DE10024703A1 - Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine - Google Patents
Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer VerbrennungsmaschineInfo
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Abstract
Bei einer Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem mit einer in einen Brennraum (16) einer Verbrennungsmaschine ragenden, aus einem Hochdruck-Kraftstoffverteiler (12) über einen Hochdruck-Kraftstoffversorgungsweg im Kraftstoff versorgbaren Einspitzdüse (18) und einer die Einspritzdüse abhängig vom Druck in einer Ventilsteuerkammer (58) öffnenden und schließenden Düsennadel (32), mündet zur Kraftstoffeinleitung in die Ventilsteuerkammer ein von dem Kraftstoffversorgungsweg abzweigender Zulaufkanal (60) in die Ventilsteuerkammer. Ein von der Ventilsteuerkammer ausgehender Ablaufweg (64) ermöglicht den Kraftstoffablauf aus dieser. Ferner zweigt von dem Kraftstoffversorgungsweg ein in den Ablaufweg mündender Hilfskanal (72) ab. Mittels einer Absperreinrichtung (68) ist der Ablaufweg stromabwärts der Einmündungsstelle des Hilfskanals gegen Kraftstoffablauf sperrbar. Zur Vermeidung nicht zu Steuerungszwecken nutzbarer Leckströme ist die Absperreinrichtung zur Sperrung des Hilfskanals gegen Kraftstoffdurchfluß derart ausgebildet, daß bei gesperrtem Ablaufweg der Hilfskanal ungesperrt ist und umgekehrt (Figur 1).
Description
Die Erfindung geht von einer Einspritzanordnung für ein
Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsma
schine gemäß der in Patentanspruch 1 näher definierten Art
aus.
Wie aus der Praxis allgemein bekannt ist, weisen Kraft
stoff-Speichereinspritzsysteme, z. B. Common-Rail-Einspritz
systeme, für eine Verbrennungsmaschine mit mehreren Brenn
räumen einen Hochdruck-Kraftstoffverteiler bzw. Rail auf,
von dem mehrere Hochdruck-Kraftstoffversorgungswege zu je
einer in einen der Brennräume der Verbrennungsmaschine ra
genden Einspritzdüse führen. Die Kraftstoffeinspritzung in
den jeweiligen Brennraum wird mittels einer Düsennadel ge
steuert, die die jeweilige Einspritzdüse abhängig vom Druck
in einer Ventilsteuerkammer öffnet und schließt. Zum Druck
aufbau in der Ventilsteuerkammer kann z. B. ein stets offe
ner Zulaufkanal vorgesehen sein, durch den unter dem Rail-Druck
stehender Kraftstoff vom jeweiligen Kraftstoffversor
gungsweg in die Ventilsteuerkammer strömen kann. Über einen
gesonderten Ablaufweg kann Kraftstoff aus der Ventilsteuer
kammer abgelassen und so eine Druckentspannung in der Ven
tilsteuerkammer herbeigeführt werden. Der Ablaufweg ist an
einer Absperrstelle mittels einer Absperreinrichtung sperr
bar, so daß durch wahlweises Sperren und Freigeben des Ab
laufwegs das Druckniveau in der Ventilsteuerkammer und da
mit die Position der Düsennadel beeinflußt werden kann.
Bei einem nach innen öffnenden Ventil wird zum Öffnen des
Ventils der Ablaufweg geöffnet, wobei Kraftstoff aus der
Ventilsteuerkammer abfließt. Der damit einhergehende Druck
abfall in der Ventilsteuerkammer führt zum Abheben der Dü
sennadel von der Einspritzdüse, und es tritt Kraftstoff aus
der Einspritzdüse aus. Wird der Ablaufweg wieder gesperrt,
erhöht sich durch den über den Zulaufkanal nachströmenden
Kraftstoff der Druck in der Ventilsteuerkammer wieder.
