DE102005055449A1

DE102005055449A1 - Kraftstoffeinspritzgerät für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE102005055449A1
Application number: DE200510055449
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Kariya Yamamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-06-01
Also published as: JP4218630B2; JP2006144704A

Abstract

Ein Kraftstoffeinspritzgerät weist einen Sammler (2), einen Verstärker (3), eine Düse (4), einen Hydraulikkreis, ein Hydraulikdruckventil (18) und ein Steuerventil (5) auf. Der Hydraulikkreis hat zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30), die das Steuerventil (5) parallel mit einer Rückdruckkammer (24) der Düse (4) verbinden. Einer (29) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) ist mit einem Sperrventil (31) bereitgestellt, das eine Kraftstoffströmung von dem Steuerventil (5) zu der Rückdruckkammer (24) gestattet und eine Kraftstoffströmung von der Rückdruckkammer (24) zu dem Steuerventil (5) verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzgerät für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für eine Dieselmaschine.
Als Kraftstoffeinspritzgerät für eine Brennkraftmaschine ist ein Common-Rail-System bekannt. Das Common-Rail-System ist mit einem Sammler (eine Common-Rail) bereitgestellt, der in sich bei einem vorbestimmten Druck Kraftstoff ansammelt, und dem unter Hochdruck stehenden, zugeführten Kraftstoff von dem Sammler über einen Einspritzer in einen Zylinder der Brennkraftmaschine einspritzt. Das Common-Rail-System weist eine herausragende Leistung auf, die einen Einspritzdruck und eine Einspritzmenge unabhängig voneinander steuern kann. Vor kurzem wurde verlangt, die Leistung von Common-Rail-Systemen weiter zu verbessern, um dafür zu sorgen, dass Abgas sauber wird, und um eine Kraftstoffverbrauchsleistung zu verbessern. US Patent Nr. 5622152 und sein Gegenstück JP-2885076-B2 offenbaren ein Kraftstoffeinspritzgerät, um diesem Verlangen auf einfache Weise zu begegnen.

Das in dem US Patent Nr. 5622152 offenbarte Kraftstoffeinspritzgerät ist bereitgestellt mit: einem Hydrauliksteuermechanismus zum Öffnen und Schließen der Düse, was ein Vorteil des Common-Rail-Systems ist; und einem Druckerhöhungsmechanismus, zum Erhöhen eines Kraftstoffdrucks in dem Sammler. Der Druckerhöhungsmechanismus ermöglicht eine Kraftstoffeinspritzung bei einem noch höheren Druck, und zwar sowohl von der Druckerhöhungssteuerung als auch von der Kraftstoffeinspritzsteuerung. Als Ergebnis kann das Kraftstoffeinspritzgerät einen Kraftstoffeinspritzdruck während einem Einspritzzyklus ändern, um eine Mikroeinspritzung bei einem niedrigen Druck zu realisieren, und eine Haupteinspritzung bei einem übergroßen Hochdruck, und um ein Muster eines Einspritzverhältnisses zu optimieren. Entsprechend wird eine weitere kleine Optimierung der Kraftstoffverbrennung erhalten.

Bei dem voranstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzgerät, das in dem US Patent Nr. 5622152 offenbart ist, ist es jedoch im Wesentlichen notwendig, zwei Vorgänge unabhängig voneinander zu steuern, nämlich den Druckerhöhungsvorgang und den Kraftstoffeinspritzvorgang. Somit erfordert das Kraftstoffeinspritzgerät z. B. zumindest zwei Stellglieder, wodurch die Konstruktion des Systems kompliziert wird, und dessen Herstellungskosten erhöht sind.

In diesem Zusammenhang offenbart JP-2003-106235-A2 ein anderes Kraftstoffeinspritzgerät, das Funktionen erreicht, die denen des voranstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzsystems (offenbart in dem US Patent Nr. 5622152 und JP-2885076-B2) äquivalent sind.

9 stellt einen Hydraulikkreislauf des in der JP-2003-106235-A2 offenbarten Kraftstoffeinspritzgeräts dar. Das Kraftstoffeinspritzgerät weist ein Steuerventil 100 auf, das durch ein Stellglied angetrieben ist. Das Steuerventil 100 ist über einen Kraftstoffdurchtritt 130 mit einem Verstärker 110, über einen Kraftstoffdurchtritt 140 mit einer Düse 120, und über einen Kraftstoffdurchtritt 150 mit einem Sammler 160 verbunden. Das Steuerventil 100 ist bereitgestellt mit: einer Hydraulikdrucköffnung 101, die mit den Kraftstoffdurchtritten 130, 140 verbunden ist; und einer Niederdrucköffnung 102, die mit einem Niederdruckseitenabflussdurchtritt 170 verbunden ist. Ein Ventilkörper 103 wird zwischen Folgendem betrieben: einer Ventilschließposition (der in 9 gezeigten Position), um eine Verbindung zwischen der Hydraulikdrucköffnung 101 und der Niederdrucköffnung 102 zu blockieren; und einer Ventilöffnungsposition, um die Verbindung zwischen der Hydraulikdrucköffnung 101 und der Niederdrucköffnung 102 zu ermöglichen.

Wenn der Ventilkörper 103 zu der Ventilschließposition getrieben wird, wird Kraftstoff in dem Sammler 160 zu einer Steuerkammer 111 des Verstärkers 110 und einer Rückdruckkammer 121 der Düse 120 übertragen. In dem Verstärker 110 ist zu dieser Zeit der Hydraulikdruck zwischen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten eines in dem Verstärker 110 installierten Hydraulikkolbens 112 im Ausgleich. Somit erhöht sich der Druck des Kraftstoffs nicht, der von dem Sammler 160 über den Kraftstoffdurchtritt 180 zu der Druckerhöhungskammer 113 zugeführt wird. Gleichzeitig behält eine Nadel (nicht gezeigt) in der Düse 120, die in dieser installiert ist und den Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 121 empfängt, einen geschlossenen Ventilzustand bei, um die Kraftstoffeinspritzung nicht durchzuführen.

