DE10058130A1 - Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einem Hochdrucksammelraum (7), in dem Kraftstoff unter hohem Druck anliegt, mit wenigstens einem Kraftstoffeinspritzventil (15), das mit dem Hochdrucksammelraum (7) verbunden ist. Durch das Kraftstoffeinspritzventil (15) kann der unter hohem Druck stehende Kraftstoff durch Einspritzöffnungen (41, 42) in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Das Kraftstoffeinspritzventil (15) weist einen Steuerraum (62) auf, der durch einen längsverschiebbaren Kolben (60) begrenzt wird und mit dem Kraftstoffeinspritzventil (15) wirkverbunden ist, so daß der Einspritzquerschnitt des Kraftstoffeinspritzventils (15) abhängig vom hydraulischen Druck im Steuerraum (62) gesteuert wird. Es ist ein Niederdrucksammelraum (72) vorhanden, der mit dem Steuerraum (62) verbindbar ist, wobei im Niederdrucksammelraum (72) ein vorgegebener Kraftstoffdruck aufrecht erhalten wird, der niedriger ist als der im Hochdrucksammelraum (7) (Fig.1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen aus, wie es aus der Offenlegungsschrift DE 41 15 477 A1 bekannt ist. In dieser Schrift wird ein Kraftstoffeinspritzsystem gezeigt, das ein Kraftstoffein­ spritzventil umfaßt, welches einen Ventilkörper aufweist. Im Ventilkörper ist eine Bohrung ausgebildet, in der eine Hohl­ nadel geführt ist. Die Hohlnadel weist eine Druckschulter auf und ist auf Höhe der Druckschulter von einem durch eine radiale Erweiterung der Bohrung gebildeten Druckraum umge­ ben, der mit einer Kraftstoffhochdruckquelle verbunden ist. Die Hohlnadel weist an ihrem brennraumseitigen Ende eine Dichtfläche auf, die an einem am brennraumseitigen Ende der Bohrung ausgebildeten Ventilsitz anliegt. Die Hohlnadel wird von einer Feder in Richtung des Ventilsitzes mit einer Schließkraft beaufschlagt und verharrt so bei drucklosem Zu­ stand im Druckraum in der Schließstellung, in der sie eine erste Reihe von Einspritzöffnungen, die im Ventlilsitz ausge­ bildet ist, verdeckt. In der Hohlnadel ist eine Innennadel geführt, die ebenfalls an ihrem brennraumseitigen Ende eine Dichtfläche aufweist und am Ventilsitz anliegt. Die Innenna­ del wird hierbei ebenfalls von einer Feder in Richtung auf den Ventilsitz gedrückt und verbleibt so, wenn keine Ein­ spritzung von Kraftstoff stattfinden soll, in Anlage am Ven­ tilsitz und verschließt so eine zweite Reihe von Einspritz­ öffnungen, die ebenfalls am Ventilsitz ausgebildet sind und die stromabwärts zu der ersten Reihe von Einspritzöffnungen angeordnet sind. Die Innennadel geht an ihrem brennraumabge­ wandten Ende in eine Kolbenstange über, die die Innennadel in axialer Richtung mit einem Kolben verbindet, der einen Steuerraum begrenzt, in der Art, daß durch einen entspre­ chenden Druck im Steuerraum eine Kraft auf den Kolben und damit über die Kolbenstange auch auf die Innennadel in Schließrichtung erzeugt werden kann. Über eine Stelleinrich­ tung kann der Kraftstoffdruck, der im Falle einer Einsprit­ zung in den Druckraum geleitet wird, auch in den Steuerraum geleitet werden, so daß dort ein hoher Kraftstoffdruck an­ liegt. Ist dies der Fall, so wird die Innennadel mit einer hohen Kraft in Schließstellung beaufschlagt, so daß durch den Kraftstoffdruck im Druckraum nur die Hohlnadel durch die Kraft auf die Druckfläche entgegen der Schließkraft in Öff­ nungsrichtung bewegt wird und die erste Reihe von Einspritz­ öffnungen freigibt. Eine am brennraumseitigen Ende der In­ nennadel ausgebildete Druckfläche wird zwar jetzt vom Kraft­ stoffhochdruck des Druckraums beaufschlagt, jedoch wirkt dieser hydraulischen Öffnungskraft die hydraulische Kraft des Steuerraums entgegen, so daß die Innennadel in Schließ­ stellung verharrt. Da in dieser Betriebsart nur ein Teil der Einspritzöffnungen aufgesteuert wird, ergibt sich eine Ein­ spritzung mit geringem Querschnitt, so daß nur eine geringe Menge eingespritzt wird, jedoch mit entsprechend hohem Kraftstoffdruck. Soll eine Einspritzung mit dem vollen Ein­ spritzquerschnitt erfolgen, so wird über die Steuereinrich­ tung der Steuerraum von der Hochdruckleitung getrennt, so daß er in einen Leckölraum entlastet wird. Auf die Innenna­ del wirkt jetzt nur noch die geringere Kraft der Schließfe­ der, so daß bei einem entsprechend hohen Druck im Druckraum zuerst die Hohlnadel in Öffnungsstellung fährt und anschlie­ ßend durch die hydraulische Kraft auf die Druckfläche der Innennadel auch die Innennadel in Öffnungsrichtung verfährt und so auch die zweite Reihe von Einspritzöffnungen frei­ gibt.

Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem tritt jedoch der Nachteil auf, daß als Steuerdruck ausschließlich der Hoch­ druck, der auch für die Einspritzung verwendet wird, zur Verfügung steht. Hierdurch müssen der Steuerraum und alle dorthin führenden Leitungen und die Stelleinrichtung ent­ sprechend hochdrucktauglich ausgebildet werden. Bei den heu­ te üblichen Einspritzsystemen, die einen Hochdrucksammelraum benutzen, ein sogenanntes "common rail", betragen die Ein­ spritzdrücke zum Teil deutlich über 100 MPa, so daß an die Mechanik der Stelleinrichtung, des Steuerraums und des dort geführten Kolbens hohe Anforderungen gestellt werden, was diese Einrichtungen aufwendig und entsprechend teuer macht. Außerdem ergeben sich Pumpverluste beim Entlasten des Steu­ erraums. Zudem muß pro Einspritzventil ein Steuerventil für den Druck im Steuerraum vorhanden sein.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß jedes Kraftstoffeinspritzventil des Kraft­ stoffeinspritzsystems einen Steuerraum aufweist, der mit ei­ nem Niederdrucksammelraum verbindbar ist. Der Steuerraum wird durch einen Kolben begrenzt, der abhängig vom Druck im Steuerraum den Einspritzquerschnitt des Kraftstoffeinspritz­ ventils steuert, so daß sich über die Verbindung des Nieder­ drucksammelraums mit dem Steuerraum mittels eines im Ver­ gleich zum Druck im Hochdrucksammelraum niedrigem Druck der Einspritzquerschnitt steuern läßt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird der Niederdrucksammelraum durch den Kraft­ stoffdruck im Kraftstoffeinspritzventil mit Kraftstoff ver­ sorgt. Hierdurch ist zwischen dem Hochdrucksammelraum, der den Kraftstoff mit Einspritzdruck liefert, dem Kraftstoff­ einspritzventil und dem Niederdrucksammelraum ein Hochdruck­ ventil angeordnet, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. In einer ersten Stellung verbindet das Hochdruckventil den im Ventilkörper ausgebildeten Druckraum mit dem Niederdruck­ sammelraum, während die Verbindung zum Hochdrucksammelraum unterbrochen ist. In einer zweiten Stellung des Hochdruck­ ventils wird der Hochdrucksammelraum mit dem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden, während die Verbindung zum Niederdrucksammelraum unterbrochen ist. Während einer Einspritzung liegt der volle Einspritzdruck des Hochdruck­ sammelraums im Druckraum an, d. h. das Hochdruckventil befin­ det sich in seiner zweiten Stellung. Soll die Einspritzung beendet werden, so schaltet das Hochdruckventil, und die Entlastung des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs im Druckraum erfolgt in den Niederdrucksammelraum. Hierdurch wird dort ein Kraftstoffdruck aufgebaut, der mittels eines Druckhalteventils auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird. Auf diese Weise kann ein vorgegebenes Kraftstoffdruck­ niveau im Niederdrucksammelraum gehalten werden, ohne daß eine separate Druckquelle erforderlich wäre, beispielsweise in Form einer zusätzlichen Kraftstoffpumpe.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstan­ des der Erfindung kann über ein Steuerventil der Druck des Niederdrucksammelraums in den Steuerraum gegeben werden oder es kann der Steuerraum in einen Kraftstoffbehälter entlastet werden. Aufgrund des relativ geringen Drucks im Niederdruck­ sammelraum kann das Steuerventil, mit dem der Steuerraum an­ gesteuert wird, als Niederdruckventil ausgeführt sein, was weit weniger aufwendig ist als ein Steuerventil für sehr ho­ he Kraftstoffdrücke. Ebenso ist es ausreichend, wenn alle Leitungen vom Niederdrucksammelraum lediglich auf diesen niedrigen Druck ausgelegt sind. Ebenso kann der Steuerraum und der darin geführte Kolben entsprechend weniger aufwendig gefertigt sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstan­ des der Erfindung ist in der Leckölleitung, über die das Niederdruckventil mit dem Steuerraum verbindbar ist, ein Druckhalteventil angeordnet. Auf diese Weise bleibt stets ein gewisser Kraftstoffdruck, der jedoch niedriger ist als der Druck im Niederdrucksammelraum, im Steuerraum erhalten. Dieser Restdruck im Steuerraum kann als sogenannte Ölfeder dienen, die stets über die hydraulische Kraft auf den Kolben eine Schließkraft auf die entsprechende Ventilnadel ausübt. Es kann somit auf eine Schließfeder verzichtet werden, die normalerweise benötigt wird, die Ventilnadel, die mit dem Kolben verbunden ist, stets mit einer Schließkraft zu beauf­ schlagen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen­ standes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem im schematischen Aufbau zusammen mit einem Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung im Sitzbereich des Kraftstoffeinspritzventils und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines weiteren Aus­ führungsbeispiels des Kraftstoffeinspritzsystems im Be­ reich des Niederdruckventils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraft­ maschinen schematisch dargestellt, wobei ein Kraftstoffein­ spritzventil 15 im Längsschnitt gezeigt ist und die übrigen Komponenten des Kraftstoffeinspritzsystems in schematischer Darstellung. Aus einem Kraftstoffbehälter 1 wird über eine Kraftstoffleitung 3 Kraftstoff einer Hochdruckpumpe 5 zuge­ führt und von dieser über die Kraftstoffleitung 3 weiter ei­ nem Hochdrucksammelraum 7 zugeführt. Durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Regeleinrichtung ist sicherge­ stellt, daß im Hochdrucksammelraum 7 stets ein vorgegebenes hohes Kraftstoffdruckniveau aufrechterhalten bleibt. Vom Hochdrucksammelraum 7 führen Hochdruckleitungen 9 ab, die jeweils mit einem Kraftstoffeinspritzventil 15 verbindbar sind. Von diesen Kraftstoffeinspritzventilen 15 ist in der Fig. 1 nur eines gezeigt. Die Hochdruckleitung 9 ist mit einem Hochdruckventil 11 verbunden, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist. Vom Hochdruckventil 11 führt die Hochdruck­ leitung 9 weiter zum Kraftstoffeinspritzventil 15. Das Kraftstoffeinspritzventil 15 weist ein Gehäuse 16 auf, das aus einem Ventilhaltekörper 17, einer Zwischenscheibe 20 und einem Ventilkörper 22 besteht, wobei der Ventilkörper 22 un­ ter Zwischenlage der Zwischenscheibe 20 mittels einer Spann­ mutter 25 in axialer Richtung gegen den Ventilhaltekörper 17 verspannt ist. Im Ventilkörper 22 ist eine Bohrung 30 ausge­ bildet, in der eine Ventilnadel in Form einer Hohlnadel 35 längsverschiebbar geführt ist. Am brennraumseitigen Ende der Bohrung 30 ist ein Ventilsitz 46 ausgebildet, in dem zwei in axialer Richtung zueinander versetzte Reihen von Ein­ spritzöffnungen 41, 42 ausgebildet sind. Eine Reihe von Ein­ spritzöffnungen 41, 42 besteht hierbei aus mehreren Ein­ spritzöffnungen, die vorzugsweise gleichmäßig über den Um­ fang des Ventilkörpers 22 verteilt angeordnet sind. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung von Fig. 1 im Bereich des Ventilsitzes 46. Die Hohlnadel 35 ist in einem brennrau­ mabgewandten Abschnitt in der Bohrung 30 dichtend geführt und verjüngt sich dem Brennraum zu unter Bildung einer Druckschulter 39, die als Druckfläche dient. Am brennraum­ seitigen Ende geht die Hohlnadel 35 in eine äußere Dichtflä­ che 45 über, die im wesentlichen konisch ausgebildet ist, so daß am Übergang der Außenmantelfläche der Hohlnadel 35 zur Dichtfläche 45 eine äußere Dichtkante 43 ausgebildet ist, die in Schließstellung der Hohlnadel 35 am Ventilsitz 46 an­ liegt. Auf Höhe der Druckschulter 39 ist durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 ein Druckraum 32 im Ventilkörper 22 ausgebildet, der sich, die Hohlnadel 35 umgebend, bis zum Ventilsitz 46 fortsetzt. Der Druckraum 32 ist über einen im Ventilkörper 22, der Zwischenscheibe 20 und dem Ventilhalte­ körper 17 verlaufenden Zulaufkanal 18 über die Hochdrucklei­ tung 9 mit dem Hochdrucksammelraum 7 verbindbar. Die erste Reihe der Einspritzöffnungen 41 im Ventilsitz 46 ist so an­ geordnet, daß die Dichtkante 43 der Hohlnadel 35 die erste Reihe der Einspritzöffnungen 41 gegen den Druckraum 32 ab­ dichtet, so daß bei Anlage der Hohlnadel 35 am Ventilsitz 46 keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt.