Durch diesen Druckanstieg wird die Düsennadel wieder gegen
die Einspritzdüse gedrückt und verschließt sie. Der Ablauf
weg und der Zulaufkanal sind dabei üblicherweise so gestal
tet, daß bei geöffnetem Ablaufweg die Durchflußrate des
über den Ablaufweg abfließenden Kraftstoffs größer als die
Durchflußrate des durch den Zulaufkanal nachfließenden
Kraftstoffs ist, so daß effektiv das Kraftstoffvolumen in
der Ventilsteuerkammer kleiner wird.
Um die eingespritzte Kraftstoffmenge genau dosieren zu kön
nen, ist es wesentlich, daß die Einspritzdüse rasch geöff
net und geschlossen werden kann. Besonders der Schließvor
gang hat sich in der Praxis als kritisch herausgestellt.
Aufgrund des vergleichsweise kleinen Durchlaßquerschnitts
des Zulaufkanals strömt oftmals Kraftstoff in zu geringer
Menge nach, um die gewünschten schnellen Schließzeiten zu
erreichen. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Druck in
dem Steuerraum nach dem Schließen des Ventils noch während
des Einspritzvorgangs nicht sehr weit unter den Druck in
dem Kraftstoffversorgungsweg abfällt. Die dann nur ver
gleichsweise geringe Druckdifferenz zwischen dem Kraft
stoffversorgungsweg und der Ventilsteuerkammer führt zu
einem entsprechend geringen nachfließenden Kraftstoffstrom.
Um beim Schließen der Einspritzdüse die zuvor durch Öffnen
des Ablaufwegs erlittenen Kraftstoffverluste in der Ventil
steuerkammer hinreichend schnell ersetzen zu können, ist
aus der Praxis eine Lösung bekannt, bei der von dem Kraft
stoffversorgungsweg ein Bypasskanal abzweigt, der direkt
in den Ablaufweg mündet, und zwar stromaufwärts der Ab
sperrstelle des Ablaufwegs, wenn man die Ablaufrichtung des
Kraftstoffs längs des Ablaufwegs betrachtet. Ist der strom
abwärtige Teil des Ablaufwegs gesperrt, bildet dieser By
passkanal einen zu dem Zulaufkanal parallel geschalteten
Hilfskanal, durch den eine zusätzliche Kraftstoffmenge aus
dem Kraftstoffversorgungsweg über den stromaufwärtigen Teil
des Ablaufwegs in die Ventilsteuerkammer fließen kann. Es
hat sich gezeigt, daß hierdurch höhere Schließgeschwindig
keiten der Düsennadel erzielbar sind.
Bei dieser bekannten Lösung fließt bei geöffnetem Ablaufweg
jedoch nachteilhafterweise eine gewisse Menge an Kraftstoff
aus dem Kraftstoffversorgungsweg ungenutzt durch den By
passkanal und den stromabwärtigen Teil des Ablaufwegs ab.
Um diese zu Steuerungszwecken nicht verfügbare Leckmenge
gering zu halten, ist bei der bekannten Lösung eine Drossel
in den Bypasskanal eingebaut. Diese bewirkt zwar eine Ver
ringerung der Leckmenge, setzt aber zugleich auch die
Durchflußrate des bei gesperrtem Ablaufweg in die Ventil
steuerkammer gelangenden zusätzlichen Kraftstoffs herab. Da
die gewünschten schnellen Schließzeiten der Düsennadel so
noch nicht erreicht werden, ist bei der bekannten Lösung
zusätzlich eine Drossel in den Kraftstoffversorgungsweg
eingebaut, und zwar nach der Abzweigstelle des Zulaufka
nals, wenn man die Strömungsrichtung des Kraftstoffs in dem
Kraftstoffversorgungsweg betrachtet. In den stromabwärtigen
Teilen des Kraftstoffversorgungswegs wird aus dem dort
herrschenden Kraftstoffdruck eine Gegenkraft auf die Düsen
nadel abgeleitet, die der durch den Druck in der Ventil
steuerkammer auf die Düsennadel ausgeübten Kraft entgegen
wirkt. Die Drossel in dem Kraftstoffversorgungsweg bewirkt
nun eine Druckherabsetzung in diesen stromabwärtigen Teilen
des Kraftstoffversorgungswegs und damit eine Minderung der
Gegenkraft. Es genügt dann ein geringerer Druck in der Ven
tilsteuerkammer, um die Düsennadel in ihre Schließstellung
zu bewegen.