Wenn der Ventilkörper 103 in die Ventilöffnungsposition getrieben wird, sind die Hydraulikdrucköffnung 101 und die Niederdrucköffnung 102 des Steuerventils 100 miteinander verbunden, so dass der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 111 und in der Rückdruckkammer 102 über das Steuerventil auf eine Niederdruckseite entlassen wird. Somit gerät der Hydraulikdruck in dem Verstärker 110 zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten des Hydraulikkolbens 112 aus dem Gleichgewicht, um den Hydraulikkolben 112 in der Figur nach unten zu bewegen, so dass der Druck des Kraftstoffs in der Druckerhöhungskammer 113 steigt, und der Kraftstoff zu der Düse 120 zugeführt wird. In der Düse 120 hebt ein Verringern des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer 121 die Nadel nach oben, um den von dem Verstärker 110 zugeführten unter übermäßig hohem Druck stehenden Kraftstoff einzuspritzen.

In dem voranstehend erwähnten Kraftstoffeinspritzgerät, das in der JP-2003-106235-A2 offenbart ist, sind die Steuerkammer 111 des Verstärkers 110 und die Rückdruckkammer 121 der Düse zu jeder Zeit mit dem Sammler 160 verbunden. Die Steuerkammer 111 und die Rückdruckkammer 121 sind nämlich entsprechend zu jeder Zeit mit dem Sammler 160 verbunden, unabhängig von einem Ventilöffnungs- und Schließzustand des Steuerventils 100. Entsprechend sind die Kraftstoffdurchtritte 130, 140 und 150 entsprechend mit Öffnungen 190, 200 und 210 bereitgestellt. Jedoch ist es wegen einer Wechselwirkung zwischen den Öffnungen 190, 200 und 210 schwierig, die Steuerungen des Verstärkers 110 und der Düse 120 zu optimieren.

Die Erfindung wird unter Berücksichtigung der voranstehend beschriebenen Probleme erreicht, und weist eine Aufgabe auf, ein Kraftstoffeinspritzgerät für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, das in der Lage ist einen Druckerhöhungsvorgang durch einen Verstärker und einen Einspritzvorgang durch eine Düse mit hoher Genauigkeit zu steuern, und eine ausreichende Steuerflexibilität mit einem Stellglied sicherzustellen.

Das Kraftstoffeinspritzgerät weist einen Sammler, einen Verstärker, eine Düse, einen Hydraulikkreis und ein Steuerventil auf. Der Sammler dient zum Ansammeln von Kraftstoff in diesem unter einem vorbestimmten Druck. Der Verstärker ist mit einer Steuerkammer bereitgestellt, in der sich der Kraftstoffdruck gemäß einem Einströmen von Kraftstoff in die Steuerkammer und einem Ausströmen von Kraftstoff aus der Steuerkammer ändert, und einem Hydraulikkolben, der sich gemäß einer Änderung des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer bewegt. Der Verstärker beaufschlagt den von dem Sammler zugeführten Kraftstoff gemäß einem Druckbeaufschlagungsvorgang des Hydraulikkolbens mit Druck. Die Düse ist mit einer Rückdruckkammer bereitgestellt, in der sich der Kraftstoffdruck gemäß einem Einströmen des Kraftstoffs in die Rückdruckkammer und einem Ausströmen des Kraftstoffs aus der Rückdruckkammer ändert, und einer Nadel, die sich gemäß einer Änderung des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer bewegt. Die Düse spritzt den vom dem Sammler zugeführten Kraftstoff oder den von dem Verstärker mit Druck beaufschlagten Kraftstoff gemäß einem Ventilöffnungsvorgang der Nadel ein. Der Hydraulikschaltkreis ist mit einem Kraftstoffdurchtritt zum Übertragen des Kraftstoffdrucks in dem Sammler zu der Rückdruckkammer bereitgestellt, und mit einem Kraftstoffdurchtritt zum Entlassen des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer in ein Niederdrucksystem. Das Steuerventil ist mit einem Ventilkörper bereitgestellt, der durch Zwei-Positions-Stellglied antrieben wird. Der Ventilkörper verbindet ein beliebiges aus einer mit dem Sammler verbundenen Hochdruckseite und dem mit einem Kraftstoff dann verbundenen Niederdrucksystem mit dem Hydraulikkreis, um den Hydraulikkreis zu steuern, um eine Betätigung des Verstärkers und eine Betätigung der Düse zu steuern. Der Hydraulikkreis hat zwei Kraftstoffdurchtritte, die das Steuerventil parallel mit der Rückdruckkammer der Düse verbinden. Einer der zwei Kraftstoffdurchtritte ist mit einem Sperrventil bereitgestellt, das ein Strömen des Kraftstoffs von dem Steuerventil zu der Rückdruckkammer gestattet und ein Strömen des Kraftstoffs von der Rückdruckkammer zu dem Steuerventil verhindert.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden wie auch Betriebsverfahren und die Funktion der betreffenden Teile aus einer Studie der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der Zeichnungen erkannt werden, die alle einen Teil dieser Anmeldung ausbilden. In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Hydraulikkreisdiagramm eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein detailliertes Hydraulikkreisdiagrammsystem des Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß der ersten Ausführungsform, das eine bestimmte Konstruktion eines Steuerventils und eines Hydraulikdruckventils hat;
3 ein anderes Hydraulikkreisdiagramm eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 noch ein anderes Hydraulikkreisdiagramm eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine schematische Querschnittsansicht, die eine gesamte Konstruktion eines Kraftstoffeinspritzventils in dem Kraftstoffeinspritzgerät gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6 ein Zeitdiagramm, das einen Betrieb des Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Hydraulikkreisdiagramm eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Hydraulikkreisdiagramm eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
9 ein Hydraulikkreisdiagramm eines bekannten Kraftstoffeinspritzgeräts.
(Erste Ausführungsform)
1 stellt einen Hydraulikkreis eines Kraftstoffeinspritzgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar. 2–4 stellen entsprechend den Hydraulikkreis im Detail dar und zeigen bestimmte Konstruktionen eines Steuerventils und eines Hydraulikdruckventils in dem Kraftstoffeinspritzgerät.
Das Kraftstoffeinspritzgerät 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist z. B. auf ein Common-Rail-System einer Dieselmaschine für ein Fahrzeug angewendet. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist das Kraftstoffeinspritzgerät 1 bereitgestellt mit: einem Sammler 2 zum Ansammeln von Kraftstoff unter einem bestimmten Druck in diesem; einem Verstärker 3 zum Erhöhen des Kraftstoffdrucks, der von dem Sammler 2 zugeführt wird; einer Düse 4 zu Einspritzen eines Kraftstoffs, der von dem Sammler 2 zugeführt wird oder des Kraftstoffs, dessen Druck durch den Verstärker 3 erhöht wird; einem Steuerventil 5 zum Steuern eines Betriebs des Verstärkers 3 und eines Betriebs der Düse 4; usw. Die Bauteile mit Ausnahme des Sammlers 2, nämlich der Verstärker 3, die Düse 4, das Steuerventil 5 usw. bestimmen ein Kraftstoffeinspritzventil 6, wie es aus 5 ersichtlich ist.