An ihrem brennraumabgewandten Ende liegt die Hohlnadel 35 an einem Federteller 50 an, der in einer in der Zwischenscheibe 20 ausgebildeten zentralen Öffnung 33 angeordnet ist. Die zentrale Öffnung 33 weist hierbei am Übergang des Ventilkör­ pers 22 zur Zwischenscheibe 20 einen geringeren Durchmesser auf als die Bohrung 30, so daß an der Zwischenscheibe 20 ei­ ne Anschlagschulter gebildet wird, die als Hubanschlag für die Hohlnadel 35 bei deren Öffnungshubbewegung dient. Der Federteller 33 ragt bis in einen im Ventilhaltekörper 17 ausgebildeten Federraum 52, in dem eine Schließfeder 55 un­ ter Druckvorspannung angeordnet ist. Die Schließfeder 55 stützt sich hierbei brennraumabgewandt an einem Stützring 57 ab und mit ihrem brennraumzugewandten Ende am Federteller 50, so daß durch die Vorspannung der Schließfeder 55 eine Schließkraft auf die Hohlnadel 35 in Richtung auf den Ven­ tilsitz 46 ausgeübt wird. Der Federraum 52 weist einen Leckölanschluß 53 auf, an den eine Leckölleitung 65 ange­ schlossen ist, so daß der Federraum 52 stets mit dem Kraft­ stoffbehälter 1 verbunden und damit drucklos ist.