Bei dieser bekannten Lösung bringen die beiden Drosseln in
dem Bypasskanal und in dem Kraftstoffversorgungsweg einen
erheblichen fertigungstechnischen Mehraufwand mit sich, da
es sich bei ihnen um sehr kleine Strukturen handelt, bei
denen die Einhaltung der zulässigen Toleranzen fertigungs
technisch sehr schwierig ist. Zudem führt die Drossel in
dem Kraftstoffversorgungsweg zu einem reduzierten Ein
spritzdruck, mit dem der Kraftstoff in den Brennraum einge
spritzt wird. Der Verlust an Einspritzdruck kann sich dabei
ohne weiteres auf bis zu 200 bar belaufen.
Die erfindungsgemäße Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speicher
einspritzsystem einer Verbrennungsmaschine mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1 hat den Vorteil, daß durch
schnelles Schließen der Düsennadel eine hochgenaue Dosie
rung der Kraftstoffeinspritzmenge bei geringer Leckage und
fertigungstechnisch einfach realisierbarem Ventil möglich
ist. Hierzu weist die Einspritzanordnung eine in einen
Brennraum der Verbrennungsmaschine ragende, aus einem Hoch
druck-Kraftstoffverteiler des Speichereinspritzsystems über
einen Hochdruck-Kraftstoffversorgungsweg mit Kraftstoff
versorgbare Einspritzdüse und eine die Einspritzdüse abhän
gig vom Druck in einer Ventilsteuerkammer öffnende und
schließende Düsennadel auf. Zur Kraftstoffeinleitung in die
Ventilsteuerkammer mündet ein von dem Kraftstoffversor
gungsweg abzweigender Zulaufkanal in die Ventilsteuerkam
mer, und ein von der Ventilsteuerkammer ausgehender Ablauf
weg ermöglicht den Ablauf des Kraftstoffs aus der Ventil
steuerkammer. Ferner zweigt von dem Kraftstoffversorgungs
weg ein in den Ablaufweg mündender Hilfskanal ab. Dabei ist
eine Absperreinrichtung vorgesehen, mittels welcher der
Ablaufweg - bezogen auf eine Kraftstoffablaufrich
tung - stromabwärts der Einmündungsstelle des Hilfskanals in den
Ablaufweg gegen Kraftstoffablauf sperrbar ist. Erfindungs
gemäß ist es vorgesehen, daß die Absperreinrichtung auch
zur Sperrung des Hilfskanals gegen Kraftstoffdurchfluß aus
gebildet ist, und zwar derart, daß bei gesperrtem Ablaufweg
der Hilfskanal ungesperrt ist und umgekehrt.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann der Hilfskanal ge
sperrt werden. Wenn der Ablaufweg während eines Einspritz
vorgangs geöffnet ist, kann so verhindert werden, daß
Kraftstoff aus dem Kraftstoffversorgungsweg über den Hilfs
kanal ungenutzt abfließt. Bei der Gestaltung des Hilfska
nals muß so kein Kompromiß zwischen einer möglichst gerin
gen Leckmenge und einem möglichst großen zusätzlichen
Kraftstoffstrom in die Ventilsteuerkammer eingegangen wer
den. Statt dessen kann der Hilfskanal im wesentlichen aus
schließlich im Hinblick darauf optimiert werden, daß die
Ventilsteuerkammer nach Sperrung des Ablaufwegs möglichst
rasch wieder befüllt wird und so die Düsennadel möglichst
schnell wieder in ihre Schließstellung bewegt wird.
Es hat sich insbesondere gezeigt, daß der Hilfskanal hierzu
auf seiner gesamten Länge im wesentlichen ungedrosselt sein
kann. Dies vereinfacht die Fertigung der Einspritzanord
nung.
