DE10149868C1 - Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung hat die Ausgestaltung eines Einspritzinjektors mit einem zwischen zwei Endstellungen umschaltbaren Steuerventil im Hinblick auf eine Verbesserung in den Ansprechzeiten, insbesondere in der Verkürzung der Ansprechzeit zum Öffnen der Düsennadel und Einleitung der Einspritzung zum Ziel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Einspritzinjektor für Brennkraft­ maschinen, insbesondere für mit Speicherdruckeinspritzung ar­ beitende, mit Diesel oder Schweröl betriebene Brennkraftmaschi­ nen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für Brennkraftmaschinen mit Speicherdruckeinspritzung sind Einspritzinjektoren mit einer Einspritzdüse und einem dieser zugeordneten, über einen Steller beaufschlagten Steuerventil aus der EP 0 657 642 A2 bekannt. Das Steuerventil weist eine hochdruckseitige Anschlussverbindung zu einem Druckspeicher, eine niederdruckseitige Anschlussverbindung zu einem Rücklauf und eine Anschlussverbindung zu einer Einspritzdüse auf. In der Funktion eines 3/2-Wegeventiles verbindet das Steuerventil schaltstellungsabhängig die Einspritzdüse mit dem Druckspeicher oder dem Rücklauf, sowie, aufgrund von Überschneidungen beim Umschalten zwischen diesen Endstellungen, in einer Übergangs­ phase Einspritzdüse, Druckspeicher und Rücklauf.

Die Düsennadel der Einspritzdüse ist durch hochdruckseitige Be­ aufschlagung mit Einspritzmedium in Richtung auf ihre Öffnungs­ lage verstellbar und durch Verbindung zum Rücklauf in Schließ­ richtung druckbeaufschlagbar, und sie öffnet bei geschalteter Anschlussverbindung zwischen Druckspeicher und Einspritzdüse. Bei bestehender Verbindung zum Rücklauf ist die Düsennadel in Öffnungsrichtung druckentlastet und über den jeweiligen, rück­ laufseitig gegebenen Druck, ergänzend zu einer über eine Schließfeder auf die Düsennadel ausgeübten Schließkraft, in Schließrichtung druckbeaufschlagt.

Beim Umschalten des Steuerventiles kommt kurzzeitig eine Ver­ bindung zwischen hochdruckseitigem und rücklaufseitigem An­ schluss zustande, und durch diesen Kurzschluss, bzw. diese Ü­ berschneidung in der Umschaltphase ein rücklaufseitiger Druck­ anstieg. Dieser ist an sich erwünscht, um, unabhängig von einem im Rücklauf im Vergleich zur Hochdruckseite kleinen Restdruck, beim Umschalten des Steuerventils in die den Anschluss zwischen Hochdruckseite und Düsennadel sperrende Endlage ein schnelles Schließen der Düsennadel zu erreichen.

Eine entsprechende Kurzschlussverbindung ergibt sich aber auch beim Umschalten in Gegenrichtung, wenn zum Einspritzen durch Öffnen der Düsennadel die Verbindung zur Hochdruckseite herge­ stellt wird. In diesem Fall wirkt sich die durch die Kurzschlusserbindung kurzzeitig eintretende Druckerhöhung im Rücklauf verzögernd auf die Öffnungsbewegung der Düsennadel aus, was ein angestrebtes Öffnungsverhalten der Düsennadel be­ einträchtigen kann, so beispielsweise ein kurzzeitiges schnel­ les Öffnen bei getakteten Einspritzungen zur Realisierung kurz­ zeitig aufeinander folgender Einspritzvorgänge, wie etwa bei Vor- und Haupteinspritzung.