Der Sammler 2 ist durch ein Kraftstoffrohr 7 mit dem Kraftstoffeinspritzventil 6 verbunden, um den in dem Sammler 2 angesammelten Kraftstoff über das Kraftstoffrohr 7 zum Kraftstoffeinspritzventil 6 zuzuführen. Der Verstärker 3 weist einen Hydraulikkolben 8 auf, in dem ein Kolben 8a großen Durchmessers und ein Kolben 8b kleinen Durchmessers koaxial bereitgestellt sind. Der Hydraulikkolben 8 ist gleitbar in einer Bohrung großen Durchmessers und einer Bohrung kleinen Durchmessers installiert, die in einem Verstärkerkörper 9 ausgebildet sind (siehe 5). In der Bohrung großen Durchmessers, in der der Kolben 8a großen Durchmessers installiert ist, ist bereitgestellt: eine Antriebskammer 10 über einer oberen Endfläche des Kolbens 8a großen Durchmessers; und eine Steuerkammer 11 unter einer unteren Endfläche des Kolbens 8a großen Durchmessers. In der Bohrung kleinen Durchmessers, in der der Kolben 8b kleinen Durchmessers eingebaut ist, ist eine Druckkammer 12 unter einer unteren Endfläche des Kolbens 8b kleinen Durchmessers bereitgestellt.
Die Antriebskammer 10 ist über den Kraftstoffdurchtritt 13 mit dem Kraftstoffrohr 7 verbunden, und wird über das Kraftstoffrohr und den Kraftstoffdurchtritt 13 mit dem Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 versorgt. Der Kraftstoffdruck in der Antriebskammer 10 wirkt auf die obere Endfläche des Hydraulikkolbens 8, um den Hydraulikkolben 8 nach unten zu zwingen.
Die Steuerkammer 11 ist über einen eine Öffnung 14 aufweisenden Kraftstoffdurchtritt 15, der einen Teil des Hydraulikkreises bestimmt, mit einer Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden, das später beschrieben wird. Das Steuerventil 5 steuert den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 11. In der Steuerkammer 11 ist eine Feder 17 vorgesehen, wie aus 5 ersichtlich ist, um den Hydraulikkolben 8 in der Zeichnung nach oben zu zwingen.
Die Druckbeaufschlagungskammer 12 ist über einen Kraftstoffdurchtritt 19, der ein Sperrventil 18 aufweist, mit dem voranstehend erwähnten Kraftstoffrohr 7 und über einen Kraftstoffdurchtritt 20 mit einem in der Düse 4 bereitgestellten Ölsammler 4a verbunden (siehe 5). Das Sperrventil 18 ermöglicht ein Strömen des Kraftstoffs zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 in dem Kraftstoffdurchtritt 19, nämlich ein Strömen des von dem Sammler 2 zugeführten Kraftstoffs, und verhindert ein Strömen nach rückwärts, nämlich ein Strömen des Kraftstoffs zu dem Sammler 2. Somit wird der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 und über den Kraftstoffdurchtritt 20 zu dem Ölsammler 4a der Düse 4 übertragen.
Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die Düse 4 zusammengesetzt aus: einem Düsenkörper 22, bei dessen einem führenden Ende ein Einspritzloch 21 ausgebildet ist; einer Nadel 23, die in dem Düsenkörper 22 installiert ist; einem Düsenhalter 25, der über der Nadel 23 in der Figur eine Rückdruckkammer 24 ausbildet; usw. Die Düse 4 ist unter dem Verstärkerkörper 9 vorgesehen und durch eine Halterung 26 an dem Verstärkerkörper 9 befestigt. In dem Düsenkörper 22 ist ein ringförmiger Kraftstoffdurchtritt 27 ausgebildet, um die Nadel 23 und den voranstehend erwähnten Ölsammler 4a bei einem stromaufwärtigen Ende des Kraftstoffdurchtritts 27 zu umgeben. Außerdem ist eine konische Blattfläche (nicht gezeigt) zwischen dem Kraftstoffdurchtritt 27 und dem Einspritzloch 21 ausgebildet.
Die Rückdruckkammer 24 ist über einen runden Durchtritt, der einen Teil des Hydraulikkreises bestimmt und später beschrieben wird, mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden, so dass das Steuerventil 5 den Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 steuert. Wenn der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Rückdruckkammer 24 übertragen wird, empfängt die Nadel 23 den Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 und eine Wiederherstellkraft einer Feder 28, die in der Rückdruckkammer 24 installiert ist (siehe 5), um in eine Ventilschließrichtung gezwungen zu werden, nämlich in 5 nach unten. Somit sitzt eine Schichtlinie (nicht gezeigt), die bei einem Führungsendabschnitt der Nadel 23 bereitgestellt ist, auf der voranstehend erwähnten Sitzfläche, um eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchtritt 27 und dem Einspritzloch 21 zu blockieren. Wenn der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 durch das Steuerventil 5 freigesetzt wird, hebt die Nadel 23 sich nach oben, um die Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchtritt 27 und dem Einspritzloch 21 zu gestatten. Dann tritt der durch den Ölsammler 4a durchgetretene Kraftstoff durch den Kraftstoffdurchtritt 27 und wird aus dem Einspritzloch 21 heraus eingespritzt.
