DE10160256A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Steuerventileinrichtung (60) mit wenigstens zwei elektrisch gesteuerten Steuerventilen (62, 72) auf, die durch einen einzigen elektromagnetischen Aktor (64) gesteuert werden und die jeweils ein Steuerventilglied (63, 73) aufweisen, das gegen eine Rückstellkraft zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen bewegbar ist, wobei das Steuerventilglied (63) eines ersten Steuerventils (62) durch den Aktor (64) bewegbar ist und das Steuerventilglied (73) wenigstens eines zweiten Steuerventils (72) zumindest mittelbar durch das Steuerventilglied (63) des ersten Steuerventils (62) bewegbar ist. Durch das Steuerventilglied (63) des ersten Steuerventils (62) wird zumindest mittelbar ein kraftstoffgefüllter Koppelraum (71) begrenzt, wobei bei der Schaltbewegung des Steuerventilglieds (63) der Druck im Steuerdruckraum (71) verändert wird und das Steuerventilglied (73) des zweiten Steuerventils (72) zumindest mittelbar vom Druck im Koppelraum (71) beaufschlagt ist und durch die im Koppelraum (71) erfolgende Druckänderung zwischen seinen wenigstens zwei Schaltstellungen bewegbar ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die
EP 0 823 549 A2 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung
weist eine Steuerventileinrichtung mit zwei elektrisch
gesteuerten Steuerventilen auf. Die beiden Steuerventile
werden durch einen einzigen Elektromagneten gesteuert und
weisen jeweils ein Steuerventilglied auf, das gegen eine
Rückstellkraft zwischen zwei Schaltstellungen bewegbar ist.
Das Steuerventilglied eines ersten Steuerventils weist als
Teil des Elektromagneten einen Magnetanker auf, der durch
Bestromung einer Magnetspule des Elektromagneten bewegbar
ist. Das Steuerventilglied des zweiten Steuerventils ist mit
dem Steuerventilglied des ersten Steuerventils über eine
Feder gekoppelt und wird bei entsprechender Bestromung der
Magnetspule über diese Kopplung durch das Steuerventilglied
des ersten Steuerventils bewegt. Die Steuerventilglieder der
beiden Steuerventile müssen dabei koaxial hintereinander
angeordnet sein, wodurch die Steuerventileinrichtung eine
große Baulänge aufweist.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den
Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
die Steuerventilglieder der Steuerventile beliebig
zueinander angeordnet werden können, so daß die
Steuerventileinrichtung flexibel an unterschiedliche
Einbaubedingungen an der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
angepaßt werden kann.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Durch die
Weiterbildung gemäß Anspruch 4 oder 5 kann die Steifigkeit
der Kopplung zwischen den Steuerventilgliedern gezielt
eingestellt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer
Steuerventileinrichtung für eine Brennkraftmaschine in
schematischer Darstellung, Fig. 2 vergrößert die
Steuerventileinrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, Fig. 3 die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel, Fig. 4 die Steuerventileinrichtung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und Fig. 5 die
Steuerventileinrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine
Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs
dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als
sogenanntes Pumpe-Düse-System oder Pumpe-Leitung-Düse-System
ausgebildet und weist für jeden Zylinder der
Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffpumpe 20, ein
Kraftstoffeinspritzventil 12 sowie eine das
Kraftstoffeinspritzventil 12 mit der Kraftstoffpumpe 10
verbindende Leitung 14 auf. Bei einem Pumpe-Düse-System sind
die Kraftstoffpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12
zu einer Baueinheit zusammengefaßt und die Leitung 14
verläuft in dieser Baueinheit. Bei einem Pumpe-Leitung-Düse-
System sind die Kraftstoffpumpe 10 und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 voneinander getrennt angeordnet
und die Leitung 14 verläuft beispielsweise in Form einer
Rohrleitung zwischen diesen Bauteilen. Die Kraftstoffpumpe
10 weist einen in einem Zylinder 16 dicht geführten
Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer
Nockenwelle der Brennkraftmaschine gegen die Kraft einer
