auslenkeinrichtung 5 ist erforderlich und vorgesehen, um den Steuerkolben 2a aus der Mittelposition M auszulenken und zu Beginn des Fördervorganges in eine der beiden Endpositionen E1 , E2 zu verschieben. Wird dann Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubs einer Kolbenhochdruckpumpe 3a, 3b gefördert, generieren die auf den Steuerkolben 2a wirkenden Druckunterschiede eine Kraft in Richtung der Endposition E1 , E2 , die den Steuerkolben 2a in der Endposition E1 , E2 hält. Die Auslenkeinrichtung 5 wird deaktiviert, sobald die Druckverhältnisse am Steuerkolben 2a die erforderliche Haltekraft erzeugen.A deflection device 5 is required and provided to the control piston 2a from the middle position M. deflect and at the beginning of the conveying process in one of the two end positions E 1 , E 2 to move. Then fuel is used as part of a delivery stroke of a high-pressure piston pump 3a , 3b promoted, the generate on the control piston 2a acting pressure differences a force in the direction of the end position E 1 , E 2 who have favourited the control piston 2a in the end position E 1 , E 2 holds. The deflection device 5 is deactivated as soon as the pressure conditions on the control piston 2a generate the required holding force.

4a zeigt schematisch die Hubkurven H1 , H2 der Kolben, die Bewegungskurve Vpiston des Steuerkolbens sowie den Kraftstofffluss Flow1 , Flow2 der Kolbenhochdruck-pumpen für die in 3a dargestellte Ventileinheit bei Voll-Förderung. 4a shows schematically the lift curves H 1 , H 2 the piston, the motion curve V piston the control piston and the fuel flow Flow 1 , Flow 2 the high-pressure piston pumps for the in 3a Valve unit shown with full delivery.

Die Kolben der zwei Kolbenhochdruckpumpen oszillieren gemäß den Hubkurven H1 , H2 jeweils zwischen ihrem unteren Totpunkt UT und ihrem oberen Totpunkt OT und zwar gegenläufig mit einem Phasenunterschied von 180°. Ist der Kolben der ersten Kolbenhochdruckpumpe im unteren Totpunkt UT befindet sich der Kolben der zweiten Kolbenhochdruckpumpe im oberen Totpunkt OT und umgekehrt. Arbeitet die erste Kolbenhochdruckpumpe im Förderhub befindet sich die zweite Kolbenhochdruckpumpe im Saughub und umgekehrt.The pistons of the two high-pressure piston pumps oscillate according to the stroke curves H 1 , H 2 each between their bottom dead center UT and their top dead center OT in opposite directions with a phase difference of 180 °. The piston of the first high-pressure piston pump is at bottom dead center UT the piston of the second high-pressure piston pump is at top dead center OT and vice versa. If the first high-pressure piston pump is working in the delivery stroke, the second high-pressure piston pump is in the suction stroke and vice versa.

Zu Beginn des Fördervorganges wird der Steuerkolben unter Verwendung der Auslenkeinrichtung durch Einleiten einer externen Kraft Fex in eine der beiden Endpositionen E1 , E2 verschoben. Die Auslenkeinrichtung 5 wird deaktiviert, wenn der Steuerkolben sich in der jeweiligen Endposition E1 , E2 befindet. Soll dann beispielsweise Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubs der zweiten Kolbenhochdruckpumpe gefördert werden, steigt der Förderdruck p2 der zweiten Pumpe, wie in der rechten Grafik dargestellt, zunächst an, wobei Kraftstoff auf die Hochdruckseite gefördert wird, sobald der Förderdruck p2 den Druck phigh auf der Hochdruckseite erreicht bzw. übersteigt. Die Kurve Flow2 illustriert den Kraftstofffluss der zweiten Kolbenhochdruckpumpe auf die Hochdruckseite.At the beginning of the delivery process, the control piston is moved using the deflection device by introducing an external force F ex in one of the two end positions E 1 , E 2 postponed. The deflection device 5 is deactivated when the control piston is in the respective end position E 1 , E 2 is located. If, for example, fuel is then to be delivered as part of a delivery stroke of the second high-pressure piston pump, the delivery pressure increases p 2 of the second pump, as shown in the graphic on the right, with fuel being delivered to the high-pressure side as soon as the delivery pressure is reached p 2 the pressure p high reached or exceeded on the high pressure side. The curve Flow 2 illustrates the fuel flow from the second high-pressure piston pump to the high-pressure side.