Der runde Durchtritt ist aus zwei Kraftstoffdurchtritten 29, 30 zusammengesetzt, die die Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 parallel mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 verbinden, wie aus 1 ersichtlich ist. Ein Kraftstoffdurchtritt 29 ist mit einem Sperrventil 31 bereitgestellt, das ein Strömen des Kraftstoffs aus dem Steuerventil 5 zu der Rückdruckkammer 24 gestattet, und ein Strömen des Kraftstoffs nach rückwärts verhindert. Der andere Kraftstoffdurchtritt 30 ist mit einer Öffnung 32 und einem Hydraulikdruckventil 33 bereitgestellt, die im Folgenden beschrieben sind. Die zwei Kraftstoffdurchtritte 29, 30 können unabhängig voneinander über deren gesamte Länge von einem mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbundenen Ende zu dem anderen mit der Rückdruckkammer 24 verbundenen Ende ausgeführt sein. Alternativ kann der eine Endseitenabschnitt und der andere Endseitenabschnitt der zwei Kraftstoffdurchtritt 29, 30 einstückig ausgebildet sein, wie aus 1 ersichtlich ist.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist das Hydraulikdruckventil 33 zusammengesetzt aus: einer Ventilkammer 33a; einem Ventilkörper 33b, der in der Ventilkammer 33a installiert ist; eine Feder 33c zum Zwingen des Ventilkörpers 33b; usw. Die Ventilkammer 33a ist bereitgestellt mit: einer Einlassöffnung 34, die mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 verbunden ist; und einer Auslassöffnung 35, die mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden ist. Der Ventilkörper 33b schaltet zwischen: einer Betriebsart mit geschlossenem Ventil (Position aus 1, 2, 3 und 5 ersichtlich, um eine Verbindung zwischen der Einlassöffnung 34 und der Auslassöffnung 35 zu unterbrechen; und einer Betriebsart geöffneten Ventils (eine aus 4 ersichtliche Position), um die Verbindung zwischen der Einlassöffnung 34 und der Auslassöffnung 35 zu gestatten. Die Feder 33c ist in einer Betriebskammer 33d installiert, die in einem unteren Abschnitt der Ventilkammer 33a auf eine niedergedrückte Weise bereitgestellt ist, um den Ventilkörper 33b in eine Ventilschließrichtung (in 2 nach oben) zu zwingen.
Der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 wird zu jeder Zeit über einen Kraftstoffdurchtritt 36 zu dem Hydraulikdruckventil 33 übertragen, das mit dem Sammler 2 verbunden ist. Der Kraftstoffdruck in dem Hydraulikdruckventil 33 zwingt den Ventilkörper 33b in eine Ventilöffnungsrichtung (in 2 nach unten). Ein Kraftstoffdruck in einer Größenordnung gemäß einer Betriebsart des Steuerventils 5 wird über einen Druckübertragungsweg 37 (siehe 1) zu der Betriebskammer 33d übertragen, die mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden ist. Wenn das Steuerventil 5 nämlich auf eine Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart eingestellt ist, wird der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 über den Druckübertragungsweg 37 zu der Betriebskammer 33d übertragen. Dann verringert sich ein Unterschied zwischen einer Kraft, den Ventilkörper 33b in die Ventilöffnungsrichtung zu zwingen, und einer Kraft, den Ventilkörper 33b in die Ventilschließrichtung zu zwingen, oder er wird gleich gemacht. Auf diese Weise zwingt die Wiederherstellungskraft der Feder 33c den Ventilkörper 33b in die Ventilschließrichtung, um das Steuerventil 5 in die Betriebsart geschlossenen Ventils zu stellen.
Wenn das Steuerventil 5 auf die Kraftstoffdruckfreigabebetriebsart eingestellt ist, ist die Betriebskammer 33d mit einer Unterdruckseite verbunden und ein auf den Ventilkörper 33b wirkender Druckunterschied steigt (die Kraft, um den Ventilkörper 33b in die Ventilöffnungsrichtung zu zwingen, wird größer als die Kraft, um den Ventilkörper 33b in die Ventilschließrichtung zu zwingen). Dann wird der Ventilkörper 33b gegen die Wiederherstellkraft der Feder 33c in die Ventilöffnungsrichtung gezwungen, um in die Betriebsart geöffneten Ventils gestellt zu sein. Das Hydraulikdruckventil 33 ist nämlich ein Zweistellungs-Zweiwegventil, zum Öffnen und Schließen des Kraftstoffdurchtritts 30 gemäß einer Betriebsart.
In der ersten Ausführungsform ist der Druckübertragungsweg 37 mit einer Öffnung 28 bereitgestellt, wie aus 1 ersichtlich ist. Somit erzeugt die Öffnung 38 beim Umschalten des Hydraulikdruckventils 33 von der Betriebsart geschlossenen Ventils zu der Betriebsart offenen Ventils eine bestimmte Länge einer Zeitverzögerung, wenn das Steuerventil 5 von der Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart zu der Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart geschaltet wird. Die Öffnung 38 ist angeordnet, die bestimmte Länge der Zeitverzögerung zu erzeugen.
Wie aus 5 ersichtlich ist, weist das Steuerventil 5 auf: eine Ventilkammer 5a, die in einem Steuerventilkörper 39 ausgebildet ist; einen Ventilkörper 5b, der in der Ventilkammer 5a installiert ist; und ein Zweistellungs-Stellglied 40 zum Antreiben des Ventilkörpers 5b. Das Steuerventil 5 ist auf dem Verstärkerkörper 9 vorgesehen und durch eine Halterung 41 an dem Verstärkerkörper 9 befestigt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Ventilkammer 5a bereitgestellt mit: einer Eingabeöffnung 43, durch die der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 über einen Kraftstoffdurchtritt 42, der mit dem Kraftstoffrohr 7 verbunden ist, in die Ventilkammer 5a zugeführt wird; einer Unterdrucköffnung 46, die über einen Entleerungsdurchtritt 44 mit einem Kraftstofftank 45 verbunden ist; einer ersten Schaltöffnung, die über den voranstehend erwähnten runden Durchtritt (die Kraftstoffdurchtritte 29, 30) mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 verbunden ist; und die zweite Schaltöffnung, die über den Kraftstoffdurchtritt 15 mit der Steuerkammer 11 des Verstärkers 3 verbunden ist. Die ersten und zweiten Schaltöffnungen sind im Folgenden als die voranstehend erwähnte Schaltöffnung 16 beschrieben.