Rückstellfeder 21 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der
Pumpenkolben 18 begrenzt im Zylinder 16 einen
Pumpenarbeitsraum 22, in dem durch den Pumpenkolben 18
Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem
Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 zugeführt, beispielsweise
mittels einer nicht dargestellten Niederdruckpumpe.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26
auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein
kolbenförmiges Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30
längsverschiebbar geführt ist. 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 ausgebildeten 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 durch eine radiale
Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied
28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das
Einspritzventilglied 28 weist im Bereich des Druckraums 40
durch eine Querschnittsverringerung zum Brennraum hin eine
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 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der
sich an die Bohrung 30 anschließt. An den Federraum 46
schließt sich an dessen der Bohrung 30 abgewandtem Ende im
Ventilkörper 26 eine weitere Bohrung 48 an, in der ein
Kolben 50 dicht geführt ist. Der Kolben 50 kann mit dem
Einspritzventilglied 28 verbunden sein oder der Kolben 50
kann sich alternativ auch an der Schließfeder 44 und somit
mittelbar am Einspritzventilglied 28 abstützen. Der Kolben
50 begrenzt mit seiner dem Federraum 46 abgewandten
Stirnseite einen Steuerdruckraum 52 im Ventilkörper 26. Die
Leitung 14 mündet in den Druckraum 40.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine
Steuerventileinrichtung 60 auf, die vorzugsweise am
Kraftstoffeinspritzventil 12 angeordnet ist und in Fig. 2
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die
Steuerventileinrichtung 60 weist ein erstes elektrisch
gesteuertes Steuerventil 62 und ein zweites elektrisch
gesteuertes Steuerventil 72 auf. Das erste Steuerventil 62
weist ein Steuerventilglied 63 auf, das durch einen Aktor in
Form eines Elektromagneten 64 gegen eine Rückstellkraft, die
durch eine Rückstellfeder 65 erzeugt wird, zwischen zwei
Schaltstellungen bewegbar ist. Der Elektromagnet 64 wird
durch eine elektrische Steuereinrichtung 61 angesteuert. Das
Steuerventilglied 63 ist in einer Bohrung 66 eines
Ventilkörpers der Steuerventileinrichtung 60 verschiebbar
geführt. Das Steuerventilglied 63 weist durch eine
Querschnittsverringerung eine etwa kegelförmige Dichtfläche
67 auf, die mit einem durch eine entsprechende
Querschnittserweiterung der Bohrung 66 gebildeten etwa
kegelförmigen Ventilsitz 68 zusammenwirkt. Mit dem
Steuerventilglied 63 ist an dessen der Rückstellfeder 65
gegenüberliegendem Endbereich ein flanschförmiger
Magnetanker 69 des Elektromagneten 64 verbunden. Der
Elektromagnet 64 weist außerdem eine dem Magnetanker 69
axial gegenüberliegende feststehende Magnetspule 70 auf. Das
erste Steuerventil 62 kann als 2/2- oder 2/3-Wegeventil
ausgebildet sein.
Die Bohrung 66 ist an ihrem der Magnetspule 70 abgewandten
Ende mit einem kraftstoffgefüllten Koppelraum 71 verbunden.
Die Stirnseite des Steuerventilglieds 63 bildet in der
Bohrung 66 eine bewegliche Begrenzung des Koppelraums 71. Es
kann vorgesehen sein, daß das Steuerventilglied 63 mit
seinem Endbereich aus der Bohrung 66 herausragt und in den
Koppelraum 71 eintaucht. Die Rückstellfeder 65 kann zwischen
einer Wand des Koppelraums 71 und der Stirnseite des
Steuerventilglieds 63 eingespannt sein. Bei der in Fig. 1
dargestellten Ausbildung der Steuerventileinrichtung 60
befindet sich das erste Steuerventil 62 durch die Kraft der
Rückstellfeder 65 bei nicht bestromtem Elektromagneten 64 in
einer geöffneten ersten Schaltstellung, in der die
Dichtfläche 67 vom Ventilsitz 68 abgehoben ist. Zur
Umschaltung des ersten Steuerventils 62 in seine
geschlossene zweite Schaltstellung wird der Elektromagnet 64
bestromt, sodaß der Magnetanker 69 durch die Magnetspule 70
angezogen wird. Das Steuerventilglied 63 wird dabei axial
gegen die Kraft der Rückstellfeder 65 bewegt, bis es mit
seiner Dichtfläche 67 am Ventilsitz 68 anliegt. Bei der
Bewegung des Steuerventilglieds 63 bewirkt dieses durch die
Verringerung des Volumens des Koppelraums 71 eine Erhöhung
des Drucks im Koppelraum 71.
