DE10119602A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein Kraftstoffeinspritzventil (12) für einen Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) weist einen Pumpenarbeitsraum (22) auf und das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein Einspritzventilglied (28) auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das gegen die Kraft einer Schließfeder (44) in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist, wobei sich die Schließfeder (44) einerseits am Einspritzventilglied (28) und andererseits an einem verschiebbaren Speicherkolben (50) abstützt, der auf seiner der Schließfeder (44) abgewandten Seite von dem im Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck beaufschlagt ist. Der Speicherkolben (50) ist gegen die Kraft der Schließfeder (44) in einen Speicherraum (55) bewegbar und die Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens (50) in den Speicherraum (55) ist durch einen Anschlag (54) begrenzt. Mit dem Speicherkolben (50) ist ein Schaftteil (52) bewegbar, der einen in einer Ausgangsstellung in einer Verbindungsbohrung (53) angeordneten Schaftabschnitt (74) mit kleinerem Querschnitt und einen außerhalb der Verbindungsbohrung (53) im Speicherraum (55) angeordneten Schaftabschnitt (72) mit größerem Querschnitt aufweist und bei der Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens (50) in den Speicherraum (55) taucht der Schaftabschnitt (72) mit größerem Querschnitt in die Verbindungsbohrung (53) ein.
Description
Die Erfindung geht aus von einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE
39 00 763 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung
weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein
Kraftstoffeinspritzventil für einen Zylinder der
Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist
einen durch die Brennkraftmaschine angetriebenen, einen
Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben auf, wobei durch
ein elektrisch gesteuertes Ventil eine Verbindung des
Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsraum gesteuert wird.
Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied
auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert
wird und das durch den in einem mit dem Pumpenarbeitsraum
verbundenen Druckraum herrschenden Druck gegen die Kraft
einer in einem Federraum angeordneten Schließfeder in einer
Öffnungsrichtung bewegbar ist. Die Schließfeder stützt sich
einerseits zumindest mittelbar am Einspritzventilglied und
andererseits zumindest mittelbar an einem Speicherkolben ab.
Der Speicherkolben ist auf seiner der Schließfeder
abgewandten Seite von dem im Pumpenarbeitsraum herrschenden
Druck beaufschlagt und gegen die Kraft der Schließfeder in
einer Hubbewegung bewegbar. Der Speicherkolben ist von einer
Ausgangsstellung bei geringem Druck im Druckraum in den
Speicherraum bewegbar, wobei die Ausweichhubbewegung des
Speicherkolbens in den Speicherraum durch einen Anschlag
begrenzt ist. Der Speicherkolben weist einen in einer
Verbindungsbohrung zwischen dem Speicherraum und dem
Federraum angeordneten und in den Federraum ragenden
Schaftteil auf. Bei der Ausweichhubbewegung des
Speicherkolbens wird durch diesen Kraftstoff aus dem
Speicherraum durch einen zwischen dem Schaftteil und der
Verbindungsbohrung vorhandenen Spalt in den Federraum
verdrängt. Hierdurch wird eine Dämpfung der Hubbewegung des
Speicherkolbens bewirkt. Die Dämpfung der Bewegung des
Speicherkolbens kann dabei über den Hub des Speicherkolbens
konstant sein oder derart, daß die Dämpfung zu Beginn der
Ausweichhubbewegung stark ist und dann abnimmt. Es wurde
festgestellt, daß die hierbei erzielte Dämpfung nicht
ausreichend ist, so daß der Speicherkolben mit hoher
Geschwindigkeit auf den Anschlag trifft und hierdurch
störende Geräusche verursacht.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den
Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
durch die Ausbildung des Schaftteils, das den in der
Ausgangsstellung des Speicherkolbens in der
Verbindungsbohrung angeordneten Schaftabschnitt mit
kleinerem Querschnitt und den bei der Ausweichhubbewegung in
die Verbindungsbohrung eintauchenden Schaftabschnitt mit
größerem Querschnitt aufweist, zu Beginn der
Ausweichhubbewegung eine geringere Dämpfung und mit
zunehmender Ausweichhubbewegung eine stärkere Dämpfung der
Bewegung des Speicherkolbens vorhanden ist, so daß dieser
nur mit geringer Geschwindigkeit auf den Anschlag trifft und
hierbei kein störendes oder nur ein geringeres Geräusch
verursacht.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung
gemäß Anspruch 3 ermöglicht auf einfache Weise durch
Verwendung eines Stützelements mit der erforderlichen Stärke
eine Einstellung der Lage des Schaftteils zum
Speicherkolben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht
es durch Verwendung von Kugeln mit unterschiedlichem
Durchmesser, die als standartisierte Bauteile in
verschiedenen Durchmessern mit feiner Abstufung verfügbar
sind, die Einstellung der Lage des Schaftteils. Die
Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht es, daß eine stärkere
Dämpfung erst nach einem Teilausweichhub des Speicherkolbens
wirksam wird.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
in vereinfachter schematischer Darstellung, Fig. 2 einen in
Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt in vergrößerter
Darstellung mit einem Speicherkolben gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in einer Ausgangsstellung, Fig. 3 den
Speicherkolben in einem Querschnitt entlang Linie III-III in
Fig. 2, Fig. 4 den Ausschnitt II mit dem Speicherkolben in
einer Ausweichstellung und Fig. 5 den Ausschnitt II mit dem
Speicherkolben gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In den Fig. 1 bis 5 ist eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
10 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine
weist einen oder mehrere Zylinder auf, wobei für jeden
Zylinder eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und einem
Kraftstoffeinspritzventil 12 vorgesehen ist. Die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 sind zu einer sogenannten
Pumpe-Düse-Einheit zusammengefaßt. Die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 auf,
in dem in einem Zylinder 16 ein Pumpenkolben 18 dicht
geführt ist, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der
Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder
19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben
18 begrenzt im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in
dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter
Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird
beim Saughub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff aus einem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 zugeführt, beispielsweise
mittels einer Förderpumpe. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist
eine Verbindung mit einem Entlastungsraum auf, als der
beispielsweise der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann,
und die von einem elektrisch gesteuerten Ventil 23 gesteuert
wird. Das elektrisch gesteuerte Ventil 23 ist mit einer
Steuereinrichtung 25 verbunden.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26
auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und der mit dem
Pumpenkörper 14 verbunden ist. Im Ventilkörper 26 ist in
einer Bohrung 30 ein Einspritzventilglied 28
längsverschiebbar geführt. Die Bohrung 30 verläuft zumindest
annähernd parallel zum Zylinder 16 des Pumpenkörpers 14,
kann jedoch auch geneigt zu diesem verlaufen. Der
Ventilkörper 26 weist an seinem dem Brennraum des Zylinders
der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens
eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf. Das
Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum
zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige
Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in
dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten,
beispielsweise ebenfalls etwa kegelförmigen Ventilsitz 36
zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen
32 abführen.
Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28
und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38
vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten
Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in
einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40
übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des
Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine zum
Ventilsitz 36 weisende Druckschulter 42 auf. Am dem
Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28
greift eine vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das
Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird.
Die Schließfeder 44 ist in einem Federraum 46 angeordnet,
der sich an die Bohrung 30 anschließt. Der Federraum 46 ist
vorzugsweise mit einem Entlastungsraum, beispielsweise dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24, verbunden. Der Druckraum 40
ist über einen durch den Ventilkörper 26 und den
Pumpenkörper 14 verlaufenden Kanal 48 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 verbunden.