Des Weiteren ist aus der US 5,339,786 A ein druckgesteuerter Einspritzinjektor bekannt, bei dem das über einen Steller be­ aufschlagte Steuerventil den hochdruckseitigen Druckspeicher mit der Druckkammer der Düsennadel verbindet, derart, dass die Düsennadel bei zum Druckspeicher geschalteten Anschluss und entsprechender Druckbeaufschlagung der Druckkammer in ihre Öff­ nungsstellung angehoben wird. Dieser Öffnungsstellung ent­ spricht eine angehobene Stellung des Steuerkolbens des Steuer­ ventiles sowie eine Lage eines dem Steuerventil zugehörigen, ü­ ber den Steuerkolben beaufschlagbaren Sperrkolbens, in der die­ ser seine Schließlage einnimmt und die Hochdruckverbindung zur Druckkammer der Düsennadel gegen den niederdruckseitigen Rück­ lauf absperrt. Bei Abfall des Stellers und Unterbrechung der hochdruckseitigen Verbindung zwischen Druckspeicher und Druck­ kammer über den Steuerkolben beaufschlagt dieser den Sperrkol­ ben und verschiebt diesen in eine Öffnungslage, in der die in Schließrichtung federbelastete Düsennadel seitens ihres durch Schließdruck beaufschlagbaren Teiles an den Rücklauf ange­ schlossen und dadurch in Schließrichtung belastet ist. Die den Sperrkolben und die die Düsennadel entgegengesetzt beaufschla­ genden Federelemente sind mit ihren einander zugewandten Enden gegen einen Zwischenboden eines die Federkammern aufnehmenden Injektoreinsatzes abgestützt und der Zwischenboden ist von ei­ ner kalibrierten Bohrung durchsetzt, über die der Rücklauf führt und deren Bemessung dahingehend erfolgt, dass der durch Schließdruck beaufschlagbare Teil der Düsennadel mit einem Restdruck beaufschlagt ist, wie er im Hinblick auf die Dämpfung der Öffnungsbewegung der Düsennadel beim jeweils nächstfolgen­ den Einspritzvorgang zweckmäßig sein soll. Damit ergeben sich über die Bereiche des Rücklaufes unterschiedliche Druckniveaus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einspritzinjek­ tor der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, dass das Ansprechverhalten der Düsennadel in gewünschter Weise be­ einflusst werden kann.

Hierfür ist eine Ausgestaltung eines Einspritzinjektors gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 vorgesehen, die einerseits in Verbindung mit der beim Umschalten des Steuerventiles kurzzei­ tig gegebenen Kurzschlussverbindung zwischen hochdruckseitigem und rücklaufseitigem Anschluss einen schnellen Druckaufbau über dem mit Schließdruck zu beaufschlagenden Teil der Düsennadel ermöglichen und die andererseits mit Abklingen der durch die Kurzschlussverbindung bedingten Drucküberhöhung bezogen auf den Schließdruck beaufschlagbaren Teil der Düsennadel eine schnelle Druckabsenkung zur Folge haben, und dadurch eine die Öffnungs­ bewegung der Düsennadel verzögernde Druckbeaufschlagung des Schließdruck beaufschlagbaren Teiles der Düsennadel vermeiden.

Erreichbar ist dies im Rahmen der Erfindung mit einfachen Mit­ teln, wobei der Anschluss des in Schließrichtung druck­ beaufschlagbaren Teiles der Düsennadel zunächst an den auf hö­ herem Druckniveau liegenden Bereich des Rücklaufes den Schließ­ vorgang beschleunigt, und wobei durch den Wechsel des Anschlus­ ses zum auf niedrigerem Druckniveau liegenden Bereich der Öff­ nungsvorgang beschleunigt wird. Der druckabsenkende Anschluss zwischen den Bereichen des Rücklaufes kann als Druckbegren­ zungsventil, bevorzugt als Drossel, insbesondere als einstell­ bare Abflussdrossel ausgebildet sein, deren Drosselquerschnitt in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern insbesondere der Brennkraftmaschine, wie der Temperatur des Kraftstoffes, der Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder von, gegebenen­ falls drehzahlabhängig, geänderten Einspritzgegebenheiten ein­ stellbar sein kann. Hierdurch ist, falls zweckmäßig, eine An­ passung des Drosselquerschnittes bzw. in korrespondierender Weise des Ansprechdruckes für das Druckbegrenzungsventil an den rücklaufseitigen Druck bzw. Druckaufbau möglich, der von Ein­ spritzdruck, Kraftstoffmenge und über den Steuerkolben in den Rücklauf abfließender Kraftstoffmenge abhängig ist. Gegebenen­ falls kann als Druckbegrenzungsventil auch ein druckabhängig geschaltetes Wegeventil eingesetzt sein.