Es hat sich ferner gezeigt, daß durch geeignete, insbeson
dere drosselfreie Gestaltung des Hilfskanals bei gesperrtem
Ablaufweg ein solcher Gesamt-Kraftstoffstrom über den Zu
lauf- und den Hilfskanal in die Ventilsteuerkammer erhalten
werden kann, daß auf eine erzwungene Druckabsenkung in den
düsennahen Teilen des Kraftstoffversorgungswegs verzichtet
werden kann. Dies erlaubt es, den Kraftstoffversorgungsweg
auf seiner von der Abzweigstelle des Zulaufkanals zur Ein
spritzdüse führenden Länge im wesentlichen ungedrosselt
auszubilden. Auch dies führt zu einer Senkung des Ferti
gungsaufwands.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es grundsätzlich
nicht ausgeschlossen, daß die Absperreinrichtung zwei ge
trennt betätigbare Absperrkörper für den Hilfskanal und den
Ablaufweg aufweist. Dies kann beispielsweise zweckmäßig
sein, wenn der Hilfskanal und der Ablaufweg nicht zeitsyn
chron, sondern zeitversetzt geöffnet bzw. gesperrt werden
sollen. Mit geringerem Aufwand realisieren läßt sich jedoch
eine Lösung, bei der die Absperreinrichtung zum Sperren des
Ablaufwegs und zum Sperren des Hilfskanals an einem gemein
samen Absperrkörper ausgebildete Absperrflächen aufweist.
Konstruktiv besonders einfach ist es, wenn der Absperrkör
per als zwischen zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen hin- und
herbewegbares Sitzelement ausgebildet ist, wobei einer
der Ventilsitze eine Absperrstelle für den Ablaufweg bildet
und der andere Ventilsitz eine Absperrstelle für den Hilfs
kanal bildet. Denkbar ist es allerdings auch, daß der Ab
sperrkörper als Schieberelement eines Schieberventils aus
gebildet ist.
Zur Betätigung der Absperreinrichtung kann vorzugsweise
eine piezoelektrische Aktuatoranordnung dienen, alternativ
kann aber auch eine elektromagnetischen Aktuatoranordnung
vorgesehen sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge
genstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeich
nung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritz
anordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem ist in
der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Be
schreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung
eines erfindungsgemäßen Speichereinspritzsystems mit einer
im Längsschnitt gezeigten Injektorbaugruppe für Brennkraft
maschinen, und
Fig. 2 eine vereinfachte, ausschnittsweise Darstellung
eines Absperrventils der Injektorbaugruppe nach Fig. 1.
Das in Fig. 1 gezeigte Speichereinspritzsystem, welches
ein ein sogenanntes Common-Rail-Einspritzsystem darstellt,
weist eine symbolisch angedeutete Druckquelle 10 auf, die
vorzugsweise Diesel-Kraftstoff unter einem hohen Druck von
beispielsweise mehr als 1500 bar in ein Verteilerrohr bzw.
Rail 12 einspeist. Von dem Verteilerrohr 12 gehen mehrere
Kraftstoffzufuhrleitungen 14 ab, die zur Kraftstoffversor
gung je einer in einen Brennraum 16 einer nicht näher dar
gestellten mehrzylindrigen Verbrennungsmaschine, beispiels
weise eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, ragenden Ein
spritzdüse 18 dienen. Die Einspritzdüse 18 ist Teil einer
allgemein mit 20 bezeichneten Injektorbaugruppe, welche als
vormontierbare Baueinheit in einen Zylinderblock der Ver
brennungsmaschine einsetzbar ist.
Die Injektorbaugruppe 20 weist eine Gehäusebaugruppe 22 mit
einem Düsengehäuse 24 und einem Ventilgehäuse 26 auf. In
dem Düsengehäuse 24 ist eine längs einer Gehäuseachse 28
verlaufende Führungsbohrung 30 ausgebildet, in der eine
längliche Düsennadel 32 axial beweglich geführt ist. An
einer Nadelspitze 34 weist die Düsennadel 32 eine Schließ
fläche 36 auf, mit welcher sie in dichte Anlage an einen am
Düsengehäuse 24 ausgebildeten Nadelsitz 38 bringbar ist.