Das zweite Steuerventil 72 weist ein Steuerventilglied 73
auf, das in einer Bohrung 76 eines Ventilkörpers der
Steuerventileinrichtung 60 gegen eine Rückstellkraft
verschiebbar geführt ist, die durch eine Rückstellfeder 75
erzeugt wird. Das Steuerventilglied 73 weist durch eine
Querschnittsverringerung eine etwa kegelförmige Dichtfläche
77 auf, die mit einem durch eine entsprechende
Querschnittserweiterung der Bohrung 76 gebildeten etwa
kegelförmigen Ventilsitz 78 zusammenwirkt. Die der
Rückstellfeder 75 abgewandte Stirnseite des
Steuerventilglieds 73 ist vom Druck im Koppelraum 71
beaufschlagt. Der Endbereich des Steuerventilglieds 73 kann
beispielsweise in den Koppelraum 71 ragen. Wenn der Druck im
Koppelraum 71 gering ist, so befindet sich das zweite
Steuerventil 72 in einer geöffneten ersten Schaltstellung,
in der die Dichtfläche 77 vom Ventilsitz 78 abgehoben ist.
Wenn durch das Steuerventilglied 63 des ersten Steuerventils
62 der Druck im Koppelraum 71 ausreichend erhöht ist, so
wird das Steuerventilglied 73 des zweiten Steuerventils 72
gegen die Kraft der Rückstellfeder 75 bewegt und das zweite
Steuerventil 72 in eine geschlossene zweite Schaltstellung
umgeschaltet, in der dessen Steuerventilglied 73 mit seiner
Dichtfläche 77 am Ventilsitz 78 anliegt. Das zweite
Steuerventil 72 ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet.
Abweichend zum vorstehend beschriebenen kann auch vorgesehen
sein, daß sich das erste Steuerventil 62 in nicht bestromtem
Zustand des Elektromagneten 64 in einer ersten geschlossenen
Schaltstellung befindet und durch Bestromung des
Elektromagneten 64 in seine zweite geschlossene
Schaltstellung umgeschaltet wird. Weiterhin kann vorgesehen
sein, daß sich das zweite Steuerventil 72 in nicht
bestromtem Zustand des Elektromagneten 64 und damit
drucklosem Koppelraum 71 in einer ersten geschlossenen
Schaltstellung befindet und durch Bestromung des
Elektromagneten 64 und damit Druckerhöhung im Koppelraum 71
in seine zweite geöffnete Schaltstellung umgeschaltet wird.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß der Elektromagnet 64
mit unterschiedlicher Stromstärke abgesteuert werden kann,
wobei das Steuerventilglied 63 des ersten Steuerventils 62
ausgehend von einer ersten Schaltstellung bei unbestromtem
Elektromagneten 64 bei Bestromung mit einer ersten
Stromstärke in eine zweite Schaltstellung bewegt wird und
bei Bestromung mit einer zweiten höheren Stromstärke in eine
dritte Schaltstellung bewegt wird. Entsprechend werden durch
das Steuerventilglied 63 des ersten Steuerventils 62 im
Koppelraum 71 zwei unterschiedliche Druckniveaus
eingestellt. Es ist dabei vorgesehen, daß das zweite
Steuerventil 72 bereits bei Erreichen eines ersten
Druckniveaus im Koppelraum 71 in seine zweite Schaltstellung
umgeschaltet wird. Die Steifigkeit der Kopplung zwischen dem
ersten Steuerventil 62 und dem zweiten Steuerventil 72 über
den Koppelraum 71 kann nach der Gleichung c = E A/V
ermittelt werden, wobei E der Elastizitätsmodul des
Kraftstoffs im Koppelraum 71 ist, A die Querschnittsfläche
des Steuerventilglieds 63 des ersten Steuerventils 62 ist
und V das Volumen des Koppelraums 71 ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird durch das zweite
Steuerventil 72 der Steuerventileinrichtung 60 zumindest
mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit
einem Entlastungsraum gesteuert, als der beispielsweise der
Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann. Durch das zweite