Die Verbindung vom durch Schließdruck beaufschlagbaren Teil der Düsennadel zum Rücklauf ist über ein druckbegrenzendes Element in Form eines Entlastungsventiles gestaltet, wobei ein solches Entlastungsventil als feder- und/oder druckbeaufschlagbares Sperrventil ausgebildet sein kann. Die Druckbeaufschlagung wird vorteilhaft durch Anschluss des Sperrventiles an den auf dem höheren Druckniveau liegenden Bereich des Rücklaufes erreicht, dessen Druck in der Einspritzphase absinkt, so dass sich ein schnelles Ansprechen des Entlastungsventiles ergibt.

Für das druckbeaufschlagbare Sperrventil erweist sich eine Aus­ gestaltung als zweckmäßig, bei der mit einem kolbenartigen Sperrkörper gearbeitet wird, der in Richtung auf seine Schließ­ lage federbelastet ist und der durch Abstimmung seiner einander gegenüberliegenden Flächen in konstruktiv einfacher Weise eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten des Injektors ermög­ licht.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung, die sich kon­ struktiv mit einem vergleichsweise geringen Aufwand realisieren und auch in schon gegebene Aufbauformen von Einspritzinjektoren konzeptionell integrieren lassen, ergeben sich aus den Ansprü­ chen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand der Zeich­ nungen mit weiteren Details näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Schnittdarstellung, die den grundsätzlichen Aufbau eines Einspritzinjektors zeigt, der bezogen auf erfindungsgemäß wesentli­ che Details in Fig. 1 als als Blackbox angedeute­ te Einzelheit A eingefügt ist,

Fig. 2 die Einzelheit A gemäß Fig. 1 in einer schemati­ sierten Schnittdarstellung,

Fig. 3 und 4 die Einzelheit B in Fig. 2 mit einer Darstellung des Entlastungsventiles in Schließ- und Öffnungs­ stellung,

Fig. 5 eine die Einzelheit B in Fig. 2 in einer Ausfüh­ rung veranschaulichende Darstellung, in der Ent­ lastungsventil und Rückschlagventil in einer Ein­ heit zusammengefasst sind,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, in der anstelle eines mit dem Entlastungsventil kombi­ nierten Rückschlagventiles eine Drosselstrecke vorgesehen ist, sowie

Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung des Entlastungsventi­ les.

In Fig. 1 ist mit 1 der Einspritzinjektor bezeichnet, der eine Einspritzdüse 2 mit einer Düsennadel 3 aufweist, die in Rich­ tung auf ihre Schließlage über eine in einem Federraum 4 vorge­ sehene Schließfeder oder Schließfederanordnung 5 belastet ist. An den Federraum 4 schließt in Gegenrichtung zur Düsennadel 3 ein Druckraum 6 an, der teilweise durch einen bei Druckbeauf­ schlagung die Federanordnung 5 bzw. die Düsennadel 3 in Rich­ tung auf ihre Schließlage belastenden Niederhaltekolben - als mit Schließdruck beaufschlagten Teil 7 - abgegrenzt ist.

Der Einspritzinjektor 1 umfasst desweiteren ein Steuerventil 8 mit einem Steuerkolben 9. Über das Steuerventil 8 werden, bezo­ gen auf die Einspritzdüse 2 bzw. deren Düsennadel 3, Versor­ gungsanschlüsse zur Hochdruckseite und zu einem Rücklauf ge­ steuert, wobei der Einspritzinjektor 1 hochdruckseitig als Druckquelle mit einem nicht dargestellten Hochdruckspeicher verbunden sein kann, wie dies für Speicherdrucksysteme, bei­ spielsweise in Form von Common-Rail-Systemen bekannt ist.

Angesteuert wird das Steuerventil 8 über einen Magnetsteller 10, wobei in Fig. 1 noch die Zwischenschaltung eines Servosteu­ erventiles 11 veranschaulicht ist, wie es insbesondere dann eingesetzt werden kann, wenn die erforderlichen Stellkräfte ü­ ber den Magnetsteller 10 nicht zur Verfügung gestellt werden können, die Verstellwege des Magnetstellers nicht ausreichend sind oder allein auf Basis des Magnetstellers 10 die notwendige Schaltgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann. Dem Ser­ vosteuerventil 11 kann eine gesonderte, nicht gezeigte Druck­ versorgung zugeordnet sein.