Wenn die Düsennadel 32 am Nadelsitz 38 anliegt, d. h. sich
in Nadelschließstellung befindet, ist der Kraftstoffaus
tritt aus einer Düsenlochanordnung 40 an dem in den Brenn
raum 16 ragenden Ende des Düsengehäuses 24 gesperrt. Ist
sie dagegen vom Nadelsitz 38 abgehoben, d. h. in Nadelöff
nungsstellung, kann Kraftstoff aus einem zwischen der Dü
sennadel 32 und dem Umfangsmantel der Führungsbohrung 30
gebildeten Ringraum 42 an dem Nadelsitz 38 vorbei zu der
Düsenlochanordnung 40 strömen und dort in den Brennraum 16
gespritzt werden.
Die Düsennadel 32 ist durch eine Vorspannfeder 44 in Rich
tung auf ihre Schließstellung vorgespannt. Die Vorspannfe
der 44 ist in einem in dem Düsengehäuse 24 ausgebildeten
Federraum 46 untergebracht. Sie stützt sich einerseits über
eine das brennraumferne Ende der Düsennadel 32 dichtend,
jedoch axial beweglich aufnehmende, mit einer Beißkante in
das Ventilgehäuse 26 beißende Hülse 48 an der Gehäusebau
gruppe 22 ab. Andererseits stützt sie sich über einen auf
die Düsennadel 32 aufgesteckten Federteller 50 an der Dü
sennadel 32 ab.
In den Federraum 46 mündet eine in der Gehäusebaugruppe 22
ausgebildete Bohrung 52, in die über die betreffende Kraft
stoffzufuhrleitung 14 im wesentlichen unter Hochdruck bzw.
Rau-Druck stehender Kraftstoff eingeleitet wird. Aus dem
Federraum 46 gelangt der Kraftstoff über einen in dem Dü
sengehäuse 24 ausgebildeten Kanal oder - wie hier - an ei
nem System von in den Umfangsmantel der Düsennadel 32 ein
gearbeiteten Abflachungen oder Einschneidungen 54 vorbei in
den Ringraum 42.
Zwischen einer brennraumfernen Stirnfläche 56 der Düsenna
del 32, der Hülse 48 und dem Ventilgehäuse 26 ist eine Ven
tilsteuerkammer 58 begrenzt, in die ein als Drossel ausge
bildeter Zulaufkanal 60 mündet. Durch die Zulaufdrossel 60
kann Kraftstoff aus dem Federraum 46 in die Ventilsteuer
kammer 58 einströmen. Über einen eine Ablaufdrossel 62 ent
haltenden Ablaufkanal 64 kann Kraftstoff aus der Ventil
steuerkammer 58 zu einem nicht näher dargestellten Entla
stungsraum abfließen. Ein mittels einer nur symbolisch an
gedeuteten Aktuator-Einheit, vorzugsweise eines piezoelek
trischen Aktuators 66, betätigbares Absperrventil 68 er
laubt es, den Kraftstoffabfluß zu dem Entlastungsraum zu
sperren. Statt eines piezoelektrischen Aktuators kann ge
wünschtenfalls selbstverständlich auch ein elektromagneti
scher Aktuator verwendet werden.
Durch die Vorspannfeder 44 und die Einwirkung des in der
Ventilsteuerkammer 58 herrschenden Drucks auf die Nadel
stirnfläche 56 wird eine axial zum Brennraum 16 hin gerich
tete Schließkraft auf die Düsennadel 32 ausgeübt. Dieser
Schließkraft wirkt axial eine Öffnungskraft entgegen, die
infolge der Einwirkung des in dem Ringraum 42 herrschenden
Drucks auf eine an der Düsennadel 32 ausgebildete Stufen
fläche 70 auf die Düsennadel 32 ausgeübt wird. Befindet
sich das Absperrventil 68 in seiner Sperrstellung und ist
der Kraftstoffabfluß durch den Ablaufkanal 64 somit ge
sperrt, ist im stationären Zustand die Schließkraft größer
als die Öffnungskraft, weshalb die Düsennadel 32 dann ihre
Schließstellung einnimmt. Wird das Absperrventil 68 darauf
hin geöffnet, fließt Kraftstoff aus der Ventilsteuerkammer
58 ab.
