DE102006034242A1 - Fuel injecting and gas exchange valve actuating device, has injecting valve and gas exchange valve which are adjusted between open and closed position and feed pump is designed for feed operations working intermittently with high frequency - Google Patents

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Abstract

The fuel injecting device (1) has injecting valve and gas exchange valve (15) which are adjusted between an open and a closed position. The feed pump (11) for supplying fuel to the injecting valve (5), in order to adjust it by application of pressure between the open and the closing position. The feed pump is connected with a gas exchange valve, in order to adjust the valve by application of pressure between the open and the closing position. The feed pump is designed for feed operations working intermittently with high frequency.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine und zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine.The The invention relates to a device for injecting fuel in a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine and for operation at least one gas exchange valve of the internal combustion engine.

Derartige Einspritzvorrichtungen mit entsprechenden Einspritzventilen und Einspritzpumpen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Obwohl gerade Einspritzsysteme in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung hinter sich haben, die wesentlich zur Verbreitung der Direkteinspritzung mit hohem Druck beigetragen hat, besteht noch immer der Wunsch nach einer höheren Dynamik und einer größeren Variationsmöglichkeit des Ein spritzdrucks während der Einspritzung, um verschiedene, in jüngster Zeit entwickelte Einspritzverfahren realisieren zu können.such Injectors with corresponding injectors and Injection pumps are from the general state of the art in the various embodiments known. Although just injection systems in recent years, a rapid Development that has been essential to the dissemination of Direct injection with high pressure has still existed always the desire for a higher one Dynamics and a greater possibility of variation the injection pressure during Injection to various recently developed injection methods to be able to realize.

Aus der EP 1 370 750 B1 ist ein Stellantrieb zum Betätigen der Gaswechselventile eines Verbrennungsmotors mit einer piezoelektrische Förderelemente aufweisenden Förderpumpe bekannt.From the EP 1 370 750 B1 an actuator for actuating the gas exchange valves of an internal combustion engine with a piezoelectric conveying elements having feed pump is known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine und zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine zu schaffen, die ein hochdynamisches und sehr variables Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum und eine gleichzeitige Betätigung des wenigstens einen Gaswechselventils ermöglicht.It It is an object of the present invention to provide a device for injecting of fuel in a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine and for exercise to provide at least one gas exchange valve of the internal combustion engine, the a highly dynamic and very variable injection of fuel into the combustion chamber and a simultaneous actuation of the at least one Gas exchange valve allows.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention this Problem solved by the features mentioned in claim 1.

Durch die gleichzeitige Beaufschlagung des wenigstens einen Einspritzventils und des wenigstens einen Gaswechselventils der Brennkraftmaschine durch die wenigstens eine Förderpumpe ergeben sich sehr vorteilhafte Synergieeffekte, da auf eine große Anzahl bislang erforderlicher Bauteile, wie beispielsweise Regelventile und dergleichen, verzichtet werden kann, was zu erheblichen Einsparmöglichkeiten führt. Des weiteren kann durch die erfindungsgemäße Lösung auf eine ansonsten notwendige Ansteuer- bzw. Verstelleinrichtung, wie beispielsweise eine Nockenwelle oder einen Magnetaktuator, verzichtet werden, was eine erhebliche Kosten- und Bauraumeinsparung bedeutet. Des weiteren kann durch die Verwendung von Kraftstoff zur Steuerung des wenigstens einen Gaswechselventils auf ein zusätzliches Medium verzichtet werden.By the simultaneous admission of the at least one injection valve and the at least one gas exchange valve of the internal combustion engine through the at least one feed pump result in very advantageous synergy effects, as on a large number Previously required components, such as control valves and the like, can be dispensed with, resulting in significant savings leads. Furthermore, by the inventive solution to an otherwise necessary Control or adjusting device, such as a camshaft or a Magnetaktuator, be waived, which is a considerable Cost and space savings means. Furthermore, through the use of fuel to control the at least one Gas exchange valve on an additional Medium dispensed with.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das wenigstens eine Gaswechselventil mittels der Förderpumpe voll variabel und mit sehr hoher Dynamik, also mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, verstellt werden kann, so dass neuartige Verbrennungsverfahren für Brennkraftmaschinen realisiert werden können, für welche die bislang eingesetzten Nockenwellen nicht geeignet sind.One Another advantage is that the at least one gas exchange valve by means of the feed pump fully variable and with very high dynamics, so with a very high Speed, can be adjusted, allowing novel combustion processes for internal combustion engines can be realized for which the previously used camshafts are not suitable.