Die dem Steuerventil 8 zugeordneten und über den Steuerkolben 9 gesteuerten, durch Kanalanschlüsse 12 bis 14 gebildeten Versor­ gungsanschlüsse sind bezüglich ihrer Leitungsführung teilweise nur angedeutet. Über den Kanalanschluss 12 erfolgt der hoch­ druckseitige Zulauf, beispielsweise aus einem Hochdruckspei­ cher. Der Kanalanschluss 13 bildet mit dem zugehörigen Kanal 15 die hochdruckseitige Verbindung des Steuerventiles 8 zur Ein­ spritzdüse 2, wobei über diese Verbindung bei entsprechender Schaltstellung des Steuerventiles 8 ausgehend vom hochdrucksei­ tigen Zulauf - Kanalanschluss 12 - über den Kanalanschluss 13 und den Kanal 15 die Druckkammer 16 beaufschlagt wird, so dass die Düsennadel 3 über die Druckschulter 17 in Öffnungsrichtung entgegen der u. a. über die Federanordnung 5 aufgebrachten Schließkraft angehoben wird.

Der Kanalanschluss 14 mündet auf einen insgesamt mit 18 be­ zeichneten Rücklauf aus, der über die als Einzelheit A gemäß Fig. 1 in Fig. 2 veranschaulichte Versorgungsverbindung 23 un­ ter der Vermittlung der Stichleitung 20 mit dem Druckraum 6 in Verbindung steht und über einen Bereich 19 des Rücklaufes 18 beispielsweise mit einem nicht gezeigten Vorratsbehälter ver­ bunden ist.

In der Funktion bildet das Steuerventil 8 ein 3/2-Wegeventil, in dessen Endstellungen, wie beispielsweise aus der EP 0 657 642 A2 bekannt, die Düsennadel 2 bei Verbindung der Anschlüsse 12 und 13 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, wie vorstehend erläutert, oder in Schließrichtung, wobei in letzterem Falle die Kanalanschlüsse 13 und 14 verbunden sind, so dass die Druckkammer 16 der Einspritzdüse 2 über das Steuerventil 8 an den insgesamt mit 18 bezeichneten Rücklauf angeschlossen ist, dem die bereits erläuterte Abzweigung zum Druckraum 6 zugeord­ net ist.

In der Übergangsphase zwischen den beiden Endstellungen ergibt sich beim Umschalten des Steuerventiles 8 überschneidend kurz­ zeitig eine Verbindung des hochdruckseitigen Kanalanschlusses 12 mit dem rücklaufseitigen Kanalanschluss 14, so dass sich auf den insgesamt mit 18 bezeichneten Rücklauf ein Druckstoß er­ gibt. Eine der geschilderten Kurzschlussverbindung entsprechen­ de Wirkung ergibt sich auch, wenn das Steuerventil 8 aufgrund betrieblicher Störung in einer Zwischenlage zwischen den beiden Endlagen verharrt oder hängenbleibt, so dass für diesen Versagensfall eine Druckbeaufschlagung im Druckraum 6 gegeben ist, über die die Düsennadel 3 in ihre Schließlage geschoben o­ der in dieser gehalten wird, so dass die Einspritzung unterbro­ chen oder verhindert und der entsprechende Zylinder der Brenn­ kraftmaschine außer Betrieb gesetzt wird.

Fig. 2 geht von einem insgesamt mit 18 bezeichneten Rücklauf aus, der die auf unterschiedlichem Druckniveau liegenden Berei­ che 19 und 22 aufweist. Dargestellt ist der Rücklauf 18 derart, dass seine Bereiche 19 und 22 durch zwei über ein druckbestim­ mendes, insbesondere druckabsenkendes Element 21 verbunden sind. Von diesen ist der stromauf des Elementes 21 liegende, vom rücklaufseitigen Kanalanschluss 14 ausgehende Bereich mit 22 bezeichnet. Stromab des Elementes 21 liegt der Bereich 19, der in seinem Druckniveau unterhalb des Druckniveaus gehalten ist, das sich im Bereich 22 betriebsbedingt über das druckab­ senkende Element 21 einstellt.