Gemäß 4a erfolgt das Einleiten der externen Kraft Fex jeweils im unteren Totpunkt UT der Kolbenhochdruckpumpe, mit der Kraftstoff gefördert werden soll. Insofern nimmt der Steuerkolben zwischendurch nicht kurz die Mittelposition M ein, sondern wechselt nur zwischen den beiden Endpositionen E1 , E2 . Dies führt im Ergebnis zu einer Voll-Förderung, d. h. einer maximalen Förderung.According to 4a the introduction of the external force takes place F ex each at bottom dead center UT the high-pressure piston pump with which fuel is to be delivered. In this respect, the control piston does not briefly take the middle position in between M. one, but only alternates between the two end positions E 1 , E 2 . As a result, this leads to full funding, ie maximum funding.

Die 4b und 4c zeigen unterschiedliche Teil-Förderungen, bei denen die externe Kraft Fex nicht im unteren Totpunkt UT einer Kolbenhochdruckpumpe eingeleitet wird, sondern mit einem gewissen Abstand zum unteren Totpunkt UT, d. h. der zugehörige Kolben befindet sich bereits im Förderhub auf dem Weg zum oberen Totpunkt OT. Der Abstand, den der pumpenzugehörige Kolben bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung vom unteren Totpunkt UT aufweist, bestimmt die mittels dieser Kolbenhochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge. Je größer der Abstand ist desto kleiner ist die geförderte Kraftstoffmenge, wie jeweils der rechten Grafik zu entnehmen ist.the 4b and 4c show different partial grants in which the external force F ex not in bottom dead center UT a high-pressure piston pump is initiated, but with a certain distance from the bottom dead center UT , ie the associated piston is already in the delivery stroke on the way to top dead center OT . The distance that the piston belonging to the pump from the bottom dead center when the deflection device is activated UT has, determines the amount of fuel delivered by means of this high-pressure piston pump. The greater the distance, the smaller the amount of fuel delivered, as can be seen from the graphic on the right.

Der Steuerkolben nimmt zwischendurch immer wieder kurz die Mittelposition M ein, wenn zwischen den beiden Endpositionen E1 , E2 gewechselt wird.The control piston briefly takes the middle position every now and then M. on if between the two end positions E 1 , E 2 is changed.

4d zeigt eine Teil-Förderung, bei der die erste Kolbenhochdruckpumpe nicht fördert bzw. deaktiviert ist. Der Steuerkolben wechselt zwischen der Mittelposition M und der ersten Endpositionen E1 . Die zweite Endpositionen E2 wird nicht eingenommen, wodurch die erste Kolbenhochdruckpumpe deaktiviert wird. 4d shows a partial delivery in which the first high-pressure piston pump is not delivering or is deactivated. The control piston changes between the middle position M. and the first end positions E 1 . The second end positions E 2 is not taken, which deactivates the first high-pressure piston pump.

5 zeigt schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit 2 einer zweiten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit dem Steuerkolben 2a in der Mittelposition M Es sollen nur die Unterschiede zu der in den 3a, 3b und 3c dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf diese Figuren. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. 5 shows the valve unit schematically as a basic sketch 2 a second embodiment of the internal combustion engine with the control piston 2a in the middle position M. Only the differences to that in the 3a , 3b and 3c illustrated embodiment will be discussed, which is why in For the rest, reference is made to these figures. The same reference numerals have been used for the same components.