Durch die erfindungsgemäße Auslegung der wenigstens einen Förderpumpe für einen mit hoher Frequenz intermittierend arbeitenden Förderbetrieb kann dieselbe voll variabel betrieben werden, wodurch zu jedem beliebigen Zeitpunkt ein annähernd beliebiger Kraftstoff- und somit Öffnungs- und Einspritzdruck eingestellt werden kann. In Verbindung mit der hohen Dynamik der erfindungsgemäßen Förderpumpe ermöglicht dies sowohl ein sehr schnelles Öffnen und Schließen des Einspritzventils als auch eine äußerst schnelle Verstellung des Einspritzdrucks, so dass neue Einspritz verfahren, die mit mehreren Druckvariationen während einer Einspritzung arbeiten, problemlos durchgeführt werden können.By the inventive design the at least one feed pump for one With high frequency intermittently working conveyor operation can the same full be operated variably, thereby at any time an almost arbitrary one Fuel and thus opening and injection pressure can be adjusted. In conjunction with the high dynamics of the feed pump according to the invention allows this is both a very fast opening and closing the injection valve as well as an extremely fast adjustment the injection pressure, so that new injection methods, with several Pressure variations during working an injection, can be performed easily.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer derartigen Förderpumpe besteht darin, dass diese in den Zeitpunkten, in denen sie nicht gebraucht wird, ausgeschaltet bleiben kann, so dass eine erhebliche Energieeinsparung erreichbar ist. Des weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung den Einsatz einer kleineren Förderpumpe, was gerade bei Brennkraftmaschinen ein großes Potenzial aufgrund des freigewordenen Bauraums bietet.One Another advantage of using such a feed pump is that these at times when they are not is needed, can stay switched off, allowing a significant energy saving is reachable. Furthermore, possible the solution of the invention the Use of a smaller pump, which has just become a great potential for internal combustion engines due to the vacant Construction space offers.

Als besonders gut geeignet zum Erzielen des mit hoher Frequenz intermittierend arbeitenden Förderbetriebs hat es sich erwiesen, wenn die wenigstens eine Förderpumpe mit piezoelektrischen, magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktuatoren als Förderelementen ausgebildet ist.When particularly suitable for achieving the high frequency intermittent working production operation It has been found, if the at least one pump with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as conveying elements is trained.

Wenn des weiteren vorgesehen ist, dass sich in wenigstens einer von der Förderpumpe ausgehenden Druckleitung ein Umschaltventil zum Umschalten zwischen dem wenigstens einen Gaswechselventil und dem Einspritzventil befindet, so können sämtliche Gaswechselventile sowie das Einspritzventil eines Zylinders der Brennkraftmaschine mit ein und derselben Förderpumpe be trieben werden, wodurch sehr große Bauraum- und Kosteneinsparungen erzielbar sind.If is further provided that in at least one of the feed pump outgoing pressure line a switching valve to toggle between the at least one gas exchange valve and the injection valve is located, so can all Gas exchange valves and the injection valve of a cylinder Internal combustion engine with one and the same feed pump be operated, which is very big Space and cost savings can be achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the remaining subclaims. Below are exemplary embodiments of the invention shown in principle with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung; 1 a first embodiment of the inventions to the device according to the invention for fuel injection;

2 ein Diagramm des Einspritzdrucks und der eingespritzten Kraftstoffmenge über dem Kurbelwinkel; 2 a graph of the injection pressure and the injected amount of fuel over the crank angle;