Die Durchflußquerschnitte der stets offenen Zulaufdrossel
60 und der Ablaufdrossel 62 sind dabei so aufeinander abge
stimmt, daß der Zufluß durch die Zulaufdrossel 60 geringer
als der Abfluß durch den Ablaufkanal 64 ist und demnach ein
Nettoabfluß von Kraftstoff resultiert. Der folgende Druck
abfall in der Ventilsteuerkammer 58 bewirkt, daß die
Schließkraft unter die Öffnungskraft sinkt und die Düsenna
del 32 vom Nadelsitz 38 nach innen abhebt.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird das Absperrven
til 68 wieder in seine Sperrstellung gebracht. Dies sperrt
den Kraftstoffabfluß durch den Ablaufkanal 64. Durch die
Zulaufdrossel 60 fließt weiterhin Kraftstoff aus dem Feder
raum 46 in die Ventilsteuerkammer 58, und der Druck in der
Ventilsteuerkammer 58 steigt wieder an. Sobald der Druck in
der Ventilsteuerkammer 58 ein Niveau erreicht, bei dem die
Schließkraft größer als die Öffnungskraft ist, geht die
Düsennadel 32 in ihre Schließstellung, was den Kraftstoff
austritt aus der Düsenlochanordnung 40 stoppt.
Um schnelle Nadelschließgeschwindigkeiten zu erreichen, muß
für einen raschen Druckanstieg in der Ventilsteuerkammer 58
nach Sperrung des Absperrventils 68 und während der
Schließbewegung der Düsennadel 32 für genügend Durchfluß
gesorgt werden. Der Durchfluß durch die Zulaufdrossel 60
ist vergleichsweise gering. Eine Vergrößerung des Durch
flußquerschnitts der Zulaufdrossel 60 kommt aber nur in
sehr engen Grenzen in Betracht, weil ansonsten die Gefahr
besteht, daß bei geöffnetem Absperrventil 68 der Nettoab
fluß an Kraftstoff nicht mehr ausreicht, um die Düsennadel
32 zu öffnen.
Es ist deshalb ein Hilfskanal 72 vorgesehen, mittels dessen
bei gesperrtem Absperrventil 68 ein zusätzlicher Kraft
stoffzufluß in die Ventilsteuerkammer 58 erzielt wird. Der
Hilfskanal 72 zweigt von der Bohrung 52 ab und wird genauso
wie die Zulaufdrossel 60 mit Kraftstoff gespeist, der im
wesentlichen unter dem Rail-Druck steht. Der zusätzliche
Kraftstoffzufluß durch den Hilfskanal 72 läßt nach Sperrung
des Absperrventils 68 den Druck in der Ventilsteuerkammer
58 schneller als bei alleiniger Befüllung durch die Zulauf
drossel 60 wieder auf das Niveau ansteigen, das nötig ist,
um die Düsennadel 32 aus ihrer Öffnungs- in ihre Schließ
stellung zu überführen. Letztlich kann so die in den Brenn
raum 16 eingespritzte Kraftstoffmenge feiner dosiert wer
den.
Es wird nun zusätzlich auf die schematische Skizze der
Fig. 2 verwiesen. Das Absperrventil 68 steuert nicht nur den
Kraftstoffablauf durch den Ablaufkanal 64, sondern auch den
Kraftstoffdurchfluß durch den Hilfskanal 72. Es ist als
3/2-Wegeventil ausgeführt, dessen drei Anschlüsse von einem
- bezogen auf die Ablaufrichtung des Kraftstoffs - strom
aufwärtigen Teil 64' des Ablaufkanals 64, einem stromabwär
tigen Teil 64'' des Ablaufkanals 64 und dem Hilfskanal 72
belegt sind.