In der Hohlnadel 35 ist eine Ventilnadel in Form einer In­ nennadel 37 längsverschiebbar geführt, die an ihrem brenn­ raumzugewandten Ende eine konische Druckfläche 48 aufweist, die von einer Dichtkante 44 begrenzt wird. In Schließstel­ lung der Innennadel 37 liegt die Dichtkante 44 am Ventilsitz 46 an und verschließt so die zweite Reihe der Einspritzöff­ nungen 42 gegen den Druckraum 32. Die Innennadel 37 geht an ihrem brennraumabgewandten Ende in eine Kolbenstange 61 über, die durch den Federteller 50 und den Federraum 52 bis in einen brennraumabgewandt zum Federraum 52 im Ventilhalte­ körper 17 ausgebildeten Steuerraum 62 ragt. Im Steuerraum 62 ist ein Kolben 60 verschiebbar angeordnet, der dichtend im Steuerraum 62 geführt ist und becherförmig ausgeführt ist. Der Kolben 60 ist mit der Kolbenstange 61 verbunden, so daß er sich synchron mit der Innennadel 37 in Längsrichtung be­ wegt. Im Steuerraum 62 ist eine Schließfeder 64 angeordnet, die eine Druckvorspannung aufweist und die Innennadel 37 zu­ sätzlich zu der hydraulischen Kraft, die durch den im Steu­ erraum 62 herrschenden Druck erzeugt wird, in Schließrich­ tung beaufschlagt.