Bei der in 5 dargestellten Ventileinheit 2 ist eine aktive Ventilzentrierung 4, 4c anstelle einer passiven Ventilzentrierung vorgesehen. Die Überführung des Steuerkolbens 2a in die Mittelposition M erfolgt nicht automatisch, sondern aktiv durch Einleiten einer externen Verschiebekraft mittels Ventilzentrierung 4, 4c. Die Ventilzentrierung 4, 4c wird bevorzugt aktiviert, wenn sich die Druckunterschiede am Steuerkolben 2a abbauen, d. h. am Ende eines Förderprozesses, wenn sich die Drücke angleichen.At the in 5 shown valve unit 2 is an active valve centering 4th , 4c provided instead of passive valve centering. The transfer of the control piston 2a in the middle position M. does not take place automatically, but actively by introducing an external displacement force by means of valve centering 4th , 4c . The valve centering 4th , 4c is preferably activated when the pressure differences on the control piston 2a reduce, ie at the end of a conveying process when the pressures equalize.

Wird eine aktive Ventilzentrierung 4, 4c eingesetzt, wie in 5 dargestellt, dient die auf den Steuerkolben 2a entlang der Verschiebeachse 2c in Richtung einer Endposition E1 , E2 wirkende und aus den im Ventilgehäuse 2b vorliegenden Druckunterschieden resultierende Kraft sowohl dem Verschieben des Steuerkolbens 2a in eine Endposition E1 , E2 als auch dem Halten des Steuerkolbens 2a in dieser Endposition E1 , E2 .Becomes an active valve centering 4th , 4c used as in 5 shown, is used on the control piston 2a along the shift axis 2c towards an end position E 1 , E 2 acting and from those in the valve body 2 B existing pressure differences resulting force both the displacement of the control piston 2a in an end position E 1 , E 2 as well as holding the control piston 2a in this end position E 1 , E 2 .

6 zeigt schematisch als Prinzipskizze die Ventileinheit 2 einer dritten Ausführungsform der Brennkraftmaschine mit dem Steuerkolben 2a in der Mittelposition M. 6th shows the valve unit schematically as a basic sketch 2 a third embodiment of the internal combustion engine with the control piston 2a in the middle position M. .

Es sollen nur die Unterschiede zu der in den 3a, 3b und 3c dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im Übrigen Bezug genommen wird auf diese Figuren. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.Only the differences to that in the 3a , 3b and 3c illustrated embodiment are discussed, which is why reference is otherwise made to these figures. The same reference numerals have been used for the same components.

Bei der in 6 dargestellten Ventileinheit 2 hat der Steuerkolben 2a eine solche Gestalt, dass der Steuerkolben 2a von den im Ventilgehäuse 2b befindlichen Kraftstoff nicht druckbeaufschlagt ist, in der Art, dass eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse 2c in Richtung einer Endposition E1 , E2 wirken würde. Der Steuerkolben 2a ist im Hinblick auf den im Ventilgehäuse 2b befindlichen Kraftstoff somit kräftefrei, so dass aus den Druckunterschieden im Kraftstoff keine Kraft entlang der Verschiebeachse 2c resultiert. At the in 6th shown valve unit 2 has the control piston 2a such a shape that the control piston 2a of those in the valve body 2 B located fuel is not pressurized, in such a way that a resultant force along the displacement axis 2c towards an end position E 1 , E 2 would work. The control piston 2a is in terms of the in the valve body 2 B The fuel that is located is therefore free of forces, so that the pressure differences in the fuel do not result in any force along the axis of displacement 2c results.