In einer ersten, eine Sperrstellung darstellenden Schalt
stellung sperrt das Absperrventil 68 den stromabwärtigen
Teil 64'' des Ablaufkanals 64, gibt jedoch eine Strömungs
verbindung zwischen dem Hilfskanal 72 und dem stromaufwär
tigen Teil 64' des Ablaufkanals 64 frei. In dieser ersten
Schaltstellung ist somit ein Kraftstoffabfluß aus der Ven
tilsteuerkammer 58 zu dem Entlastungsraum unmöglich, ein
Kraftstoffzufluß über den Hilfskanal 72 und den stromauf
wärtigen Teil 64' des Ablaufkanals 64 in die Ventilsteuer
kammer 58 jedoch möglich.
In seiner zweiten, eine Öffnungsstellung darstellenden
Schaltstellung gestattet das Absperrventil 68 den Kraft
stoffabfluß aus der Ventilsteuerkammer 58 durch den strom
aufwärtigen Teil 64' des Ablaufkanals 64 in dessen stromab
wärtigen Teil 64'', sperrt jedoch den Hilfskanal 72. Ein
Kraftstoffdurchfluß durch den Hilfskanal 72 tritt somit in
der zweiten Schaltstellung nicht auf, weswegen in dieser
zweiten Schaltstellung über die aus der Ventilsteuerkammer
58 abfließende Kraftstoffmenge hinaus keine Leckage in Kauf
genommen werden muß.
Das Absperrventil 68 ist bei dem hier gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel als Sitzventil mit einem in einer Ventilkam
mer 74 angeordneten Sitzelement 76, vorliegend einem kuge
ligen Ventilschließglied, ausgebildet. Das Sitzelement 76
ist mittels des Aktuators 66 zwischen zwei in Stellrichtung
des Aktuators 66 gegenüberliegenden Sitzen 78, 80 verstell
bar, deren einer Sitz 78 der ersten Schaltstellung ent
spricht und deren anderer Sitz 80 der zweiten Schaltstel
lung entspricht.
Am Sitz 78 mündet der stromabwärtige Teil 64'' des Ablauf
kanals 64 in die Ventilkammer 74, am Sitz 80 der Hilfskanal
72. Der stromaufwärtige Teil 64' des Ablaufkanals 64 mündet
seitlich zwischen den beiden Sitzen 78, 80 in die Ventil
kammer 74. Auf diese Weise kann die Forderung erfüllt wer
den, daß die Absperrstelle für den Ablaufkanal 64, die hier
von dem Sitz 78 gebildet wird, stromabwärts derjenigen
Stelle liegt, an der der Hilfskanal 72 in einen gedachten,
längs der beiden Teile 64', 64'' des Ablaufkanals 64 über
die Ventilkammer 74 verlaufenden Ablaufweg einmündet.
In Fig. 2 ist mit durchgezogener Linie das Sitzelement
bzw. Ventilschließglied 76 in Anlage am Sitz 78 gezeigt.
Gestrichelt ist die zweite Schaltstellung angedeutet, in
der das Sitzelement 76 am Sitz 80 anliegt. Es versteht
sich, daß die Proportionen in Fig. 2 nicht realitätsgetreu
sind. Der Verstellweg des Sitzelements 76 zwischen den bei
den Sitzen 78, 80 kann ohne weiteres im Bereich von nur
einigen zehn oder hundert Mikrometern liegen. Zweckmäßiger
weise wird das Sitzelement 76 mittels einer in Fig. 1 er
kennbaren, in der Ventilkammer 74 untergebrachten Ventilfe
der 82 gegen den Sitz 78 vorgespannt sein.