Das Kraftstoffeinspritzsystem weist darüber hinaus einen Niederdrucksammelraum 72 auf, in dem ein vorgegebenes Kraft­ stoffdruckniveau aufrechterhalten wird, das deutlich unter dem Kraftstoffdruckniveau des Hochdrucksammelraums 7 liegt. Beispielsweise herrscht im Niederdrucksammelraum 72 ein Druck von höchstens etwa einem Fünftel des Drucks im Hoch­ drucksammelraum 7, der mehr als 100 MPa betragen kann. Von jedem Hochdruckventil 11 führt eine Absteuerleitung 70 in den Niederdrucksammelraum 72, so daß das Hochdruckventil 11 als 3/2-Wegeventil die Hochdruckleitung 9 vom Hochdrucksam­ melraum 7, die Hochdruckleitung 9 zum Kraftstoffeinspritz­ ventil 15 und die Absteuerleitung 70 miteinander verbindet beziehungsweise trennt. Das Hochdruckventil 11 kann in zwei Schaltstellungen gefahren werden. In der ersten Stellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, verbindet das Hochdruckven­ til 11 die vom Druckraum 32 des Kraftstoffeinspritzventils 15 kommende Hochdruckleitung 9 mit der Absteuerleitung 70, während die Verbindung zum Hochdrucksammelraum 7 verschlos­ sen wird. In der zweiten Stellung des Hochdruckventils 11 wird der Hochdrucksammelraum 7 über die Hochdruckleitung 9 mit dem Druckraum 32 des Kraftstoffeinspritzventils 15 ver­ bunden, während die Absteuerleitung 70 verschlossen wird. Die erste Stellung des Hochdruckventils 11 entspricht der Stellung, in der kein Kraftstoff in den Brennraum der Brenn­ kraftmaschine eingespritzt werden soll, während die zweite Stellung während der Einspritzung von Kraftstoff geschaltet wird.

Der Niederdrucksammelraum 72 ist über eine Leckölleitung 76 mit dem Kraftstoffbehälter 1 verbunden, wobei in der Lecköl­ leitung 76 ein Druckhalteventil 74 angeordnet ist, so daß im Niederdrucksammelraum 72 stets ein vorgegebenes Kraftstoff­ druckniveau aufrechterhalten wird. Vom Niederdrucksammelraum 72 führt eine Steuerleitung 80 zu einem Niederdruckventil 78, das als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Nach dem Nieder­ druckventil 78 teilt sich die Steuerleitung 80 entsprechend der Anzahl der Kraftstoffeinspritzventile und mündet in den Steuerraum 62 des jeweiligen Kraftstoffeinspritzventils 15.