3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kraftstoffeinspritzung; 3 a second embodiment of the fuel injection device according to the invention;

4 ein Diagramm des von den Gaswechselventilen zurückgelegten Wegs und des Einspritzdrucks über dem Kurbelwinkel; und 4 a diagram of the distance traveled by the gas exchange valves and the injection pressure over the crank angle; and

5 ein Diagramm der Stellung von der Förderpumpe zugeordneten Umschaltventilen über dem Kurbelwinkel. 5 a diagram of the position of the pump associated with switching valves over the crank angle.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen sehr schematisch dargestellten Brennraum 2 eines Zylinders 3 einer in ihrer Gesamtheit nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Die Anzahl der Zylinder 3, in denen jeweilige Kolben 4 eine Hubbewegung ausführen, kann variieren und es ist für jeden Zylinder 3 eine der nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen 1 zum Einspritzen von Kraftstoff vorgesehen. 1 shows a device 1 for injecting fuel into a very schematically illustrated combustion chamber 2 a cylinder 3 an internal combustion engine, not shown in its entirety. The number of cylinders 3 in which respective pistons 4 can perform a stroke, it can vary and it is for each cylinder 3 one of the devices described below 1 intended for injecting fuel.

Die Vorrichtung 1 weist ein zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung verstellbares Einspritzventil 5 auf, welches wiederum ein Gehäuse 6 mit einem Ventilsitz 7 und eine in dem Gehäuse 6 untergebrachte Ventilnadel 8 aufweist. Die Ventilnadel 8 ist zwischen der Offen- und der Geschlossenstellung des Einspritzventils 5 beweglich und im vorliegenden Fall mittels eines Federelements 9 auf dem Ventilsitz 7 gehalten. Dem Federelement 9, das in diesem Fall eine relativ hohe Federkraft aufweist, wirkt eine Magneteinrichtung 10 entgegen, sodass der Öffnungsdruck für die Ventilnadel 8 beliebig eingestellt werden kann. Alternativ könnte die Magneteinrichtung 10 das Federelement 9 auch unterstützen, wenn das Federelement 9 auf eine Minimalkraft ausgelegt wäre. Im vorliegenden Fall ist die Ventilnadel 8 zum Einnehmen ihrer Offenstellung nach innerhalb des Gehäuses 6 beweglich, d. h. sie hebt sich zum Einnehmen der Offenstellung nach innerhalb des Gehäuses 6 von dem Ventilsitz 7 ab. Alterna tiv dazu wäre es auch möglich, dass die Ventilnadel 8 zum Einnehmen ihrer Offenstellung nach außerhalb des Gehäuses 6 beweglich ist. Des weiteren wäre es auch möglich, die Magneteinrichtung 10 entfallen zu lassen, wobei dann die Ventilnadel 8 nur bei einem bestimmten, durch das Federelement 9 definierten, konstanten Druck öffnen würde.The device 1 has an adjustable between an open and a closed position injection valve 5 on which in turn a housing 6 with a valve seat 7 and one in the housing 6 housed valve needle 8th having. The valve needle 8th is between the open and the closed position of the injection valve 5 movable and in the present case by means of a spring element 9 on the valve seat 7 held. The spring element 9 , which has a relatively high spring force in this case, acts a magnetic device 10 counter, so that the opening pressure for the valve needle 8th can be set arbitrarily. Alternatively, the magnetic device could 10 the spring element 9 also support when the spring element 9 would be designed for a minimum force. In the present case, the valve needle 8th to take their open position inside the housing 6 movable, ie it rises to take the open position inside the housing 6 from the valve seat 7 from. Alternatively, it would also be possible for the valve needle 8th to take their open position outside the case 6 is mobile. Furthermore, it would also be possible to use the magnetic device 10 to be omitted, in which case the valve needle 8th only at a certain, by the spring element 9 defined, constant pressure would open.