Das druckbestimmende, insbesondere druckabsenkende Element 21 kann als einstellbare Abflussdrossel oder auch als Druckbegren­ zungsventil ausgebildet sein. Ebenso kann für den Bereich 19 eine Druckbegrenzung über einen Drosselquerschnitt oder ein Druckbegrenzungsventil erfolgen, was nicht gezeigt ist.

Vom Bereich 22 des Rücklaufes 18 zweigt die Versorgungsverbin­ dung 23 ab, die, veranschaulicht in Fig. 2, über die Stichlei­ tung 20 an den Druckraum 6 angeschlossen ist. Die in Fig. 2 insgesamt mit 23 bezeichnete Versorgungsverbindung weist eine Zulaufleitung 24 auf, die über ein entgegen der Zulaufrichtung sperrendes, und in der Darstellung als Rückschlagventil ausge­ bildetes Element 25 an den Bereich 22 des Rücklaufes 18 ange­ schlossen ist.

Dargestellt als Abzweigung zur Stichleitung 20 ist der Druck­ raum 6 über eine Ablaufleitung 26 unter Vermittlung eines Ent­ lastungsventiles 27 mit einem Leitungsabschnitt 19a des Berei­ ches 19 des Rücklaufes 18 verbunden, wobei in Fig. 2 diese Ver­ bindung bei geöffnetem Entlastungsventil 27 über den angedeute­ ten Querkanal 28 erfolgt. Anstelle einer Verbindung zu dem Lei­ tungsabschnitt 19a des Rücklaufes 18 kann, wie in Fig. 4 ge­ zeigt, der Querkanal 28 auf einen gesonderten Rücklaufan­ schluss, gezeigt als Leitungsabschnitt 19b ausmünden, so dass die Druckverhältnisse in den Leitungsabschnitten 19a und 19b, von denen der Leitungsabschnitt 19b einen eigenständigen Anschlusss z. B. zum Vorratsbehälter bilden kann, durch entspre­ chende, druckbegrenzende oder druckbestimmende Elemente auch unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Das Entlastungsventil 27 ist seinerseits in Schließrichtung be­ züglich seines kolbenartigen Sperrelementes 29 federbelastet, und das kolbenartige Sperrelement 29 ist desweiteren durch ei­ nen Anschluss 30 an den Bereich 22 des Rücklaufes 18 über den jeweils im Bereich 22 gegebenen Druck in Schließrichtung beauf­ schlagt.

Eine in dieser oder ähnlicher Weise aufgebaute Versorgungsver­ bindung 23 gewährleistet, dass der im Abschnitt 22 des Rücklau­ fes 18 anstehende Druck bei entsprechend schwacher Federausle­ gung des bevorzugt durch ein Rückschlagventil gebildeten Sperr­ elementes 25 auch im Druckraum ansteht und damit den zum Bei­ spiel durch einen Niederhaltekolben gebildeten, mit Schließ­ druck beaufschlagten Teil 7 bzw. die Düsennadel 3 in Schließ­ richtung belastet. Entsprechend wirken sich auch in der Über­ gangsphase beim Umschalten des Steuerventiles 8 zwischen seinen Endstellungen durch Überschneidung zustande kommende Druckstöße aus, so dass mit der Umschaltung des Steuerventiles 8 aus sei­ ner den hochdruckseitigen Kanalanschluss 12 mit dem Kanalan­ schluss 13, über den die Düsennadel 3 in Öffnungsrichtung druckbeaufschlagt wird, zugeordneten Endstellung in die andere, die Kanalanschlüsse 13 und 14 verbindende Endstellung eine Druckbeaufschlagung des in Schließrichtung beaufschlagten Ele­ mentes 7 verbunden ist, die, ungeachtet des nachfolgenden Druckabfalles, zu einem schnellen Schließen der Düsennadel 3 führt.