Ins Niederdruckventil 78 mündet darüber hinaus eine Lecköl­ leitung 82, die mit dem Kraftstoffbehälter 1 verbunden ist. In der ersten Stellung des Niederdruckventils 78, welche in der Fig. 1 dargestellt ist, wird die vom Steuerraum 62 kom­ mende Steuerleitung 80 mit der Leckölleitung 82 verbunden, während die vom Niederdrucksammelraum 72 kommende Steuerlei­ tung 80 verschlossen wird. Hierdurch wird der Steuerraum 62 mit dem Kraftstoffbehälter 1 verbunden und damit drucklos geschaltet. In der zweiten Stellung des Niederdruckventils 78 wird der Niederdrucksammelraum 72 mit dem Steuerraum 62 über die Steuerleitung 80 verbunden, während die Lecköllei­ tung 82 verschlossen wird. Hierdurch liegt im Steuerraum 62 der Kraftstoffdruck des Niederdrucksammelraums 72 an. Für jedes Kraftstoffeinspritzventil 15 muß im erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem ein Hochdruckventil 11 vorhanden sein, jedoch ist für das gesamte Kraftstoffeinspritzsystem nur ein Niederdruckventil 78 nötig.

Das Kraftstoffeinspritzsystem arbeitet wie folgt: Im Teil­ lastbetrieb der Brennkraftmaschine wird nur relativ wenig Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einge­ spritzt. Bei gegebenem Einspritzdruck soll somit nur ein Teil des gesamten Einspritzquerschnitts aufgesteuert werden. Hierzu wird das Niederdruckventil 78 in die zweite Position gefahren, so daß der Niederdrucksammelraum 72 mit dem Steu­ erraum 62 sämtlicher Kraftstoffeinspritzventile 15 verbunden ist, so daß eine hydraulische Kraft auf den Kolben 60 ausge­ übt wird und die Kolbenstange 61 und damit die Innennadel 37 in Schließstellung gepreßt wird. Zu Beginn der Einspritzung wird das Hochdruckventil 11 in die zweite Position gefahren, so daß der Hochdrucksammelraum 7 über die Hochdruckleitung 9 und den Zulaufkanal 18 mit dem Druckraum 32 verbunden wird. Dadurch fließt Kraftstoff unter hohem Druck in den Druckraum 32 und übt eine hydraulische Kraft auf die Druckschulter 39 der Hohlnadel 35 aus. Sobald diese hydraulische Kraft auf die Druckschulter 39 die Kraft der Schließfeder 55 über­ steigt, bewegt sich die Hohlnadel 35 vom Ventilsitz 46 weg und hebt mit der Dichtkante 43 vom Ventilsitz 46 ab. Hier­ durch wird der Druckraum 32 mit der ersten Reihe der Ein­ spritzöffnungen 41 verbunden und Kraftstoff wird durch diese in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Da jetzt auch die Druckfläche 48 mit dem Kraftstoffdruck beauf­ schlagt wird, ergibt sich auch eine hydraulische Kraft auf die Innennadel 37 in Öffnungsrichtung. Jedoch wird diese hy­ draulische Kraft durch den Kraftstoffdruck im Steuerraum 62 kompensiert, so daß die Innennadel 37 in Schließstellung verharrt. Soll die Einspritzung beendet werden, wird das Hochdruckventil 11 in die erste Position zurückgefahren, so daß die Verbindung zum Hochdrucksammelraum 7 unterbrochen wird. Der Druckraum 32 wird nun über den Zulaufkanal 18 und die Hochdruckleitung 9 mit der Absteuerleitung 70 und damit mit dem Niederdrucksammelraum 72 verbunden. Der Restdruck im Druckraum 32 wird nun in den Niederdrucksammelraum 72 entla­ stet, so daß sich ein Absteuerstrom in den Niederdruckraum 72 ergibt, der dort den Kraftstoffdruck erhöht. Sobald der Kraftstoffdruck im Niederdrucksammelraum 72 ein vorgegebenes Niveau überschreitet, öffnet das Druckhalteventil 74, und Kraftstoff strömt aus dem Niederdrucksammelraum 72 in den Kraftstoffbehälter 1 zurück. Durch den jetzt abfallenden Druck im Druckraum 32 vermindert sich auch die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 39, und bedingt durch die Kraft der Schließfeder 55 wird die Hohlnadel 35 zurück in die Schließstellung gepreßt und die Einspritzöffnungen 41 wieder verschlossen. Die durch die hohe Druckdifferenz zwischen Druckraum 32 und Federraum 52 auftretenden Leckölströme, die dem Federraum 52 zufließen, werden hierbei über die Lecköl­ leitung 65 abgeführt, so daß im Federraum 52 das Kraftstoff­ druckniveau des Kraftstoffbehälters 1 aufrechterhalten bleibt. Soll die Brennkraftmaschine mit Vollast betrieben werden, so werden beide Reihen von Einspritzöffnungen 41, 42 aufgesteuert. Hierfür wird das Niederdruckventil 78 in die erste Stellung geschaltet, so daß der Steuerraum 62 nun über die Steuerleitung 80 und die Leckölleitung 82 druckentlastet ist. Der erste Teil der Einspritzung folgt wie oben be­ schrieben im Teillastbetrieb, jedoch wird nun, nachdem die Hohlnadel 35 in Öffnungsstellung gefahren ist, durch Druck­ beaufschlagung der Druckfläche 48 auch die Innennadel 37 in Öffnungsstellung gefahren, so daß auch die zweite Reihe Ein­ spritzöffnungen 42 freigegeben werden und Kraftstoff aus dem Druckraum 32 durch den gesamten Einspritzquerschnitt einge­ spritzt wird. In dieser Betriebsart wirkt auf die Innennadel 37 nur die Kraft der Schließfeder 64, so daß der hydrauli­ sche Druck auf die Druckfläche 48 für eine Öffnungshubbewe­ gung nun ausreicht. Das Ende der Einspritzung erfolgt wie oben beschrieben durch das Schalten des Hochdruckventils 11.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraft­ stoffeinspritzsystems gezeigt, wobei hier nur ein Ausschnitt im Bereich des Niederdruckventils 78 dargestellt ist. Das Niederdruckventil 78 arbeitet in diesem Ausführungsbeispiel wie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, jedoch ist hier in der Leckölleitung 82 ein Druckhalteventil 84 an­ geordnet. In der ersten Stellung des Niederdruckventils 78, die in der Fig. 3 dargestellt ist, wird der Steuerraum 62 nicht vollständig druckentlastet, sondern es bleibt ein Restdruck bestehen, der vom Druckhalteventil 84 bestimmt wird. Durch eine geeignete Auslegung kann man erreichen, daß dieser hydraulische Restdruck eine Kraft auf den Kolben 60 ausübt, der der Kraft der Schließfeder 64 entspricht, so daß die Schließfeder 64 entfallen kann. Anstatt der Schließfeder 64 wird also eine sogenannte Ölfeder eingesetzt.