Der Ventilkörper 5b schaltet zwischen: einer Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart (einer in 1, 2 und 5 ersichtlichen Position), zum Unterbrechen einer Verbindung zwischen der Niederdrucköffnung 46 und der Schaltöffnung 16, und um eine Verbindung zwischen der Eingangsöffnung 43 und der Schaltöffnung 16 zu ermöglichen; und einer Kraftstoffdruckfreisetzbetriebsart (einer aus 3 und 4 ersichtlichen Position), um die Verbindung zwischen der Eingabeöffnung 43 und der Schaltöffnung 16 zu unterbrechen und die Verbindung zwischen der Unterdrucköffnung 46 und der Schaltöffnung 16 zu ermöglichen. Das Steuerventil 5 ist nämlich ein Zweistellungs-Dreiwegventil, um eine Kraftstoffströmungsrichtung gemäß einer Betriebsart umzuschalten.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist das Zweipositions-Stellglied 40 zusammengesetzt aus: einem scheibenförmigen Anker 47, der mit dem Ventilkörper 5b verbunden ist; einer elektromagnetischen Spule 49, die elektrisch durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 48 gesteuert wird, die an dem Fahrzeug montiert ist; einer Rückkehrfeder 50 zum Zwingen des Ankers 47 in der Zeichnung nach unten; usw. Wenn eine elektrische Stromzufuhr der elektromagnetischen Spule 49 eingeschaltet ist, erzeugt das Zweipositions-Stellglied 40 eine elektromagnetische Kraft. Die elektromagnetische Kraft zieht den Anker 47 in der Figur gegen eine Wiederherstellkraft der Rückkehrfeder 50 nach oben, um eine Antriebskraft zu erzeugen. Wenn die elektrische Stromzufuhr zu der elektromagnetischen Spule 49 beendet wird, verschwindet die elektromagnetische Kraft. Gemäß dem Verschwinden der elektromagnetischen Kraft schiebt die Wiederherstellkraft der Rückkehrfeder 50 den Anker 47 zurück in eine aus 2 ersichtliche Anfangsposition. Das Hydraulikkreisdiagramm der 2 zeigt eine Betriebsrichtung des Ankers 47 in einer der 5 entgegengesetzten Orientierung. Die energisierte elektromagnetische Spule 49 erzeugt nämlich die elektromagnetische Kraft, um den Anker 47 in 5 nach unten und in 2 nach oben zu bewegen.
Ein Betrieb des Kraftstoffeinspritzgeräts wird im Folgenden mit Bezug auf 2 bis 4 und in einem aus 6 ersichtlichen Zeitdiagramm beschrieben. Die Zustände 1, 2 und 3 in 6 entsprechen jeweils den in 2, 3 und 4 gezeigten Zuständen. Wenn die elektromagnetische Spule 49 des Zwei-Positions-Stellglieds 40 ausgeschaltet ist, wie aus 2 ersichtlich ist, ist das Steuerventil 5 auf die Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart eingestellt. Die Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart blockiert die Verbindung zwischen der Schaltöffnung 16 und der Unterdrucköffnung 46, und ermöglicht die Kommunikation zwischen der Eingangsöffnung 43 und der Schaltöffnung 16. Somit wird der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Schaltöffnung 16 übertragen. Der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 wird über den Druckübertragungsweg 48 zu der Betriebskammer 18b übertragen, so dass das Hydraulikdruckventil 33 auf die Betriebsart geschlossenen Ventils gestellt wird.
Entsprechend wird der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 über den einen Kraftstoffdurchtritt 15 zu der Steuerkammer 11 des Verstärkers 3 übertragen, und ebenfalls über den einen Kraftstoffdurchtritt 29, der das Sperrventil 31 aufweist, zu der Rückdruckkammer 24 der Düse 4. In dem Verstärker wird zu dieser Zeit ebenfalls der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Antriebskammer 10 und zu der Druckbeaufschlagungskammer 12 übertragen, um den auf beide aus einer oberen und unteren Endfläche des Hydraulikkolbens 8 wirkenden Kraftstoffdruck miteinander auszugleichen. Als Ergebnis zwingt die Feder 17 (siehe 5) den Hydraulikkolben 8 in der Figur nach oben. Somit erhöht sich ein Volumen der Druckbeaufschlagungskammer 12 allmählich, um den Kraftstoff in der Druckbeaufschlagungskammer 12 gemäß dem Volumenanstieg der Druckbeaufschlagungskammer 12 einzufüllen. In diesem Zustand ist der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 gleich dem in dem Sammler 2, so dass die Nadel 23 sich nicht hebt. Somit bleibt die Verbindung zwischen dem Kraftstoffdurchtritt 27 und dem Einspritzloch 21 in der Düse 4 blockiert, und Kraftstoff wird nicht eingespritzt.
Als nächstes gibt die ECU 48 ein Antriebssignal zu dem Zweistellungs-Stellglied 40 aus, um die elektromagnetische Spule 49 zu energisieren. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird dann das Steuerventil 5 von der Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart zu der Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart umgeschaltet. Somit wird die Steuerkammer 11 des Verstärkers 3 mit dem Entleerungsdurchtritt 44 verbunden, um den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 11 zu der Unterdruckseite abzugeben. Als Ergebnis geraten der auf beide aus einer oberen und unteren Endfläche des Hydraulikkolbens 8 wirkende Kraftstoffdruck voneinander aus dem Gleichgewicht. Entsprechend zwingt der Kraftstoffdruck in der Antriebskammer 10 den Hydraulikkolben 8 nach unten.
Gemäß der Bewegung des Hydraulikkolbens 8 beginnt der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 12 zu steigen. Zuletzt wird der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 12 gemäß einem Querschnittsbereichsverhältnis des Kolbens 8a großen Durchmessers zu dem Kolben 8b kleinen Durchmessers erhöht. Wenn z.B. der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 auf 50 MPa eingestellt ist, und ein Querschnittsbereichsverhältnis des Kolbens 8a großen Durchmessers zu dem Kolben 8b kleinen Durchmessers auf 4:1 eingestellt ist, wird der Kraftstoffdruck in der Druckbeaufschlagungskammer 12 (4 × 50 =) 200 MPa sein. Sogar wenn das Steuerventil 5 zu der Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart geschaltet ist, wird das Hydraulikdruckventil 33 in der Betriebsart geschlossenen Ventils beibehalten, bis der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 11, die mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden ist, auf einen bestimmten Druck sinkt. Somit strömt der Kraftstoff nicht aus der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 und Kraftstoff wird aus der Düse 4 nicht eingespritzt, bis das Hydraulikdruckventil 33 zu der Betriebsart geöffneten Ventils geschaltet wird.