Zum Öffnen und Schließen der Ventilnadel 8 dient eine Förderpumpe 11, die gleichzeitig den zur Einspritzung in den Brennraum 2 vorgesehenen Kraftstoff zu dem Einspritzventil 5 zuführt. Die Förderpumpe 11 ist für einen mit hoher Frequenz intermittierend arbeitenden Förderbetrieb ausgelegt, wozu sie im vorliegenden Fall piezoelektrische Aktuatoren als Förderelemente 12 aufweist. Alternativ könnten die Förderelemente 12 auch als magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktuatoren ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, den von der Förderpumpe 11 erzeugten und über eine Druckleitung 13 dem Einspritzventil 5 zugeführten Druck im Zusammenspiel mit der Magneteinrichtung 10 zu variieren, so dass insbesondere auch der Einspritzdruck variiert werden kann. Da die Förderpumpe 11 eine sehr hohe Dynamik aufweist, können der Einspritzdruck und die Einspritzmenge während einer Einspritzung annähernd beliebig verändert werden.For opening and closing the valve needle 8th serves a feed pump 11 , at the same time for injection into the combustion chamber 2 provided fuel to the injection valve 5 supplies. The pump 11 is designed for a high frequency intermittent working operation, to which they in the present case piezoelectric actuators as conveying elements 12 having. Alternatively, the conveying elements could 12 Also be designed as magnetostrictive and / or electrochemical actuators. This makes it possible for the feed pump 11 generated and via a pressure line 13 the injection valve 5 supplied pressure in interaction with the magnetic device 10 to vary, so that in particular the injection pressure can be varied. Because the feed pump 11 has a very high dynamics, the injection pressure and the injection quantity can be changed almost arbitrarily during an injection.

Die Förderpumpe 11 ist zusätzlich über eine weitere Druckleitung 14 mit einem Gaswechselventil 15 der Brennkraftmaschine 4 verbunden, um dasselbe durch Druckbeaufschlagung zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung zu verstellen, sodass die Vorrichtung 1 auch zur Betätigung des Gaswechselventils 15 der Brennkraftmaschine dient. Hierbei kann das Gaswechselventil 15 ebenfalls dem Brennraum 2 zugeordnet sein, dies ist in 1 jedoch nicht dargestellt. In der Druckleitung 14 ist ein im vorliegenden Fall als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Umschaltventil 16 zum Umschalten des Schließens bzw. Öffnens des Gaswechselventils 15 außerhalb des Einspritzens vorgesehen. In der dargestellten Position ist die Druckleitung 14 zu einem ersten Druckraum 19 des Gaswechselventils 15 geöffnet und zu einem zweiten Druckraum 20 des Gaswechselventils 15 gesperrt, so dass das Gaswechselventil 15 durch Kraftstoffbeauschlagung des Druckraums 19 geschlossen wird bzw. geschlossen gehalten wird. Beim Schalten des Umschaltventils 16 in die Position „1" wird der Druckraum 20 auch mit Kraftstoffdruck beaufschlagt, sodass bei einem Betrieb der Förderpumpe 11 das Gaswechselventil 15 geöffnet werden kann.The pump 11 is additionally via a further pressure line 14 with a gas exchange valve 15 the internal combustion engine 4 connected to the same by pressurizing between an open and a closed position, so that the device 1 also for the actuation of the gas exchange valve 15 the internal combustion engine is used. Here, the gas exchange valve 15 also the combustion chamber 2 be assigned, this is in 1 but not shown. In the pressure line 14 is a switching valve designed in the present case as a 3/2-way valve 16 for switching the closing or opening of the gas exchange valve 15 provided outside of the injection. In the position shown is the pressure line 14 to a first pressure room 19 of the gas exchange valve 15 opened and to a second pressure room 20 of the gas exchange valve 15 locked so that the gas exchange valve 15 by fuel injection of the pressure chamber 19 is closed or kept closed. When switching the switching valve 16 in the position "1" is the pressure chamber 20 also subjected to fuel pressure, so that during operation of the feed pump 11 the gas exchange valve 15 can be opened.