Damit handelt es sich bei dem Steuerkolben 2a der 6 um einen Schieber 2a. Zum Verschieben des Steuerkolbens 2a entlang der Verschiebeachse 2c ist eine Verschiebeeinrichtung 6 vorgesehen, mit der eine externe Kraft entlang der Verschiebeachse 2c des Steuerkolbens 2a eingeleitet werden kann.This is the control piston 2a the 6th around a slider 2a . For moving the control piston 2a along the shift axis 2c is a sliding device 6th provided with an external force along the displacement axis 2c of the control piston 2a can be initiated.

Die Verschiebeeinrichtung 6 leitet von außen eine Kraft in den Steuerkolben 2a ein, um den Steuerkolben 2a entlang der Verschiebeachse 2c zu verschieben und in einer Endposition E1 , E2 zu halten, solange Kraftstoff gefördert werden soll. Eine Ventilzentrierung 4, 4a und 4b überführt den Steuerkolben 2a wieder in die Mittelposition M.The sliding device 6th directs a force into the control piston from the outside 2a one to the control piston 2a along the shift axis 2c to move and in an end position E 1 , E 2 to hold as long as fuel is to be pumped. A valve centering 4th , 4a and 4b transfers the control piston 2a back to the middle position M. .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KraftstoffversorgungssystemFuel supply system
1a1a
HochdruckseiteHigh pressure side
1b1b
NiederdruckseiteLow pressure side
22
VentileinheitValve unit
2a2a
translatorisch verschiebbarer Steuerkolbentranslationally displaceable control piston
2b2 B
VentilgehäuseValve body
2c2c
VerschiebeachseShift axis
3a3a
erste Kolbenhochdruckpumpefirst high-pressure piston pump
3b3b
zweite Kolbenhochdruckpumpesecond high-pressure piston pump
44th
VentilzentrierungValve centering
4a4a
FederelementSpring element
4b4b
FederelementSpring element
4c4c
aktive Ventilzentrierungactive valve centering
55
AuslenkeinrichtungDeflection device
66th
VerschiebeeinrichtungSliding device
7a7a
separate Leitung der ersten Kolbenhochdruckpumpeseparate line of the first high-pressure piston pump
7b7b
separate Leitung der zweiten Kolbenhochdruckpumpeseparate line for the second high-pressure piston pump
8a8a
Rückschlagventil der ersten KolbenhochdruckpumpeCheck valve of the first high-pressure piston pump
8b8b
Rückschlagventil der zweiten KolbenhochdruckpumpeCheck valve of the second high-pressure piston pump
9a9a
erste Druckkammer, Druckkammer der ersten Kolbenhochdruckpumpefirst pressure chamber, pressure chamber of the first high-pressure piston pump
9b9b
zweite Druckkammer, Druckkammer der zweiten Kolbenhochdruckpumpesecond pressure chamber, pressure chamber of the second high-pressure piston pump
10a10a
erster Kolben, Kolben der ersten Kolbenhochdruckpumpefirst piston, piston of the first high-pressure piston pump
10b10b
zweiter Kolben, Kolben der zweiten Kolbenhochdruckpumpe second piston, piston of the second high-pressure piston pump
101101
KraftstoffversorgungssystemFuel supply system
101a101a
HochdruckseiteHigh pressure side
101b101b
NiederdruckseiteLow pressure side
102102
VentileinheitValve unit
102a102a
Drosselthrottle
102b102b
digital schaltbares Ventildigitally switchable valve
103103
KolbenhochdruckpumpeHigh pressure piston pump
103a103a
KolbenPistons
108108
Rückschlagventil check valve
MM.
MittelpositionMiddle position
E1E1
erste Endpositionfirst end position
E2E2
zweite Endpositionsecond end position
FexFex
externer Kraftimpuls der Auslenkeinrichtungexternal force impulse of the deflection device
Flow1Flow1
Kraftstofffluss der ersten KolbenhochdruckpumpeFuel flow of the first high-pressure piston pump
Flow2Flow2
Kraftstofffluss der zweiten KolbenhochdruckpumpeFuel flow of the second high-pressure piston pump
H1H1
Hubkurve des ersten KolbensStroke curve of the first piston
H2H2
Hubkurve des zweiten KolbensStroke curve of the second piston
OTOT
oberer TotpunktTop Dead Center
pp
KraftstoffdruckFuel pressure
p0p0
Kraftstoffdruck auf der NiederdruckseiteFuel pressure on the low pressure side
p1p1
Förderdruck der ersten KolbenhochdruckpumpeDelivery pressure of the first high-pressure piston pump
p2p2
Förderdruck der zweiten KolbenhochdruckpumpeDelivery pressure of the second high-pressure piston pump
phighphigh
Kraftstoffdruck auf der HochdruckseiteFuel pressure on the high pressure side
tt
ZeitTime
UTUT
unterer Totpunktbottom dead center
VpistonVpiston
Bewegungskurve des SteuerkolbensMovement curve of the control piston