Steuerventil 72 kann direkt die Verbindung des
Pumpenarbeitsraums 22 oder die Verbindung der Leitung 14
oder die Verbindung des Druckraums 40 mit dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 gesteuert werden. Wenn sich das
zweite Steuerventil 72 in seiner geöffneten Schaltstellung
befindet, in der die Verbindung zum
Kraftstoffvorratsbehälter 24 geöffnet ist, so kann sich im
Pumpenarbeitsraum 22, der Leitung 14 und dem Druckraum 40
kein Hochdruck aufbauen. Wenn das zweite Steuerventil 72 in
seine geschlossene Schaltstellung umgeschaltet ist, in der
die Verbindung zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt
ist, so kann sich im Pumpenarbeitsraum 22, der Leitung 14
und dem Druckraum 40 Hochdruck entsprechend dem Profil des
den Pumpenkolben 18 antreibenden Nockens 20 aufbauen.
Durch das erste Steuerventil 62 der Steuerventileinrichtung
60 wird der Druck im Steuerdruckraum 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 gesteuert. Hierzu wird durch
das erste Steuerventil 62 beispielsweise eine Verbindung des
Steuerdruckraums 52 zumindest mittelbar mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 gesteuert. In der Verbindung des
Steuerdruckraums 52 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 kann eine
Drosselstelle 57 vorgesehen sein. Der Steuerdruckraum 52 ist
dabei ständig zumindest mittelbar mit einem Entlastungsraum
verbunden, als der der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen
kann. In der Verbindung zwischen dem Steuerdruckraum 52 und
dem Entlastungsraum 24 kann eine weitere Drosselstelle 59
vorgesehen sein. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 64
befindet sich das erste Steuerventil 62 in einer ersten
geöffneten Schaltstellung, in der die Verbindung des
Steuerdruckraums 52 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 geöffnet
ist und sich somit im Steuerdruckraum 52 derselbe Druck wie
im Pumpenarbeitsraum 22 herrscht. Das zweite Steuerventil 72
befindet sich bei nicht bestromtem Elektromagneten 64 in
seiner geöffneten Stellung, so daß der Pumpenarbeitsraum 22
mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist. Zum Beginn der
Kraftstoffeinspritzung, beispielsweise für eine
Voreinspritzung, wird das erste Steuerventil 62 in eine
dritte, geschlossene Stellung gebracht, so daß das zweite
Steuerventil 72 wegen der Druckerhöhung im Koppelraum 71 in
seine geschlossene Stellung umschaltet. Der
Pumpenarbeitsraum 22 ist dann vom Kraftstoffvorratsbehälter
24 getrennt, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im
Druckraum 40 Hochdruck aufbaut und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Durch das geschlossene
erste Steuerventil 62 ist der Steuerdruckraum 52 vom
Pumpenarbeitsraum 22 getrennt, so daß in diesem kein
Hochdruck herrscht, da der Steuerdruckraum 52 zum
Entlastungsraum 24 druckentlastet ist. Zur Beendigung der
Voreinspritzung wird das erste Steuerventil 62 in eine
zweite, geöffnete geschlossene Stellung umgeschaltet, in der
die Verbindung des Steuerdruckraums 52 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 geöffnet ist, so daß sich im
Steuerdruckraum 52 Hochdruck aufbaut und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Das zweite
Steuerventil 72 bleibt dabei in seiner geschlossenen
Stellung, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom
Entlastungsraum 24 getrennt ist. Infolge des Hochdrucks im
Steuerdruckraum 52 schließt das Kraftstoffeinspritzventil
12, da dieser zumindest mittelbar über den Kolben 50 bzw.