Die Schließfeder 44 stützt sich einerseits zumindest
mittelbar, beispielsweise über einen Federteller, am
Einspritzventilglied 28 und andererseits zumindest
mittelbar, beispielsweise ebenfalls über einen Federteller
51, an einem Speicherkolben 50 ab. Der Speicherkolben 50
weist an seinem der Schließfeder 44 zugewandten Endbereich
einen Schaftteil 52 auf, der durch eine Verbindungsbohrung
53 in einer Trennwand 54 zwischen dem Federraum 46 und einem
an diesen anschließenden Speicherraum 55 hindurchtritt. An
dem in den Federraum 46 ragenden Ende des Schaftteils 52
stützt sich der Federteller 51 ab. Die Verbindungsbohrung 53
weist einen kleineren Durchmesser auf als der Federraum 46
und der Speicherraum 55. Der Speicherkolben 50 weist im
Speicherraum 55 einen Bereich 56 mit größerem Durchmesser
auf als die Verbindungsbohrung 53, so daß eine Hubbewegung
des Speicherkolbens 50 in den Federraum 46 hinein dadurch
begrenzt ist, daß der Bereich 56 des Speicherkolbens 50 an
der Trennwand 54 als Anschlag zur Anlage kommt. Der
Speicherkolben 50 ist mit seinem Bereich 56 in einer Bohrung
57 mit gegenüber der Verbindungsbohrung 53 entsprechend
größerem Durchmesser dicht geführt.
Vom Speicherraum 55 führt von dessen dem Federraum 46
abgewandtem Ende eine Bohrung 58 zum Pumpenarbeitsraum 22
durch eine Trennwand 59 ab. Die Bohrung 58 weist einen
kleineren Durchmesser auf als der Bereich 56 des
Speicherkolbens 50. Der Speicherkolben 50 weist zur Bohrung
58 hin an den Bereich 56 anschließend eine Dichtfläche 60
auf, die beispielsweise etwa kegelförmig ausgebildet ist-
Die Dichtfläche 60 wirkt mit der Mündung der Bohrung 58 in
den Speicherraum 55 an der Trennwand 59 als Sitz zusammen,
die ebenfalls etwa kegelförmig ausgebildet sein kann. Der
Speicherkolben 50 weist einen in die Bohrung 58 ragenden
Schaft 62 auf, dessen Durchmesser kleiner als der des
Bereichs 56 ist. Der Schaft 62 weist an die Dichtfläche 60
anschließend zunächst einen wesentlich kleineren Durchmesser
auf als die Bohrung 58 und zu seinem freien Ende hin
anschließend einen Schaftbereich 64 mit einem Durchmesser,
der nur wenig kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung
58. Der Schaftbereich 64 kann an seinem Umfang eine oder
mehrere Abflachungen 65 aufweisen, durch die Öffnungen 66
zwischen dem Schaftbereich 64 und der Bohrung 58 gebildet
werden, durch die Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 in
den Speicherraum 55 gelangen kann.
Der Speicherkolben 50 ist in den Fig. 2 und 3 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der
Speicherkolben 50 in der der Trennwand 54 zugewandten
Stirnseite seines Bereichs 56 eine Vertiefung 68 aufweist.
Die Vertiefung 68 weist einen Boden 69 auf, der durch eine
umlaufende Ringnut 70 erhaben ausgebildet sein kann. Der
Schaftteil 52 liegt mit seinem in den Speicherraum 55
ragenden Stirnende am Boden 69 der Vertiefung 68 des
Speicherkolbens 50 an. Der Schaftteil 52 kann auch
einstückig mit dem Speicherkolben 50 ausgebildet sein. Die
Anlage des Schaftteils 52 am Speicherkolben 50 wird
einerseits durch die auf den Schaftteil 52 wirkende Kraft
der Schließfeder 44 und andererseits durch die durch den im
Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck erzeugte Kraft auf
den Speicherkolben 50 sichergestellt. Durch die erhabene
Ausbildung des Bodens 69 der Vertiefung des Speicherkolbens
50 wird eine definierte Anlagefläche für den Schaftteil 52
sichergestellt.
Der Schaftteil 52 ist in einen zu dessen in den Speicherraum
55 ragendem Ende hin angeordneten Schaftabschnitt 72 mit
größerem Querschnitt und einen zum Federraum 46 hin
angeordneten Schaftabschnitt 74 mit kleinerem Querschnitt
unterteilt. Der im Querschnitt größere Schaftabschnitt 72
weist beispielsweise einen zumindest annähernd kreisrunden
Querschnitt auf und ist kreiszylinderförmig ausgebildet. Der
im Querschnitt kleinere Schaftabschnitt 74 kann einen
ebenfalls zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt
jedoch mit kleinerem Durchmesser als der Schaftabschnitt 72
aufweisen und ist kreiszylinderförmig ausgebildet.