Der Hilfskanal 72 ist auf seiner gesamten Länge ohne we
sentliche Drosselstelle ausgeführt. Da er stromabwärts der
Ablaufdrossel 62 in den angesprochenen gedachten Ablaufweg
einmündet, liegt ohnehin eine Drosselstelle, nämlich die
Ablaufdrossel 62, in dem Strömungsweg, den bei gesperrtem
Absperrventil 68 der über den Hilfskanal 72 in die Ventil
steuerkammer 58 gehende Kraftstoffstrom zurücklegt.
Auch in den in der Injektorbaugruppe 20 ausgebildeten Tei
len eines über die Kraftstoffzufuhrleitung 14 zu der Düsen
lochanordnung 40 verlaufenden, gedachten Kraftstoffversor
gungswegs findet keine wesentliche Drosselung des strömen
den Kraftstoffs statt, weswegen der Kraftstoff annähernd
mit dem Rail-Druck aus der Düsenlochanordnung 40 ausgesto
ßen wird.
Claims (7)
1. Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritz
system einer Verbrennungsmaschine, mit einer in einen
Brennraum (16) der Verbrennungsmaschine ragenden, aus
einem Hochdruck-Kraftstoffverteiler (12) des Spei
chereinspritzsystems über einen Hochdruck-Kraft
stoffversorgungsweg (14, 52, 46, 54, 42) mit Kraft
stoff versorgbaren Einspritzdüse (18) und einer die Ein
spritzdüse (18) abhängig vom Druck in einer Ventilsteu
erkammer (58) öffnenden und schließenden Düsennadel
(32), wobei zur Kraftstoffeinleitung in die Ventilsteu
erkammer (58) ein von dem Kraftstoffversorgungsweg (14,
52, 46, 54, 42) abzweigender Zulaufkanal (60) in die
Ventilsteuerkammer (58) mündet und ein von der Ventil
steuerkammer (58) ausgehender Ablaufweg (64', 64'', 74)
den Ablauf des Kraftstoffs aus der Ventilsteuerkammer
(58) ermöglicht, wobei ferner von dem Kraftstoffversor
gungsweg (14, 52, 46, 54, 42) ein in den Ablaufweg (64',
64'', 74) mündender Hilfskanal (72) abzweigt und wobei
eine Absperreinrichtung (68) vorgesehen ist, mittels
welcher der Ablaufweg (64', 64'', 74) bezogen auf eine
Kraftstoffablaufrichtung stromabwärts der Einmündungs
stelle des Hilfskanals (72) in den Ablaufweg (64', 64'',
74) gegen Kraftstoffablauf sperrbar ist, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absperreinrichtung (68) auch zur Sper
rung des Hilfskanals (72) gegen Kraftstoffdurchfluß der
art ausgebildet ist, daß bei gesperrtem Ablaufweg (64',
64'', 74) der Hilfskanal (72) ungesperrt ist und umge
kehrt.
2. Einspritzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Hilfskanal (72) auf seiner gesamten Länge
im wesentlichen ungedrosselt ist.
3. Einspritzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kraftstoffversorgungsweg (14, 52,
46, 54, 42) auf seiner von der Abzweigstelle des Zulauf
kanals (60) zur Einspritzdüse (18) führenden Länge im
wesentlichen ungedrosselt ist.
4. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (68)
zum Sperren des Ablaufwegs (64', 64'', 74) und zum Sper
ren des Hilfskanals (72) an einem gemeinsamen Absperr
körper (76) ausgebildete Absperrflächen aufweist.
5. Einspritzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Absperrkörper (76) als zwischen zwei gegen
überliegenden Ventilsitzen (78, 80) hin- und herbewegba
res Sitzelement ausgebildet ist, wobei einer (78) der
Ventilsitze (78, 80) eine Absperrstelle für den Ablauf
weg (64', 64'', 74) bildet und der andere Ventilsitz
(80) eine Absperrstelle für den Hilfskanal (72) bildet.
6. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (68)
mittels einer piezoelektrischen Aktuatoranordnung (66)
betätigbar ist.
7. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (68)
mittels einer elektromagnetischen Aktuatoranordnung be
tätigbar ist.
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