Bei der Umstellung in Gegenrichtung, aus der die Kanalanschlüs­ se 13 und 14 verbindenden Endstellung in die die Kanalanschlüs­ se 12 und 13 verbindende Endstellung, ergibt sich rücklaufsei­ tig in der Umschaltphase ebenfalls ein gewisser, rücklaufseiti­ ger Druckanstieg, über den zunächst, ergänzend zur Federanord­ nung 5, eine erhöhte Schließkraft für die Düsennadel 3 sicher­ gestellt ist, bis ein ausreichender Öffnungsdruck in der Druck­ kammer 16 aufgebaut ist, der durch Beaufschlagung der Druck­ schulter 17 zu einer Umstellung der Düsennadel 3 in die Öff­ nungsstellung führt. Diese Umstellung ist mit einer entspre­ chenden Verringerung des Volumens des Druckraumes 6, und damit einem Druckanstieg im Druckraum 6, verbunden, der sich prinzi­ piell verzögernd auf die Bewegung der Düsennadel 3 in Öffnungs­ richtung aufgrund der aufgebauten Gegenkraft auswirkt. Dem wirkt der Druckabbau über das Entlastungsventil 27 entgegen, das bei Druckaufbau in der Ablaufleitung 26 in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, wodurch das kolbenartige Sperrelement 29 aus seiner sperrenden Anschlaglage abgehoben wird und über den Querkanal 28, bezogen auf das Ausführungsbeispiel, den Ablauf auf den Leitungsabschnitt 19a des Bereiches 19 des Rücklaufes 18, bzw. den Leitungsabschnitt 19b freigibt, in dem ein niedri­ geres Druckniveau als im Bereich 22 des Rücklaufes 18 gegeben ist.

Die Düsennadel 3 wird, wie vorstehend erkennbar, also erst ge­ öffnet, wenn der Druck über dem in Schließrichtung baufschlag­ ten Teil 7 der Düsennadel 3 und damit im Druckraum 6 absinkt, weil die Verbindung zwischen den Kanalanschlüssen 12 und 13 zu­ nehmend abgesperrt wird und der Druck im Bereich 22 mit An­ schluss 30 durch Abfließen von Hydraulikmedium über das Element 21 abfällt. Dieser Druckabfall führt dazu, dass das Entlas­ tungsventil 27, gegen den Druck in der Ablaufleitung 26, nicht mehr in Schließstellung gehalten wird, so dass die Verbindung zum Bereich 19 des Rücklaufes 18 freigegeben wird, womit der Druck über dem in Schließrichtung beaufschlagten Teil 7 ab­ fällt.

Fig. 3 und 4 zeigen in Schließstellung (Fig. 3) und in Öff­ nungsstellung (Fig. 4) die Einzelheit B bei Ausbildung des Sperrelementes 29 des Entlastungsventiles 27 als Sperrkolben, der in der Schließlage auf einer Sitzbuchse 31 aufsitzt, die dem zum Querkanal 28 benachbarten Ende der Ablaufleitung 26 zu­ geordnet ist. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es zweck­ mäßig sein, das Entlastungsventil 27 ebenso wie das Rückschlag­ ventil 25 angrenzend an eine Teilebene 32 des Injektors 1 vor­ zusehen, so dass sich die entsprechenden Bohrungen und Kanal­ führungen in einfacher Weise einarbeiten lassen. Bezogen auf das Entlastungsventil 27 ist ausgehend von dieser Teilebene 32 einerseits das als Sperrkolben ausgebildete Sperrelement 29 und der Querkanal 28 eingearbeitet, während gegenüberliegend die Sitzbuchse 31 vorgesehen ist. Das Sperrelement 29 ist im Über­ gang zum Anschluss 30 über eine Feder 33 belastet, und über den Anschluss 30 einerseits und die Sitzbuchse 31 am Ende der Ab­ laufleitung 26 ergeben sich bezogen auf das Sperrelement 29 entgegengerichtet durckbeaufschlagte Flächen, die in Verbindung mit der Auslegung der Feder 33 eine Abstimmung des Entlastungs­ ventiles 27 im Hinblick auf die Kräfte bzw. Drücke ermöglichen, bei denen das Entlastungsventil 27 öffnen bzw. schließen soll. Das Sperrelement 29 kann, unter Wegfall der Sitzbuchse 31, auch unmittelbar gegen die entsprechende Fläche in der Teilebene 32 anliegen, wofür es zweckmäßig ist, diese entsprechend zu här­ ten. Bevorzugt sind - bezogen auf die Öffnungslage des Ent­ lastungsventiles 27 - dessen gegensinnig druckbeaufschlagte Flächen gleich groß, so dass die Rückstellkraft der Feder 33 klein sein kann.