Vorzugsweise ist der kleinere Querschnitt des
Schaftabschnitts 74 durch wenigstens eine Abflachung 75 aus
dem Schaftabschnitt 72 gebildet. Es können dabei nur eine,
zwei, drei oder mehrere Abflachungen 75 über den Umfang des
Schaftabschnitts 74 verteilt vorgesehen sein. Zwischen den
Abflachungen 75 ist vorzugsweise der volle Durchmesser des
Schaftabschnitts 72 vorhanden, so daß auch der
Schaftabschnitt 74 in der Verbindungsbohrung 53 geführt ist.
Bei der Herstellung des Schaftteils 52 mit den
Schaftabschnitten 72,74 kann von einem kreiszylinderförmigen
Schaftteil ausgegangen werden, der durchgehend den
Durchmesser des Schaftabschnitts 72 aufweist und an dem zur
Bildung des Schaftabschnitts 74 mit kleinerem Querschnitt
die Abflachungen 75 ausgebildet werden. Die Abflachungen 75
enden am Übergang zum Schaftabschnitt 72 am Mantel des
Schaftabschnitts 72 in Steuerkanten 76.
Wenn sich der Speicherkolben 50 in einer Ausgangsstellung
befindet, in der dieser mit seiner Dichtfläche 60 an der
Trennwand 59 an der Mündung der Bohrung 58 anliegt, so ist
der Speicherraum 55 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt. In
der Ausgangsstellung des Speicherkolbens 50 ist der
Schaftabschnitt 74 des Schaftteils 52 in der
Verbindungsbohrung 53 angeordnet und dessen Schaftabschnitt
72 ist im Speicherraum 55 außerhalb der Verbindungsbohrung
53 angeordnet. Der im Pumpenarbeitsraum 22 herrschende Druck
wirkt auf die Stirnfläche des Schaftbereichs 64 und durch
die Öffnungen 66 auf die Dichtfläche 60 des Speicherkolbens
50 entsprechend dem Durchmesser der Bohrung 58. Der
Speicherkolben 50 wird durch die Kraft der Schließfeder 44
gegen den im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck in
seiner Ausgangsstellung gehalten, wenn die durch den Druck
im Pumpenarbeitsraum 22 auf den Speicherkolben 50 ausgeübte
Kraft geringer ist als die Kraft der Schließfeder 44. Der
Speicherkolben 50 ist in Fig. 2 in seiner Ausgangsstellung
dargestellt.
Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 so stark ansteigt,
daß die auf den Speicherkolben 50 erzeugte Kraft größer ist
als die Kraft der Schließfeder 44, so bewegt sich der
Speicherkolben 50 und mit diesem der Schaftteil 52 in einer
Ausweichbewegung in den Speicherraum 55, wobei sich der
Schaftteil 52 in den Federraum 46 bewegt. Bei der
Ausweichbewegung des Speicherkolbens 50 wird Kraftstoff aus
dem Speicherraum 55 in den Federraum 46 verdrängt, der durch
einen Spalt 78 zwischen dem Schaftabschnitt 74 des
Speicherkolbens 50 und der Verbindungsbohrung 53
hindurchtreten muß. Hierdurch wird eine Dämpfung der
Ausweichbewegung des Schaftteils 52 und damit des
Speicherkolbens 50 erreicht. Wenn der Speicherkolben 50 mit
seiner Dichtfläche 60 von der Mündung der Bohrung 58 an der
Trennwand 59 abgehoben hat, so wird der im Durchmesser
größere Bereich 56 des Speicherkolbens 50 von dem im
Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck verringert durch die
Druckverluste bei der Drosselung durch die Öffnungen 66
beaufschlagt, so daß eine größere Kraft auf den
Speicherkolben 50 gegen die Schließfeder 44 wirkt. Der
Schaftabschnitt 74 des Schaftteils 52 mit größerem
Querschnitt ist zu Beginn der Ausweichhubbewegung des
Speicherkolbens 50 außerhalb der Verbindungsbohrung 53
angeordnet. Nach einem Teilausweichhub h1 des
Speicherkolbens 50 taucht der Schaftabschnitt 72 in die
Verbindungsbohrung 53 ein, zwischen dem und der
Verbindungsbohrung 53 nur noch ein sehr kleiner Spalt 78
verbleibt. Hierdurch wird die Ausweichhubbewegung des
Schaftteils 52 und damit des Speicherkolbens 50 stark
gedämpft, so daß dieser mit seinem Bereich 56 nur mit
geringer Geschwindigkeit auf die Trennwand 54 trifft, die
einen Anschlag zur Begrenzung der Ausweichhubbewegung des
Speicherkolbens 50 bildet. In Fig. 3 ist der Speicherkolben
50 mit seinem maximalen Ausweichhub dargestellt. Die Größe
des Teilausweichhubs h1, ab dem der Schaftabschnitt 74 in
die Verbindungsbohrung 53 eintaucht und die Bewegung des
Speicherkolbens 50 stark dämpft, wird durch die axiale Lage
des Schaftteils 52 relativ zum Speicherkolben 50 bestimmt.