die Schließfeder auf das Einspritzventilglied 28 wirkt und
dieses mit seiner Dichtfläche 34 gegen den Ventilsitz 36
drückt auch wenn im Druckraum 40 weiterhin Hochdruck
herrscht. Für eine weitere Einspritzung, insbesondere eine
Haupteinspritzung, wird das erste Steuerventil 62 wieder in
seine dritte, geschlossene Stellung gebracht, so daß der
Steuerdruckraum 52 druckentlastet ist und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Zur Beendigung der
Haupteinspritzung wird das erste Steuerventil 62 wieder in
seine geöffnete zweite Stellung gebracht, während das zweite
Steuerventil 62 geschlossen bleibt, so daß das
Kraftstoffeinspritzventil 12 infolge des Hochdrucks im
Steuerdruckraum 52 schließt. Für eine Nacheinspritzung wird
das erste Steuerventil 62 nochmals in seine dritte,
geschlossene Stellung gebracht, so daß der Steuerdruckraum
52 wieder druckentlastet ist und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Zur Beendigung der
Nacheinspritzung wird das erste Steuerventil 62 in seine
erste geöffnete Stellung gebracht und das zweite
Steuerventil 72 wird ebenfalls in seine geöffnete Stellung
gebracht.
In Fig. 3 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der
Aufbau der Steuerventileinrichtung 60 gleich wie beim ersten
Ausführungsbeispiel ist. Das erste Steuerventil 62 wird
durch einen Elektromagneten 64 gesteuert. Durch das erste
Steuerventil 62 wird zumindest mittelbar eine Verbindung des
Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24
als Entlastungsraum gesteuert, wobei in dieser Verbindung
wenigstens eine Drosselstelle 58 vorgesehen ist. Durch das
zweite Steuerventil 72 wird abweichend vom ersten
Ausführungsbeispiel ebenfalls zumindest mittelbar eine
Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 als Entlastungsraum gesteuert.
Durch das erste Steuerventil 62 wird somit eine gedrosselte
Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem
Kraftstoffvorratsbehälter 24 gesteuert und durch das zweite
Steuerventil 72 wird eine ungedrosselte Verbindung des
Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24
gesteuert. Wenn keine Kraftstoffeinspritzung erfolgen soll,
so befindet sich das erste Steuerventil 62 in seiner
Schaltstellung, in der die gedrosselte Verbindung des
Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24
geöffnet ist und das zweite Steuerventil 72 befindet sich in
seiner Schaltstellung, in der die ungedrosselte Verbindung
des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter
24 geöffnet ist. Zum Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird
das erste Steuerventil 62 in eine Schaltstellung gebracht,
in der die gedrosselte Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22
mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 weiterhin geöffnet ist,
jedoch das zweite Steuerventil 72 durch die Druckerhöhung im
Koppelraum 71 in eine zweite Schaltstellung gebracht wird,
in der die ungedrosselte Verbindung des Pumpenarbeitsraums
22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt ist.
Infolge der gedrosselten Verbindung des Pumpenarbeitsraums
22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 kann sich im
Pumpenarbeitsraum 22 nicht der volle Hochdruck aufbauen, so
daß die Kraftstoffeinspritzung mit relativ geringem Druck
beginnt. Mit zeitlicher Verzögerung wird das erste
Steuerventil 62 in eine dritte Schaltstellung gebracht, in
der die gedrosselte Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit
dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt ist, während das
zweite Steuerventil 72 in seiner geschlossenen Stellung
verbleibt. Das bei der Umschaltung des ersten Steuerventils
62 in seine dritte Schaltstellung verdrängte Volumen wird im
Koppelraum 71 komprimiert. Der Pumpenarbeitsraum 22 ist dann
ganz vom Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt und im
Pumpenarbeitsraum 22 baut sich Hochdruck entsprechend dem
Profil des Nockens 20 auf und die Kraftstoffeinspritzung
erfolgt mit hohem Druck. Die Anordnung der Steuerventile
62, 72 kann auch umgekehrt wie vorstehend beschrieben sein,
so daß durch das erste Steuerventil 62 die ungedrosselte
Verbindung gesteuert wird und durch das zweite Steuerventil
72 die gedrosselte Verbindung gesteuert wird.