Dann wird der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 11 weiter freigegeben, um auf einen bestimmten Druck zu sinken. Nach der bestimmten Länge der durch die Öffnung 38 des Druckübertragungswegs 37 konfigurierten Zeitverzögerung wird das Hydraulikdruckventil 33 von der Betriebsart geschlossenen Ventils zu der Betriebsart geöffneten Ventils umgeschaltet, wie aus 4 ersichtlich ist. Somit ist die Rückdruckkammer 24 der Düse 4 mit dem Entleerungsdurchtritt 44 verbunden, um den Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 auf die Unterdruckseite freizugeben. Als Ergebnis gerät der auf sowohl die obere als auch untere Endfläche des Hydraulikkolbens 8 wirkende Kraftstoffdruck miteinander aus dem Gleichgewicht. Dann hebt sich die Nadel 23, und der zu dem Ölsammler 4a zugeführte Kraftstoff (der übermäßig hoch mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in dem Verstärker 3) wird aus dem Einspritzloch 21 eingespritzt.
Nachfolgend wird das Steuerventil 5 von der Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart zu der Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart umgeschaltet, wenn die Zufuhr elektrischen Stroms zu der elektromagnetischen Spule 49 zu einer bestimmten Zeit angehalten ist (z.B., wenn eine Einspritzmenge einen bestimmten Wert erreicht). Somit wird der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 und zu der Steuerkammer 11 des Verstärkers 3 übertragen. Entsprechend steigt in der Düse 4 der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24, um die Nadel 23 zurückzuschieben und die Einspritzung anzuhalten. In dem Verstärker 3 steigt der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer 11, so dass der Hydraulikkolben 8 sofort einen Druckanstiegsvorgang anhält und einen Rückkehrvorgang beginnt.
Das Kraftstoffeinspritzgerät 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist mit zwei Kraftstoffdurchtritten 29, 30 bereitgestellt, die die Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 parallel mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 verbinden. Somit wird in einem Fall ein unterschiedlicher Weg verwendet, den Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 freizusetzen, von einem Fall den Kraftstoffdruck zu erhöhen. Bei dem Erhöhen des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer 24 wird nämlich der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Rückdruckkammer 24 über den einen Kraftstoffdurchtritt 29 übertragen, der mit dem Sperrventil 31 bereitgestellt ist. Bei dem Freisetzen des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer 24 wird der Kraftstoffdruck über den anderen Kraftstoffdurchtritt 30 zu einer Niederdruckseite gegeben, der mit dem Hydraulikventil 33 bereitgestellt ist.
Durch die voranstehend beschriebene Konstruktion ist es möglich, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Nadel 23 bei dem Beginn einer Einspritzung durch das Ändern einer Drucklösegeschwindigkeit der Rückdruckkammer 24 einzustellen. Außerdem ist der Druckübertragungsweg 37 mit der Öffnung 38 bereitgestellt, die mit der Betriebskammer 33d des Hydraulikdruckventils 33 verbunden ist, so dass es möglich ist, die Zeit zum Schalten des Hydraulikdruckventils 33 von der Betriebsart geschlossenen Ventils zu der Betriebsart offenen Ventils zu verzögern. Somit ist es möglich, eine Verzögerung des Betriebs der Nadel 23 (zu einer Rückdruckfreisetzungszeit) zu verzögern, wie durch eine gestrichelte Linie in 6 dargestellt ist.
Auf diese Weise ist es möglich, ein Einspritzverhältnismuster durch das Ändern der Ventilöffnungsgeschwindigkeit der Nadel 23, der Ventilschließgeschwindigkeit der Nadel 23, und der Beginnzeit der Druckfreigabe der Düse 4 zu optimieren. Insbesondere ist es möglich, einen Anfangseinspritzdruck auf einen großen Wert einzustellen, und den Anfangseinspritzdruck durch die Zeitverzögerung des Hydraulikdruckventils 33 zu ändern. Wie allgemein bekannt ist, ist die Optimierung der Einspritzmuster wirkungsvoll zum Abgasreinigen und zum Erhöhen der Ausgangsleistung. Außerdem ist es durch das Ändern der Ventilschließgeschwindigkeit der Nadel 23 möglich, solche Einstellungen durchzuführen wie z.B. die Kraftstoffeinspritzung unabhängig von anderen Eigenschaften plötzlich anzuhalten. Darüber hinaus ist es möglich, die Rückdruckkammer der Düse 4 über den Kraftstoffdurchtritt 29 zu erhöhen, unabhängig von der auf den Betrieb des Hydraulikdruckventils 33 angewendeten Zeitverzögerung, um den Ventilschließvorgang sicher und plötzlich durchzuführen.
In dem Kraftstoffeinspritzgerät gemäß der ersten Ausführungsform tritt ein Ausfließen von Kraftstoff mit Ausnahme eines Ausfließens beim Schalten nicht auf, das geringfügig bei dem Schalten bei den Betriebsarten des Steuerventils 5 auftritt, so dass es möglich ist, einen Energieverlust zu begrenzen, und einen Kraftstoffverbrauchswirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu verbessern. Außerdem verbinden die beiden Kraftstoffdurchtritte 29, 30 die Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 parallel mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4, so dass der Rückdruck der Düse 4 über den Kraftstoffdurchtritt 29 unabhängig von der auf den Betrieb des Hydraulikdruckventils 33 bei einer Zeit des Anhaltens der Kraftstoffeinspritzung angewendeten Zeitverzögerung erhöht wird, da der Druckerhöhungsschritt nämlich zu der gleichen Zeit endet wie die Einspritzung. Somit ist es möglich, einen verschwenderischen Betrieb des Verstärkers 3 zu verringern, und eine Antriebsenergie nicht zu verschwenden.
In dem Kraftstoffeinspritzgerät gemäß der ersten Ausführungsform kann eine einfach Konstruktion die übermäßigen Hochdruckeinspritzungen ohne Energieverlust realisieren, bei der lediglich ein Steuerventil 5 durch das Zwei-Positionsstellglied 40 angetrieben ist, und verschiedene Einspritzmuster wie z.B. ein deltaförmiges und eines mit rechteckiger Form, die einen Anfangseinspritzungsbeginn mit niederem Druck, einen Anfangseinspritzung mit übermäßigem Hochdruck, usw. haben, können realisiert werden.