Der Niederdrucksammelraum 72 wird ausschließlich über den Absteuerstrom der Kraftstoffeinspritzventile 15 mit Kraft­ stoff in ausreichendem Druck versorgt. Eine weitere Kraft­ stoffdruckquelle, etwa in Form einer zusätzlichen Kraft­ stoffpumpe, kann somit entfallen. Da alle Kraftstoffein­ spritzventile 15 der Brennkraftmaschine mit dem Niederdruck­ sammelraum 72 verbunden sind, läßt sich die Betriebsart, al­ so Teillast- oder Vollastbetrieb, für alle Kraftstoffein­ spritzventile 15 synchron durch entsprechendes Schalten des Niederdruckventils 78 bestimmen.

Claims (11)

1. Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit ei­ nem Hochdrucksammelraum (7), in dem Kraftstoff unter ho­ hem Druck gehalten wird, und mit wenigstens einem Kraft­ stoffeinspritzventil (15), das mit dem Hochdrucksammel­ raum (7) verbunden ist und durch das der unter hohem Druck stehende Kraftstoff durch Einspritzöffnungen (41, 42), die einen Einspritzquerschnitt bilden, in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann, und mit einem Steuerraum (62), der durch einen längsverschiebbaren Kolben (60) begrenzt wird und mit dem Kraftstoffeinspritzventil (15) wirkverbunden ist, so daß der Einspritzquerschnitt des Kraftstoffeinspritzventils (15) abhängig vom hydraulischen Druck im Steuerraum (62) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nieder­ drucksammelraum (72) mit dem Steuerraum (62) verbindbar ist, wobei im Niederdrucksammelraum (72) ein vorgegebener Kraftstoffdruck aufrecht erhalten wird, der niedriger ist als der im Hochdrucksammelraum (7).