In Fig. 4 ist die Steuerventileinrichtung 160 gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem nachfolgend
im wesentlichen nur die vom ersten Ausführungsbeispiel
abweichenden Merkmale erläutert werden. Das
Steuerventilglied 163 des ersten Steuerventils 162 steuert
hierbei nicht direkt den Druck im Koppelraum 171, sondern
das Steuerventilglied 163 ist über ein federndes Element 180
beispielsweise in Form einer Feder mit einem Steuerkolben
182 gekoppelt, der den Koppelraum 171 begrenzt. Der
Steuerkolben 182 stützt sich über eine Rückstellfeder 165 im
Koppelraum 171 ab. Wenn das Steuerventilglied 163 durch
Bestromung des Elektromagneten 164 bewegt wird, so führt
dies nicht direkt zu einer Erhöhung des Drucks im Koppelraum
171 sondern es wird zunächst die Feder 180 komprimiert. Erst
wenn sich das Steuerventilglied 163 so weit bewegt hat, daß
die Kraft der Feder 182 geringer ist als die Kraft der
Rückstellfeder 165 wird der Steuerkolben 182 gegen die Kraft
der Rückstellfeder 165 mitbewegt und der Druck im Koppelraum
171 erhöht, so daß auch das zweite Steuerventil 172
umgeschaltet wird. Das zweite Steuerventil 172 ist gleich
wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
In Fig. 5 ist die Steuerventileinrichtung 260 gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem nachfolgend
im wesentlichen nur die vom ersten Ausführungsbeispiel
abweichenden Merkmale erläutert werden. Das
Steuerventilglied 273 des zweiten Steuerventils 272 ist
dabei nicht direkt vom Druck im Koppelraum 271 beaufschlagt
sondern ein Steuerkolben 282, der über ein federndes Element
280 beispielsweise in Form einer Feder mit dem
Steuerventilglied 273 gekoppelt ist. Wenn das
Steuerventilglied 263 des ersten Steuerventils 262 durch
Bestromung des Elektromagneten 264 bewegt wird, so führt
dies nicht direkt zu einer Bewegung des Steuerventilglieds
273 des zweiten Steuerventils 272 sondern zunächst zu einer
Bewegung des Steuerkolbens 282, bei der die Feder 280
komprimiert wird. Erst wenn sich der Steuerkolben 282 so
weit bewegt hat, daß die Kraft der Feder 282 geringer ist
als die Kraft der Rückstellfeder 275 wird das
Steuerventilglied 273 gegen die Kraft der Rückstellfeder 275
mitbewegt, so daß auch das zweite Steuerventil 272
umgeschaltet wird. Das erste Steuerventil 262 ist gleich wie
beim ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet.
Durch die beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel
vorgesehene Feder 182 bzw. 282 kann die Steifigkeit der
Kopplung zwischen dem Steuerventilglied 163 bzw. 263 des
ersten Steuerventils 162 bzw. 262 und dem Steuerventilglied
173 bzw. 273 des zweiten Steuerventils 172 bzw. 272 gezielt
eingestellt werden, ohne daß das Volumen des Koppelraums 171
bzw. 271 sehr groß gewählt werden muß.
Durch die Steuerventileinrichtung 60, 160, 260 können auch
beliebige andere Verbindungen einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesteuert werden als die
vorstehend erläuterten Verbindungen des Pumpenarbeitsraums
22 mit dem Kraftstoffvorratsbehälters 24 und die Verbindung
des Steuerdruckraums 52 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 oder
dem Kraftstoffvorratsbehälter 24.