(Modifikation der ersten Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform ist der Druckübertragungsweg 37 mit der Öffnung 38 bereitgestellt, um die Zeit für das Hydraulikdruckventil 33 zu verzögern, von der Betriebsart geschlossenen Ventils zu der Betriebsart geöffneten Ventils umzuschalten. Somit wird eine Zeitverzögerung auf den Betriebsbeginn der Düse 4 (auf die Rückdruckfreisetzungsbeginnzeit) angewendet. Alternativ ist es anstelle der Öffnung 38 möglich, die Zeitverzögerung durch ein adäquates Einstellen eines Betriebsdrucks von dem Hydraulikdruckventil 33 einzustellen. Zum Beispiel kann die Zeitverzögerung ebenfalls durch das Einstellen einer Last der Feder 33c zum Zwingen des Ventilkörpers 33b des Hydraulikdruckventils 33 geändert werden. Die Zeitverzögerung zum Betreiben des Hydraulikdruckventils 33 kann ebenfalls durch eine zusammenarbeitende Wirkung einer Auswirkung der in dem Druckübertragungsweg 37 bereitgestellten Öffnung 38 und einen Betriebsdruck des Hydraulikdruckventils 33 verzögert werden.
In der ersten Ausführungsform ist der andere Kraftstoffdurchtritt 30 mit der Öffnung 32 bereitgestellt, jedoch kann der eine Kraftstoffdurchtritt 29 stattdessen mit der Öffnung 32 bereitgestellt sein. Jeder, nämlich der eine und der andere Kraftstoffdurchtritt 29, 30 kann mit der Öffnung 32 bereitgestellt sein. Außerdem ist es möglich, durch das Sperrventil 31 die Richtungen einzustellen, in die die Kraftstoffströmung gestattet und verhindert ist, und durch das Hydraulikdruckventil 33 die Richtungen einzustellen, in die die Kraftstoffströmung in den gegenüberliegenden Richtungen von denen der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform gestattet und verhindert ist. Es ist nämlich möglich, das Sperrventil 31 zu konfigurieren, um die Kraftstoffströmung von der Rückdruckkammer 24 der Düse zu dem Steuerventil 5 zu gestatten und die rückwärtige Kraftstoffströmung zu verhindern, und das Hydraulikdruckventil 33 zu konfigurieren, zu der Betriebsart geöffneten Ventils geschaltet zu werden, wenn das Steuerventil 5 auf die Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart eingestellt ist, und auf die Ventilschließbetriebsart, wenn das Steuerventil 5 auf die Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebart eingestellt ist.
(Zweite Ausführungsform)
7 zeigt einen Hydraulikkreis des Kraftstoffeinspritzgeräts 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Das Kraftstoffeinspritzgerät 1 nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einer mit einem Sperrventil 51 statt des Hydraulikdruckventils 33 der ersten Ausführungsform bereitgestellten Konstruktion. In der ersten Ausführungsform ist nämlich die Auslassöffnung 35 des Hydraulikdruckventils 33 mit der Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 verbunden. Auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform ist der erste Kraftstoffdurchtritt 29 mit dem Sperrventil 31 bereitgestellt, das eine Kraftstoffströmung von dem Steuerventil 5 zu der Rückdruckkammer 24 der Düse gestattet und die rückwärtige Kraftstoffströmung verhindert. Der andere Kraftstoffdurchtritt 30 ist mit einem Sperrventil 50 bereitgestellt, das eine Kraftstoffströmung von der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 zu dem Steuerventil 5 gestattet und die rückwärtige Kraftstoffströmung verhindert.
Durch diese Konstruktion ändert die Druckfreisetzungsgeschwindigkeit der Rückdruckkammer 24 die Ventilöffnungsgeschwindigkeit der Nadel 23 bei der Zeit des Einspritzbeginns, und die Druckbeaufschlagungsgeschwindigkeit der Rückdruckkammer 24 ändert die Ventilschließgeschwindigkeit der Nadel 23 bei der Zeit der Anhaltung der Einspritzung auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform. Somit ist es möglich, das Einspritzmuster zu optimieren.
Außerdem ist es durch das Einstellen des Ventilöffnungsdrucks des Sperrventils 51 zum Erzeugen einer Verzögerung in einer Zeit zum Öffnen des Sperrventils 51, wenn das Steuerventil 5 von der Kraftstoffübertragungsbetriebsart zu der Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart geschaltet wird möglich, eine Zeitverzögerung auf den Betrieb der Nadel 23 anzuwenden (auf die Rückdruckfreisetzungszeit).
Das Kraftstoffeinspritzgerät 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ist mit dem Sperrventil 51 anstelle des Hydraulikdruckventils 33 in der ersten Ausführungsform bereitgestellt, so dass es möglich ist, die Konstruktion des Hydraulikkreises relativ zu der ersten Ausführungsform zu vereinfachen, und die Herstellungskosten des Kraftstoffeinspritzgeräts 1 zu verringern.
(Dritte Ausführungsform)
8 zeigt einen Hydraulikkreis eines Kraftstoffeinspritzgeräts 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie aus 8 ersichtlich ist, ist das Kraftstoffeinspritzgerät 1 gemäß der dritten Ausführungsform ein Beispiel, in dem jeglicher der zwei Kraftstoffdurchtritte 29, 30, die die Schaltöffnung 16 des Steuerventils 5 mit der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 verbindet, nämlich der eine Kraftstoffdurchtritt 29 oder der andere Kraftstoffdurchtritt 30 mit dem Sperrventil 31 bereitgestellt. Durch die voranstehend beschriebene Konstruktion unterscheidet sich das Kraftstoffströmungsausmaß von dem Steuerventil 5 zu der Rückdruckkammer 24, wenn der Kraftstoffdruck in dem Sammler 2 zu der Rückdruckkammer 24 der Düse 4 übertragen wird, von dem Kraftstoffströmungsausmaß von der Rückdruckkammer 24 zu dem Steuerventil 5, wenn der Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer 24 auf die Niederdruckseite freigesetzt wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Ventilschließgeschwindigkeit der Nadel 23 gemäß dem Ansteigen des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer 24 unabhängig von der Ventilöffnungsgeschwindigkeit der Nadel 23 gemäß dem Freisetzen des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer 24 einzustellen, um das Kraftstoffeinspritzmuster zu ändern. Außerdem ist es durch die Konstruktion gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Kraftstoffeinspritzventil 6 (siehe 5) in der Größe zu verringern und die Herstellungskosten des Kraftstoffeinspritzgeräts zu verringern.
Diese Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass von dem Hauptinhalt der Erfindung nicht abweichende Variationen innerhalb des Bereichs der Erfindung sind. Solche Variationen werden nicht als abweichend von dem Geist und Bereich der Erfindung betrachtet.