Das Entlastungsventil 27 ist in Fig. 4 in der Öffnungsstellung des Sperrelementes 29 gezeigt und über den Pfeil 34 ist die in dieser Öffnungslage des Sperrelementes 29 gegebene Verbindung der Ablaufleitung 26 zum Leitungsabschnitt 19b des Rücklaufes 18 veranschaulicht.

Während die Fig. 3 und 4, entsprechend Fig. 2, von einer ge­ trennten Leitungsführung in der Versorgungsverbindung 23 für den Zulauf (Zulaufleitung 24) und den Ablauf (Ablaufleitung 26) ausgehen, zeigen die Fig. 5 und 6 Ausgestaltungen, bei denen der über die Versorgungsverbindung 23 erfolgende Zu- und Ablauf zur bzw. von der Stichleitung 20 über eine gemeinsame Leitungs­ verbindung 35 erfolgt, der die Sitzbuchse 31 zugeordnet ist. In entsprechender Weise ist die Funktion des in Gegenrichtung zum Zulauf sperrenden Elementes, das in der Ausgestaltung gemäß Fig. 2 durch ein sperrendes Element 25 in Form eines Rückschlagventiles gebildet ist, in das Entlastungsventil 36 integriert, wobei das Entlastungsventil 36 in seinem Grundauf­ bau dem Entlastungsventil 27 gemäß Fig. 3 und 4 entspricht, zu­ sätzlich aber eine Sperrfunktion wahrnimmt.

In den Ausführungen gemäß Fig. 5 und 6 bildet dementsprechend der Anschluss 30 einen Teil der Zulaufverbindung, und es ist das als Sperrkolben ausgebildete Sperrelement 37 mit einer Durchtrittsbohrung 38 versehen, die in der Verbindung des An­ schlusses 30 zur Leitungsverbindung 35 liegt und die in Gegen­ richtung zum Zulauf, entsprechend der Rückschlagfunktion des sperrenden Elementes 25, über eine federbelastete Sperrkugel 39 absperrbar ist, auch bei geöffnetem Entlastungsventil 36 mit von der Sitzbuchse 31 abgehobenem Sperrelement 37.

Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung, bei der auf eine völlige Sper­ rung entgegen der Zulaufrichtung verzichtet ist und die Durch­ trittsbohrung 38 gemäß Fig. 5 durch einen Drosselkanal 40 er­ setzt ist, womit fallweise eine ausreichende Sperrfunktion er­ reichbar ist.

Fig. 5 und 6 entsprechend im übrigen Aufbau jenem gemäß Fig. 3 und 4 und es wird auf die diesbezüglichen Darlegungen verwie­ sen.

Fig. 7 zeigt für das Entlastungsventil 27 eine weitere Ausges­ taltung, bei der dessen Sperrelement 41 wiederum als über eine Feder 33 beaufschlagter Sperrkolben ausgebildet ist, der Sperr­ kolben aber nicht nur in der Schließstellung durch Anlage in der Teilebene 32 gegen die Leitung 26 sperrt, sondern den Mün­ dungsquerschnitt des Querkanales 28 auch übersteuert und da­ durch hubabhängig freigibt, womit eine weitere Einflussgröße in der wechselseitigen Abstimmung gewonnen ist. In Anpassung an den Kreisquerschnitt der Aufnahmebohrung für das Sperrelement 41 weist dieses einen Außendurchmesser auf, der dem Bohrungs­ durchmesser entspricht, so dass sich im Mündungsbereich des Querkanales 28 eine entsprechende Überdeckung ergibt. Zur Ab­ stimmung der in der Schließlage des Sperrelementes 41 gegebe­ nen, druckbeaufschlagten Flächen kann dieses stirnseitig zur Ablaufleitung 26 eine Aussparung 42 aufweisen, womit auch eine ringförmige Druckzone 43 geschaffen werden kann, die von der Größe des Querschnittes der Ablaufleitung 26 weitgehend unab­ hängig ist.