Zur Einstellung dieser Lage zur Erreichung eines genau
definierten Teilausweichhubs h1 kann die Länge des
Schaftteils 52 und/oder die Lage des Bodens 69 der
Vertiefung 68 variiert werden.
In der Verbindung des Druckraums 40 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 über den Kanal 48 kann eine
Drosselstelle 49 vorgesehen sein. Die Drosselstelle 49 kann
auch entfallen, so daß der Druckraum 40 eine ungedrosselte
Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 aufweist. Die
Verbindung der Bohrung 58, in der der Schaft 62 des
Speicherkolbens 50 angeordnet ist, mit dem Pumpenarbeitsraum
22 erfolgt ebenfalls über die Drosselstelle 49. Es kann auch
vorgesehen sein, daß der Druckraum 40 eine ungedrosselte
Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 aufweist und die
Bohrung 58 über die Drosselstelle 49 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist.
Nachfolgend wird die Funktion der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Der
Pumpenarbeitsraum 22 wird während des Saughubs des
Pumpenkolbens 18 mit Kraftstoff gefüllt. Beim Förderhub des
Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 23 zunächst geöffnet,
so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 kein Hochdruck aufbauen
kann. Wenn die Kraftstoffeinspritzung beginnen soll, so wird
das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25
geschlossen, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom
Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt ist und sich in diesem
Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22
und im Druckraum 40 so hoch ist, daß die über die
Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 wirkende
Kraft in Öffnungsrichtung 29 größer ist als die Kraft der
Schließfeder 44, so bewegt sich das Einspritzventilglied 28
in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine
Einspritzöffnung 32 frei, durch die Kraftstoff in den
Brennraum des Zylinders eingespritzt wird. Der
Speicherkolben 50 befindet sich hierbei in seiner
Ausgangsstellung. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt
nachfolgend entsprechend dem Profil des Nockens 20 weiter
an.
Wenn die durch den im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden
Druck auf den Speicherkolben 50 ausgeübte Kraft größer wird
als die durch die Schließfeder 44 auf den Speicherkolben 50
ausgeübte Kraft, so führt der Speicherkolben 50 seine
Ausweichhubbewegung aus und bewegt sich in den Speicherraum
55. Hierbei wird ein Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 22
verursacht und außerdem die Vorspannung der Schließfeder 44
erhöht, die sich über den Schaftteil 52 am Speicherkolben 50
abstützt. Durch den Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 22 und
im Druckraum 40 ergibt sich eine geringere Kraft in
Öffnungsrichtung 29 auf das Einspritzventilglied 28 und
infolge der Erhöhung der Vorspannung der Schließfeder 44
ergibt sich eine erhöhte Kraft in Schließrichtung auf das
Einspritzventilglied 28, so daß dieses wieder in
Schließrichtung bewegt wird, mit seiner Dichtfläche 34 am
Ventilsitz 36 zur Anlage kommt und die Einspritzöffnungen 32
verschließt, so daß die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen
wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 ist dabei nur für
eine kurze Zeitdauer geöffnet und es wird nur eine geringe
Menge Kraftstoff als Voreinspritzung in den Brennraum
eingespritzt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist im
wesentlichen vom Öffnungsdruck des Speicherkolbens 50
bestimmt, das ist der Druck im Pumpenarbeitsraum 22, bei dem
der Speicherkolben 50 seine Ausweichhubbewegung beginnt. Der
Öffnungshub des Einspritzventilglieds 28 während der
Voreinspritzung kann durch eine Dämpfungseinrichtung
hydraulisch begrenzt sein. Eine solche Dämpfungseinheit ist
durch die DE 39 00 762 A1 sowie die korrespondierende US-
5,125,580 sowie die DE 39 00 763 A1 sowie die
korrespondierende US-5,125,581 bekannt, deren Inhalt hiermit
zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gehört.
Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt nachfolgend weiter
an entsprechend dem Profil des Nockens 20, so daß die auf
das Einspritzventilglied 28 wirkende Druckkraft in
Öffnungsrichtung 29 wieder zunimmt und die infolge der
erhöhten Vorspannung der Schließfeder 44 erhöhte
Schließkraft übersteigt, so daß das
Kraftstoffeinspritzventil 12 wieder öffnet. Dabei wird eine
größere Kraftstoffmenge über eine längere Zeitdauer
eingespritzt als während der Voreinspritzung. Die Zeitdauer
und die während dieser Haupteinspritzung eingespritzte
Kraftstoffmenge werden durch den Zeitpunkt bestimmt, zu dem
das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 wieder
geöffnet wird. Nach dem Öffnen des Steuerventils 23 ist der
Pumpenarbeitsraum 22 wieder mit dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 verbunden, so daß dieser
entlastet ist und das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
Der Speicherkolben 50 mit dem Schaftteil 52 wird durch die
Kraft der Schließfeder 44 wieder in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt. Der zeitliche Versatz zwischen der
Voreinspritzung und der Haupteinspritzung ist hauptsächlich
durch den Ausweichhub des Speicherkolbens 50 bestimmt.
In Fig. 5 ist der Speicherkolben 150 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem dessen Ausbildung
im wesentlichen gleich ist wie beim ersten
Ausführungsbeispiel, jedoch ist die Vertiefung 168 im
Speicherkolben 150 derart ausgebildet, daß diese sich im
Speicherkolben etwa kegelförmig verengt. In der Vertiefung
168 ist ein Stützelement 180 angeordnet, das sich in der
Vertiefung 168 abstützt und an dem der gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel unveränderte Schaftteil 52 zur Anlage
kommt. Das Stützelement 180 ist vorzugsweise in Form einer
Kugel ausgebildet, deren Durchmesser d größer ist als der
kleinste Durchmesser der Vertiefung 168. Abhängig vom
Durchmesser d der Kugel 180 taucht diese unterschiedlich
weit in die Vertiefung 168 ein, so daß auch die Anlage für
den Schaftteil 52 eine unterschiedliche Lage einnimmt. Die
Lage des Schaftteils 52 zum Speicherkolben 50 in axialer
Richtung ist wesentlich für den Teilausweichhub h1 des
Speicherkolbens 50, ab dem der im Querschnitt größere
Schaftabschnitt 74 des Schaftteils 52 in die
Verbindungsbohrung 53 eintaucht und damit die
Ausweichhubbewegung stark gedämft wird. Die axiale Lage des
Schaftteils 52 relativ zum Speicherkolben 50 kann durch
Verwendung einer Kugel 180 mit geeignetem Durchmesser auf
einfache Weise genau eingestellt werden. Derartige Kugeln
180 sind als standardisierte Bauteile verfügbar mit fein
abgestuften Durchmessern. Je kleiner der Durchmesser der
Kugel 180 ist, desto weiter taucht diese in die Vertiefung
168 ein und desto größer ist der Teilhub h1, bis der
Schaftabschnitt 74 in die Verbindungsbohrung 53 eintaucht.