Ein Kraftstoffeinspritzgerät weist einen Sammler (2), einen Verstärker (3), eine Düse (4), einen Hydraulikkreis, ein Hydraulikdruckventil (18) und ein Steuerventil (5) auf. Der Hydraulikkreis hat zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30), die das Steuerventil (5) parallel mit einer Rückdruckkammer (24) der Düse (4) verbinden. Einer (29) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) sind mit einem Sperrventil (31) bereitgestellt, das eine Kraftstoffströmung von dem Steuerventil (5) zu der Rückdruckkammer (24) gestattet, und eine Kraftstoffströmung von der Rückdruckkammer (24) zu dem Steuerventil (5) verhindert.

Claims

Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine mit: einem Sammler (2) zum Ansammeln des Kraftstoffs darin bei einem vorbestimmten Druck; einem Verstärker (3), der mit einer Steuerkammer (11) bereitgestellt ist, in der sich ein Kraftstoffdruck gemäß einem Einströmen von Kraftstoff in die Steuerkammer (11) und einem Ausströmen von Kraftstoff aus der Steuerkammer (11) ändert, und einem Hydraulikkolben (8) der sich gemäß einer Änderung des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer (11) bewegt, wobei der Verstärker (3) den von dem Sammler (2) zugeführten Kraftstoff gemäß einem Druckbeaufschlagungsvorgang des Hydraulikkolbens (8) mit Druck beaufschlagt; einer Düse (4), die mit einer Rückdruckkammer (24) bereitgestellt ist, in der sich der Kraftstoffdruck gemäß einem Einströmen von Kraftstoff in die Rückdruckkammer (24) und einem Ausströmen von Kraftstoff aus der Rückdruckkammer (24) ändert, und einer Nadel (23), die sich gemäß einer Änderung des Kraftstoffdrucks in der Rückdruckkammer (24) bewegt, wobei die Düse (4) den von dem Sammler (2) zugeführten Kraftstoff oder den von dem Verstärker (3) mit Druck beaufschlagten Kraftstoff gemäß einem Ventilöffnungsvorgang der Nadel (23) einspritzt; einem mit einem Kraftstoffdurchtritt zum Übertragen des Kraftstoffdrucks in dem Sammler (2) zu der Steuerkammer (11) und zu der Rückdruckkammer (24) und einem Kraftstoffdurchtritt zum Freisetzen des Kraftstoffdrucks in der Steuerkammer (11) und in der Rückdruckkammer (24) zu einem Niederdrucksystem bereitgestellten Hydraulikkreis; und einem mit einem Ventilkörper (5b) bereitgestellten Steuerventil (5), das durch ein Zweistellungs-Stellglied angetrieben wird, wobei der Ventilkörper (5b) eines aus einer mit dem Sammler (2) verbundenen Hochdruckseite und einem mit einem Kraftstofftank (45) verbundenem Niederdrucksystem mit dem Hydraulikkreis verbindet, um den Hydraulikkreis zu steuern, um eine Betätigung des Verstärkers (3) und eine Betätigung der Düse (4) zu steuern; wobei der Hydraulikkreis zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) hat, die das Steuerventil (5) parallel mit der Rückdruckkammer (24) der Düse (4) verbinden, wobei einer (29) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) mit einem Sperrventil (31) bereitgestellt ist, das ein Strömen des Kraftstoffs von dem Steuerventil (5) zu der Rückdruckkammer (24) gestattet und ein Strömen des Kraftstoffs von der Rückdruckkammer (24) zu dem Steuerventil (5) verhindert.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei das andere (30) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) mit einem aus einem Hydraulikdruckventil (33) und einem Sperrventil (51) bereitgestellt ist, das ein Strömen des Kraftstoffs von der Rückdruckkammer (24) zu dem Steuerventil (5) gestattet und ein Strömen des Kraftstoffs von dem Steuerventil (5) zu der Rückdruckkammer (24) verhindert.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, wobei das Steuerventil (5) bereitgestellt ist, mit: einer Schaltöffnung (16), die mit dem Hydraulikkreis verbunden ist; einer Eingangsöffnung (43), die mit dem Sammler (2) verbunden ist; und einer Niederdrucköffnung (46), die mit einem Entleerungsdurchtritt (44) bei einer Seite des Niederdrucksystems verbunden ist, und der Ventilkörper (5b) des Steuerventils (5) ein Zweistellungs-Dreiwegventil ist, das ausgewählt zwischen einer Kraftstoffdruckübertragungsbetriebsart, in der der Ventilkörper (5b) eine Verbindung zwischen der Niederdrucköffnung (46) und der Schaltöffnung (16) blockiert, und eine Verbindung zwischen der Eingangsöffnung (43) und der Schaltöffnung (16) gestattet, und einer Kraftstoffdruckfreisetzungsbetriebsart, in der der Ventilkörper (5b) die Verbindung zwischen der Eingangsöffnung (43) und der Schaltöffnung (16) blockiert, und die Verbindung zwischen der Niederdrucköffnung (46) und der Schaltöffnung (16) gestattet.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei das Hydraulikdruckventil (33) ein Zweistellungs-Zweiwegventil ist, das ausgewählt zwischen einer Betriebsart geschlossenen Ventils zum Schließen des anderen (30) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) und einer Betriebsart geöffneten Ventils zum Öffnen des anderen (30) der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) umschaltet.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Hydraulikdruckventil (33) durch einen Druckunterschied zwischen dem von und durch das Steuerventil (5) übertragenen und gesteuerten Kraftstoffdruck und dem Kraftstoffdruck in dem Sammler (2) betrieben wird.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Ventilöffnungsdruck des hydraulischen Druckventils (33) angeordnet ist, eine Verzögerung in einer Betätigung der Düse (4) zu erzeugen, die durch den Kraftstoffdruck in der Rückdruckkammer (24) angetrieben wird, der indirekt durch das Hydraulikdruckventil (33) gegen eine Betätigung des Verstärkers (3) gesteuert wird, der durch den Kraftstoffdruck in der Steuerkammer (11) angetrieben wird, der direkt durch das Steuerventil (5) gesteuert wird.
Kraftstoffeinspritzgerät (1) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest einer der zwei Kraftstoffdurchtritte (29, 30) mit einer Öffnung (32) bereitgestellt ist, wobei ein Öffnungsgrad der Öffnung (32) variabel eine Bewegungsgeschwindigkeit der Nadel (23) bestimmt.