Claims (21)

1. Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen, der ein zwischen zwei Endstellungen mit Überschneidung umschaltbares Steuerven­ til und eine über das Steuerventil an einen hochdruckseitigen Zulauf und an einen Rücklauf anschließende Einspritzdüse mit einer in Schließrichtung federbelasteten Düsennadel umfasst, die hochdruckseitig beaufschlagt öffnet und zur Federbelastung ergänzend durch Verbindung zum Rücklauf in Schließrichtung druckbeaufschlagbar ist, wobei der Rücklauf Bereiche unter­ schiedlichen Druckniveaus aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf (18) abzweigend von seinem Bereich (22) höhe­ ren Druckniveaus einen in Gegenrichtung sperrenden Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagten Teil (7) der Düsennadel (3) aufweist, der ablaufseitig über ein Entlastungsventil (27, 36) mit dem auf niedrigerem Druckniveau liegenden Bereich (19) verbunden ist.

2. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf niedrigerem Druckniveau liegende Bereich (19) des Rücklaufes (18) gesonderte Leitungsabschnitte (19a, 19b) auf­ weist.

3. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (19, 22) des Rücklaufes (18) in Rücklaufrich­ tung aneinander anschließen.

4. Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem auf höherem Druckniveau liegenden Bereich (22) des Rücklaufes (18) als druckabsenkendes Element (21) eine Drossel zugeordnet ist.

5. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem auf höherem Druckniveau liegendem Bereich (22) des Rücklaufes (18) als druckbegrenzendes Element (21) ein Druckbe­ grenzungsventil zugeordnet ist.

6. Einspritzinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander folgenden Bereiche (19, 22) des Rücklaufes (18) über ein druckbegrenzendes oder druckabsenkendes Element (21) verbunden sind.

7. Einspritzinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das druckbegrenzende Element (21) als Druckbegrenzungsven­ til ausgebildet ist.

8. Einspritzinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das druckabsenkende Element (21) als Drossel ausgebildet ist.

9. Einspritzinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagbaren Teil (7) der Düsennadel (3) als in Gegenrichtung sperrendes Element (25) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.

10. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagbaren Teil (7) der Düsennadel (3) als in Gegenrichtung sperrendes Element (25) ein Wegeventil vorgesehen ist.

11. Einspritzinjektor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das im Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagbaren Teil (7) der Düsennadel (3) vorgesehene, sperrende Element (25) in Schließrichtung federbelastet ist.

12. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das im Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagten Teil (7) der Düsennadel (3) vorgesehene, sperrende Element (25) in Schließrichtung druckbeaufschlagbar ist.

13. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das im Zulauf auf den durch Schließdruck beaufschlagten Teil (7) der Düsennadel (3) vorgesehene Element (25) in seinem Schließdruck in Abhängigkeit vom Druck im Rücklauf (18) gesteu­ ert ist.

14. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (27) als federbelastetes Sperrventil ausgebildet ist.

15. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (27) als druckbeaufschlagtes Sperr­ ventil ausgebildet ist.

16. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (27) als Wegeventil ausgebildet ist.

17. Einspritzinjektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Wegeventil druckabhängig gesteuert ist.

18. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (27) den Querschnitt des vom in Schließrichtung druckbeaufschlagten Teil ausgehenden Ablaufs un­ abhängig steuernd ausgebildet ist.

19. Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (27) in Abhängigkeit vom Druck in dem auf höherem Druckniveau liegenden Bereich (22) des Rücklau­ fes (18) gesteuert ist.

20. Einspritzinjektor nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das als druckbeaufschlagtes Sperrventil ausgebildete Ent­ lastungsventil (27) an den auf höherem Druckniveau liegenden Bereich (22) des Rücklaufes angeschlossen ist.

21. Einspritzinjektor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das druckbeaufschlagte Sperrventil ein kolbenartiges Sperrelement (29, 37, 41) aufweist.