Claims (8)
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine
Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10)
und einem Kraftstoffeinspritzventil (12) für einen Zylinder
der Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe
(10) einen durch die Brennkraftmaschine angetriebenen, einen
Pumpenarbeitsraum (22) begrenzenden Pumpenkolben (18)
aufweist, mit einem elektrisch gesteuerten Ventil (23),
durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit
einem Entlastungsraum (24) gesteuert wird, wobei das
Kraftstoffeinspritzventil (12) ein Einspritzventilglied (28)
aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32)
gesteuert wird und das durch den in einem mit dem
Pumpenarbeitsraum (22) verbundenen Druckraum (40)
herrschenden Druck gegen die Kraft einer in einem Federraum
(46) angeordneten Schließfeder (44) in einer
Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist, wobei sich die
Schließfeder (44) einerseits zumindest mittelbar am
Einspritzventilglied (28) und andererseits zumindest
mittelbar an einem verschiebbaren Speicherkolben (50; 150)
abstützt, der auf seiner der Schließfeder (44) abgewandten
Seite von dem im Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck
beaufschlagt ist, wobei der Speicherkolben (50; 150)
ausgehend von einer Ausgangsstellung gegen die Kraft der
Schließfeder (44) in einen Speicherraum (55) bewegbar ist
und die Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens (50; 150) in
den Speicherraum (55) durch einen Anschlag (54) begrenzt
ist, wobei ein mit dem Speicherkolben (50; 150) bewegbarer
Schaftteil (52) durch eine Verbindungsbohrung (53) zwischen
dem Speicherraum (55) und dem Federraum (46) in den
Federraum (46) ragt, wobei bei der Ausweichhubbewegung des
Speicherkolbens (50; 150) durch diesen Kraftstoff aus dem
Speicherraum (55) in den Federraum (46) durch einen zwischen
dem Schaftteil (52) und der Verbindungsbohrung (53)
vorhandenen Spalt (78) in den Federraum (46) verdrängt wird
und hierdurch eine Dämpfung der Hubbewegung des
Speicherkolbens (50450) bewirkt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaftteil (52) einen in der
Ausgangsstellung des Speicherkolbens (50; 150) in der
Verbindungsbohrung (53) angeordneten Schaftabschnitt (74)
mit kleinerem Querschnitt und einen außerhalb der
Verbindungsbohrung (53) im Speicherraum (55) angeordneten
Schaftabschnitt (72) mit größerem Querschnitt aufweist und
daß bei der Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens (50) in
den Speicherraum (55) der Schaftabschnitt (72) mit größerem
Querschnitt in die Verbindungsbohrung (53) eintaucht.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaftteil (52) getrennt vom
Speicherkolben (50; 150) ausgebildet ist und durch die Kraft
der Schließfeder (44) einerseits und die durch den im
Pumpenarbeitsraum (22) herrschenden Druck andererseits
erzeugten Kräfte der Schaftteil (52) in Anlage zumindest
mittelbar am Speicherkolben (50; 150) gehalten ist.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaftteil (52) über ein
Stützelement (180) am Speicherkolben (150) anliegt.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Stützelement (180) zumindest
annähernd als Kugel ausgebildet ist, die in einer zumindest
annähernd kegelförmigen Vertiefung (168) in einer dem
Schaftteil (52) zugewandten Stirnseite des Speicherkolbens
(150) angeordnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (72)
mit größerem Querschnitt erst nach einem Teilausweichhub
(h1) des Speicherkolbens (50; 150) in die Verbindungsbohrung
(53) eintaucht.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergang vom Schaftabschnitt (72)
mit größerem Querschnitt des Schaftteils (52) zum
Schaftabschnitt (74) mit kleinerem Querschnitt in einer am
Mantel des Schaftteils (52) auslaufenden Steuerkante (76)
erfolgt.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaftabschnitt (74) mit kleinerem Querschnitt des
Schaftteils (52) ausgehend vom Schaftabschnitt (72) mit
größerem Querschnitt durch wenigstens eine Abflachung (75)
am Umfang des Schaftteils (52) gebildet ist.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (72) mit größerem
Querschnitt des Schaftteils (52) zumindest annähernd
kreiszylinderförmig ausgebildet ist.
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