Claims (21)

Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, bei der - jeder Zylinder zum direkten Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder mit einer Einspritzvorrichtung ausgestattet ist, - zwecks Kraftstoffversorgung des mindestens einen Zylinders ein Kraftstoffversorgungssystem (1) vorgesehen ist, das eine Hochdruckseite (1a), eine Niederdruckseite (1b) sowie eine Ventileinheit (2) umfasst, und - das Kraftstoffversorgungssystem (1) mit mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen (3a, 3b) ausgestattet ist, die jeweils einen zwischen einem unteren Totpunkt und einem oberen Totpunkt translatorisch verschiebbaren Kolben (10a, 10b) umfassen sowie mit der Hochdruckseite (1a) verbindbar sind und mit der Niederdruckseite (1b) via Ventileinheit verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit (2) über einen Steuerkolben (2a) verfügt, der - in einem Ventilgehäuse (2b) angeordnet und entlang einer Verschiebeachse (2c) translatorisch verschiebbar gelagert ist, - in einer Mittelposition (M) via Ventilgehäuse (2b) die mindestens zwei Kolbenhochdruckpumpen (3a, 3b) miteinander und jeweils mit der Niederdruckseite (1b) verbindet, - in einer ersten Endposition (E1) eine erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) mit der Niederdruckseite (1b) verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe (3b) trennt sowie eine zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) von der Niederdruckseite (1b) trennt, und - in einer zweiten Endposition (E2) die zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) mit der Niederdruckseite (1b) verbindet und von der mindestens einen anderen Kolbenhochdruckpumpe (3a) trennt sowie die erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) von der Niederdruckseite (1b) trennt.Direct-injection compression-ignition internal combustion engine with at least one cylinder, in which - each cylinder is equipped with an injection device for the direct introduction of fuel into the cylinder, Low-pressure side (1b) and a valve unit (2), and - the fuel supply system (1) is equipped with at least two high-pressure piston pumps (3a, 3b), each of which has a piston (10a, 10b) that can be moved translationally between a bottom dead center and an upper dead center and can be connected to the high pressure side (1a) and can be connected to the low pressure side (1b) via a valve unit, characterized in that the valve unit (2) has a control piston (2a) which - arranged in a valve housing (2b) and along a displacement axis (2c) is mounted so as to be translationally displaceable, - in a central position (M) via the valve housing (2b) connects the at least two high-pressure piston pumps (3a, 3b) with each other and each with the low-pressure side (1b), - in a first end position (E1) a first high-pressure piston pump (3a) with the low-pressure side ( 1b) connects and separates from the at least one other high-pressure piston pump (3b) and separates a second high-pressure piston pump (3b) from the low-pressure side (1b), and - in a second end position (E2), the second high-pressure piston pump (3b) with the low-pressure side (1b) connects and separates from the at least one other high-pressure piston pump (3a) and separates the first high-pressure piston pump (3a) from the low-pressure side (1b). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine einzige Ventileinheit (2) vorgesehen ist.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 1 , characterized in that only a single valve unit (2) is provided. Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionierung des Steuerkolbens (2a) in der Mittelposition (M) eine Ventilzentrierung (4) vorgesehen ist.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 1 or 2 , characterized in that a valve centering (4) is provided for positioning the control piston (2a) in the central position (M). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzentrierung (4) mindestens ein Federelement (4a, 4b) umfasst, welches den Steuerkolben (2a) entlang der Verschiebeachse (2c) kraftbeaufschlagt und in die Mittelposition zwingt.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 3 , characterized in that the valve centering (4) comprises at least one spring element (4a, 4b) which forces the control piston (2a) along the displacement axis (2c) and forces it into the central position. Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzentrierung (4) mindestens zwei Federelemente (4a, 4b) umfasst, welche den Steuerkolben (2a) entlang der Verschiebeachse (2c) in entgegengesetzten Richtungen kraftbeaufschlagen und in die Mittelposition (M) zwingen.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 4 , characterized in that the valve centering (4) comprises at least two spring elements (4a, 4b) which force the control piston (2a) along the displacement axis (2c) in opposite directions and force it into the central position (M). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilzentrierung (4) eine aktive Ventilzentrierung (4c) ist.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 3 , characterized in that the valve centering (4) is an active valve centering (4c). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (2a) durch den im Ventilgehäuse (2b) befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagt ist, in der Art, dass - zumindest zeitweise - eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) in Richtung einer der Endpositionen (E1, E2) wirkt.Direct-injection self-igniting internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (2a) is pressurized by the fuel in the valve housing (2b) in such a way that - at least temporarily - a resulting force along the Shifting axis (2c) acts in the direction of one of the end positions (E1, E2). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslenkeinrichtung (5) vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben (2a) eine Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) einleitbar ist, womit der Steuerkolben (2a) aus der Mittelposition (M) auslenkbar ist.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 7 , characterized in that a deflection device (5) is provided with which a force can be introduced into the control piston (2a) along the displacement axis (2c), whereby the control piston (2a) can be deflected from the central position (M). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) mit einer ersten Druckkammer (9a) der Ventileinheit (2) in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben (2a) in diese erste Druckkammer (9a) hineinragt.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 7 or 8th , characterized in that the first high-pressure piston pump (3a) is connected to a first pressure chamber (9a) of the valve unit (2), the control piston (2a) protruding into this first pressure chamber (9a). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) mit einer zweiten Druckkammer (9b) der Ventileinheit (2) in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben (2a) in diese zweite Druckkammer (9b) hineinragt.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the second high-pressure piston pump (3b) is connected to a second pressure chamber (9b) of the valve unit (2), the control piston (2a) protruding into this second pressure chamber (9b). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (2a) durch den im Ventilgehäuse (2b) befindlichen Kraftstoff nicht druckbeaufschlagt ist, so dass keine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) in Richtung einer der Endpositionen (E1, E2) wirkt.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the control piston (2a) is not pressurized by the fuel in the valve housing (2b), so that no resulting force acts along the displacement axis (2c) in the direction of one of the end positions (E1, E2). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebeeinrichtung (6) vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben (2a) eine Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) einleitbar ist und der Steuerkolben (2a) bis in die Endpositionen (E1, E2) verschiebbar ist. <Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 11 , characterized in that a displacement device (6) is provided with which a force can be introduced into the control piston (2a) along the displacement axis (2c) and the control piston (2a) can be displaced into the end positions (E1, E2). < Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kolbenhochdruckpumpe (3a, 3b) jeweils via einer separaten Leitung (7a, 7b) mit der Hochdruckseite (1a) verbindbar ist.Direct-injection self-igniting internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that each high-pressure piston pump (3a, 3b) can be connected to the high-pressure side (1a) via a separate line (7a, 7b). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder separaten Leitung (7a, 7b) ein Rückschlagventil (8a, 8b) angeordnet ist.Direct injection compression ignition internal combustion engine according to Claim 13 , characterized in that a check valve (8a, 8b) is arranged in each separate line (7a, 7b). Direkteinspritzende selbstzündende Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckseite (1a) mit einem Behältnis zur Bevorratung von Kraftstoff zumindest verbindbar ist.Direct-injection self-igniting internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the low-pressure side (1a) can at least be connected to a container for storing fuel. Verfahren zum Betreiben einer direkteinspritzenden selbstzündenden Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 mit zwei Kolbenhochdruckpumpen (3a, 3b), bei der - eine Ventilzentrierung (4) mit Federelementen (4a, 4b) vorgesehen ist, die den Steuerkolben (2a) entlang der Verschiebeachse (2c) in entgegengesetzten Richtungen kraftbeaufschlagen und in die Mittelposition (M) zwingen, - die erste Kolbenhochdruckpumpe (3a) mit einer ersten Druckkammer (9a) der Ventileinheit (2) in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben (2a) in diese erste Druckkammer (9a) hineinragt, - die zweite Kolbenhochdruckpumpe (3b) mit einer zweiten Druckkammer (9b) der Ventileinheit (2) in Verbindung steht, wobei der Steuerkolben (2a) in diese zweite Druckkammer (9b) hineinragt, - der Steuerkolben (2a) durch den im Ventilgehäuse (2b) befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagt ist, in der Art, dass - zumindest zeitweise - eine resultierende Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) in Richtung einer Endposition wirkt, und - eine Auslenkeinrichtung (5) vorgesehen ist, mit der in den Steuerkolben (2a) eine Kraft entlang der Verschiebeachse (2c) einleitbar ist, womit der Steuerkolben (2a) aus der Mittelposition auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem in der Mittelposition befindlichen Steuerkolben (2a) zwecks Förderung von Kraftstoff von der Niederdruckseite (1b) auf die Hochdruckseite (1a) der Steuerkolben (7) unter Verwendung der Auslenkeinrichtung (5) in die erste Endposition gebracht wird, damit - unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe (3a), die in der ersten Endposition (E1) mit der Niederdruckseite (1a) verbunden ist, Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite (1a) angesaugt wird, und - unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe (3b), die in der ersten Endposition von der Niederdruckseite (1b) getrennt ist, Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite (1a) gefördert wird.Method for operating a direct-injection compression-ignition internal combustion engine according to Claim 1 with two high-pressure piston pumps (3a, 3b), in which - a valve centering (4) with spring elements (4a, 4b) is provided, which force the control piston (2a) along the displacement axis (2c) in opposite directions and into the central position (M) force - the first high-pressure piston pump (3a) is connected to a first pressure chamber (9a) of the valve unit (2), the control piston (2a) protruding into this first pressure chamber (9a), - the second high-pressure piston pump (3b) with a second The pressure chamber (9b) of the valve unit (2) is connected, the control piston (2a) protruding into this second pressure chamber (9b), - the control piston (2a) is pressurized by the fuel in the valve housing (2b), in the manner that - at least temporarily - a resultant force acts along the displacement axis (2c) in the direction of an end position, and - a deflection device (5) is provided with which a force along the displacement in the control piston (2a) ebaxle (2c) can be introduced, with which the control piston (2a) can be deflected from the central position, characterized in that, starting from a control piston (2a) located in the central position, for the purpose of conveying fuel from the low-pressure side (1b) to the high-pressure side (1a) the control piston (7) is brought into the first end position using the deflection device (5) so that - using the first high-pressure piston pump (3a), which is connected to the low-pressure side (1a) in the first end position (E1), fuel in the frame a suction stroke from the low-pressure side (1a), and - using the second high-pressure piston pump (3b), which is separated from the low-pressure side (1b) in the first end position, fuel is conveyed to the high-pressure side (1a) as part of a delivery stroke. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (5) deaktiviert wird, sobald der unter Verwendung der im Förderhub befindlichen zweiten Kolbenhochdruckpumpe (3b) in der zugehörigen zweiten Druckkammer (9b) erzeugte Kraftstoffdruck ausreichend groß ist, um den Steuerkolben (2a) in der ersten Endposition zu halten.Procedure according to Claim 16 , characterized in that the deflection device (5) is deactivated as soon as the fuel pressure generated in the associated second pressure chamber (9b) using the second high-pressure piston pump (3b) in the delivery stroke is sufficiently high to put the control piston (2a) in the first end position to keep. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem in der Mittelposition (M) befindlichen Steuerkolben (2a) zwecks Förderung von Kraftstoff von der Niederdruckseite (1b) auf die Hochdruckseite (1a) der Steuerkolben (2a) unter Verwendung der Auslenkeinrichtung (5) in die zweite Endposition (E2) gebracht wird, damit - unter Verwendung der zweiten Kolbenhochdruckpumpe (3b), die in der zweiten Endposition mit der Niederdruckseite (1b) verbunden ist, Kraftstoff im Rahmen eines Saughubes von der Niederdruckseite (1b) angesaugt wird, und - unter Verwendung der ersten Kolbenhochdruckpumpe (3a), die in der zweiten Endposition von der Niederdruckseite (1b) getrennt ist, Kraftstoff im Rahmen eines Förderhubes auf die Hochdruckseite (1a) gefördert wird.Procedure according to Claim 16 or 17th , characterized in that, starting from a control piston (2a) located in the central position (M) for the purpose of conveying fuel from the low-pressure side (1b) to the high-pressure side (1a), the control piston (2a) using the deflection device (5) into the second End position (E2) is brought so that - using the second high-pressure piston pump (3b), which is connected to the low-pressure side (1b) in the second end position, fuel is sucked in from the low-pressure side (1b) as part of a suction stroke, and - using the first high-pressure piston pump (3a), which is shown in the second end position is separated from the low-pressure side (1b), fuel is delivered to the high-pressure side (1a) as part of a delivery stroke. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkeinrichtung (5) deaktiviert wird, sobald der unter Verwendung der im Förderhub befindlichen ersten Kolbenhochdruckpumpe (3a) in der zugehörigen ersten Druckkammer (9a) erzeugte Kraftstoffdruck ausreichend groß ist, um den Steuerkolben (2a) in der zweiten Endposition (E2) zu halten.Procedure according to Claim 18 , characterized in that the deflection device (5) is deactivated as soon as the fuel pressure generated in the associated first pressure chamber (9a) using the first high-pressure piston pump (3a) in the delivery stroke is sufficiently high to put the control piston (2a) in the second end position (E2) to hold. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels einer Kolbenhochdruckpumpe (3a, 3b) geförderte Kraftstoffmenge eingestellt wird über den Abstand, den der pumpenzugehörige Kolben (10a, 10b) bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung (5) im Rahmen des Förderhubs der Kolbenhochdruckpumpe (3a, 3b) vom unteren Totpunkt aufweist.Method according to one of the Claims 16 until 19th , characterized in that the amount of fuel delivered by means of a high-pressure piston pump (3a, 3b) is set via the distance that the pump-associated piston (10a, 10b) from when the deflection device (5) is activated during the delivery stroke of the high-pressure piston pump (3a, 3b) has bottom dead center. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels Kolbenhochdruckpumpe (3a, 3b) geförderte Kraftstoffmenge verkleinert wird, indem der Abstand des pumpenzugehörigen Kolbens (10a, 10b) vom unteren Totpunkt bei Aktivierung der Auslenkeinrichtung (5) vergrößert wird.Procedure according to Claim 20 , characterized in that the amount of fuel delivered by the high-pressure piston pump (3a, 3b) is reduced by increasing the distance between the piston (10a, 10b) belonging to the pump and the bottom dead center when the deflecting device (5) is activated.
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