Claims (8)
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine
Brennkraftmaschine mit einer Steuerventileinrichtung
(60; 160; 260), die wenigstens zwei elektrisch gesteuerte
Steuerventile (62, 72; 162, 172; 262, 272) aufweist, die durch
einen einzigen elektromagnetischen Aktor (64; 164; 264)
gesteuert werden und die jeweils ein Steuerventilglied
(63, 73; 163, 173; 263, 273) aufweisen, das gegen eine
Rückstellkraft zwischen wenigstens zwei Schaltstellungen
bewegbar ist, wobei das Steuerventilglied (63; 163; 263) eines
ersten Steuerventils (62; 162; 262) durch den Aktor
(64; 164; 264) bewegbar ist und das Steuerventilglied
(73; 173; 273) wenigstens eines zweiten Steuerventils
(72; 172; 272) zumindest mittelbar durch das Steuerventilglied
(63; 163; 263) des ersten Steuerventils (62; 162; 262) bewegbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Steuerventilglied
(63; 163; 263) des ersten Steuerventils (62; 162; 262) zumindest
mittelbar ein kraftstoffgefüllter Koppelraum (71; 171; 271)
begrenzt wird, wobei bei der Schaltbewegung des
Steuerventilglieds (63; 163; 263) der Druck im Steuerdruckraum
(71; 171; 271) verändert wird und daß das Steuerventilglied
(73; 173; 273) des zweiten Steuerventils (72; 172; 272)
zumindest mittelbar vom Druck im Koppelraum (71; 171; 271)
beaufschlagt ist und durch die im Koppelraum (71; 171; 271)
erfolgende Druckänderung zwischen seinen wenigstens zwei
Schaltstellungen bewegbar ist.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerventilglieder
(63, 73; 163, 173; 263, 273) der Steuerventile
(62, 72; 162, 172; 262, 272) nebeneinander angeordnet sind.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Koppelraum (71; 171; 271) ein
derart großes Volumen aufweist, daß dieses durch
Komprimierung eine Schaltbewegung des Steuerventilglieds
(63) des ersten Steuerventils (62) unabhängig von einer
Schaltbewegung des Steuerventilglieds (73) des zweiten
Steuerventils (72) ermöglicht.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilglied (163) des
ersten Steuerventils (162) über ein federndes Element (180)
mit einem beweglichen Steuerkolben (182) gekoppelt ist,
durch den der Koppelraum (171) begrenzt wird.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilglied
(273) des zweiten Steuerventils (272) über ein federndes
Element (280) mit einem beweglichen Steuerkolben (282)
gekoppelt ist, der vom Druck im Koppelraum (271)
beaufschlagt ist.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens eines der Steuerventile (62, 72; 162, 172; 262, 272)
als 2/2- oder 2/3-Wegeventil ausgebildet ist.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese
eine Kraftstoffpumpe (10) für jeden Zylinder der
Brennkraftmaschine aufweist, die einen durch die
Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen
Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22)
begrenzt, welcher mit einem an der Brennkraftmaschine
angeordneten Kraftstoffeinspritzventil (12) verbunden ist,
das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das
wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das
durch den im Pumpenarbeitsraum (22) erzeugten Druck gegen
eine Schließkraft in Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist, daß
durch eines der Steuerventile (62, 72; 162, 172; 262, 272)
zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums
(22) mit einem Entlastungsraum (24) gesteuert wird und daß
durch ein anderes der Steuerventile (62, 72; 162, 172; 262, 272)
der in einem Steuerdruckraum (52) des
Kraftstoffeinspritzventil (12) herrschende Druck gesteuert
wird, durch den das Einspritzventilglied (28) zumindest
mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt ist.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine
Kraftstoffpumpe (10) für jeden Zylinder der
Brennkraftmaschine aufweist, die einen durch die
Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen
Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22)
begrenzt, welcher mit einem an der Brennkraftmaschine
angeordneten Kraftstoffeinspritzventil (12) verbunden ist,
das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das
wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das
durch den im Pumpenarbeitsraum (22) erzeugten Druck gegen
eine Schließkraft in Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist, daß
durch eines der Steuerventile (62, 72; 162, 172; 262, 272)
zumindest mittelbar eine ungedrosselte Verbindung des
Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (24)
gesteuert wird und daß durch ein anderes der Steuerventile
(62, 72; 162, 172; 262, 272) zumindest mittelbar eine gedrosselte
Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem
Entlastungsraum (24) gesteuert wird.
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