2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehr als ein Kraftstoffeinspritzventil (15) im Kraftstoffeinspritzsystem Vorhanden ist, wobei für jedes Kraftstoffeinspritzventil (15) ein Steuerraum (62) vorhanden ist, der mit dem Niederdrucksammelraum (72) verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Steuerung der Einspritzöffnungen (41; 42) wenigstens eine Ventilnadel (35; 37) in einer Bohrung (30) des Kraftstoffeinspritzventils (15) entgegen einer Schließkraft längsverschiebbar angeordnet ist und eine Druckfläche (39; 48) aufweist, die in einem mit dem Hochdrucksammelraum (7) verbindbaren Druckraum (32) ange­ ordnet ist, so daß die Ventilnadel (35; 37) durch den Druck im Druckraum (32) entgegen der Schließkraft längs­ verschiebbar ist, wobei die Ventilnadel (35; 37) mit dem Kolben (60) verbunden ist.

4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Ventilnadeln (35; 37) im Kraft­ stoffeinspritzventil (15) angeordnet sind, wobei eine Ventilnadel als Hohlnadel (35) ausgebildet ist und eine Ventilnadel als eine in der Hohlnadel (35) geführte In­ nennadel (37), wobei eine der Ventilnadeln (35; 37) mit dem Kolben (60) verbunden ist.

5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hohlnadel (35) und die Innennadel (37) jeweils nur einen Teil der Einspritzöffnungen (41, 42) steuern.

6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Ventilnadel (35; 37) über eine Kolbenstange (61) mit dem Kolben (60) verbunden ist.

7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hochdrucksammelraum (7), der Nie­ derdrucksammelraum (72) und der Druckraum (32) so mit ei­ nem Hochdruckventil (11) verbunden sind, daß in einer er­ sten Stellung des Hochdruckventils (11) der Hochdrucksam­ melraum (7) mit dem Druckraum (32) verbunden ist während die Verbindung zum Niederdrucksammelraum (72) verschlos­ sen ist, und in einer zweiten Stellung des Hochdruckven­ tils (11) der Niederdrucksammelraum (72) mit dem Druck­ raum (32) verbunden ist, während die Verbindung zum Hoch­ drucksammelraum (7) verschlossen ist.

8. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Niederdrucksammelraum (72), ein druckloser Kraftstoffbehälter (1) und der Steuerraum (62) so mittels eines Niederdruckventils (78) verbunden sind, daß in einer ersten Stellung des Niederdruckventils (78) der Kraftstoffbehälter (1) mit dem Steuerraum (62) ver­ bunden ist, während die Verbindung zum Niederdrucksammel­ raum (72) verschlossen ist, und in einer zweiten Stellung des Niederdruckventils (78) der Niederdrucksammelraum (72) mit dem Steuerraum (62) verbunden ist, während die Verbindung zum Kraftstoffbehälter (1) verschlossen ist.

9. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kraftstoffbehälter (1) mit dem Nie­ derdruckventil (78) über eine Leckölleitung (82) verbun­ den ist, in welcher Leckölleitung (82) ein Druckhalteven­ til (84) angeordnet ist, so daß der Kraftstoffdruck im Steuerraum (62) in der ersten Stellung des Niederdruck­ ventils (78) einen vorgegebenen Druck nicht überschrei­ tet.

10. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Niederdrucksammelraum (72) über ein Druckhalteventil (74) mit dem Kraftstoffbehälter (1) ver­ bunden ist, so daß ein vorgegebenes Druckniveau im Nie­ derdrucksammelraum (72) nicht überschritten wird.

11. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kraftstoffdruck im Niederdrucksam­ melraum (72) stets weniger als etwa ein Fünftel des Kraftstoffdrucks im Hochdrucksammelraum (7) beträgt.