Zusätzlich ist im vorliegenden Fall in der zu dem Einspritzventil 5 führenden Druckleitung 13 ein Druckverstärker bzw. Druckkonverter 17 angeordnet, der dafür sorgt, dass das Einspritzventil 5 mit einem ausreichend hohen Kraftstoffdruck versorgt wird. Der Druckkonverter 17 weist eine sich an die Druckleitung 13 anschließende, erste Kammer 17a und eine auf der der ersten Kammer 17a gegenüberliegenden Seite eines Kolbens 17b angeordnete, zweite Kammer 17c auf, von der der Kraftstoff zu dem Einspritzventil 5 gelangt. Hierbei sollte von der zweiten Kammer 17c eine Saugleitung zu dem Tank 22 oder zu einem anderen geeigneten Behälter ausgehen, in dem sich Kraftstoff befindet, sodass der Kolben 17b bei seinem Rückhub Kraftstoff ansaugen kann. Während der Einspritzung ist es sinnvoll, das Umschaltventil 16 in die Position „0" zu schalten, um ein ungewolltes Öffnen des Gaswechselventils 15 zu vermeiden und dessen Geschlossenstellung zu gewährleisten.In addition, in the present case in the to the injection valve 5 leading pressure line 13 a pressure booster or pressure converter 17 arranged, which ensures that the injection valve 5 is supplied with a sufficiently high fuel pressure. The print converter 17 has a to the pressure line 13 subsequent, first chamber 17a and one on the first chamber 17a opposite side of a piston 17b arranged, second chamber 17c on, from which the fuel to the injector 5 arrives. This should be done by the second chamber 17c a suction line to the tank 22 or to another suitable container containing fuel, so that the piston 17b can suck in fuel on his return stroke. During the injection, it makes sense, the switching valve 16 in the position "0" to switch to an unwanted Opening the gas exchange valve 15 to avoid and to ensure its closed position.

Von der Druckleitung 14 zweigt eine Rückstellleitung 18 ab, die in der dargestellten Position des Umschaltventils 16 ebenfalls druckbeaufschlagt ist und das Gaswechselventil 15 in seine Geschlossenstellung bewegt. Die Rückstellleitung 18 mündet hierzu in die erste Druckkammer 19 des Gaswechselventils 15, wohingegen von der zweiten Druckkammer 20 des Gaswechselventils 15 eine Rückführleitung 21 ausgeht, über die der Kraftstoff zu der Förderpumpe 11 bzw. zu einem Tank 22 zurückströmen kann. Der Tank 22, der selbstverständlich auch bei der ersten Ausführungsform gemäß 1 vorgesehen ist, kann unter Druck stehen, insbesondere unter einem höheren als dem atmosphärischen Druck, um die Funktion der Förderpumpe 11 zu unterstützen.From the pressure line 14 branches a return line 18 starting in the illustrated position of the switching valve 16 is also pressurized and the gas exchange valve 15 moved to its closed position. The return line 18 opens for this purpose in the first pressure chamber 19 of the gas exchange valve 15 , whereas from the second pressure chamber 20 of the gas exchange valve 15 a return line 21 goes out, over which the fuel to the feed pump 11 or to a tank 22 can flow back. The Tank 22 , of course, also in the first embodiment according to 1 is provided, may be under pressure, in particular at a higher than the atmospheric pressure to the function of the feed pump 11 to support.

In dem Diagramm gemäß 2 ist zu erkennen, wie der Einspritzdruck p5 und die eingespritzte Kraftstoffmenge Q5 während der Umdrehung einer nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 4 variiert werden können. Dabei kann der Einspritzdruck p5 annähernd beliebig verändert werden kann, um insbesondere neuartige Einspritzverfahren durchzuführen. Diese mögliche Modifikation des Drucks während der Einspritzung wird, wie bereits erwähnt, ausschließlich durch die Förderpumpe 11 vorgenommen.In the diagram according to 2 can be seen as the injection pressure p 5 and the injected fuel quantity Q 5 during the rotation of a crankshaft, not shown, of the internal combustion engine 4 can be varied. In this case, the injection pressure p 5 can be changed almost arbitrarily in order to carry out, in particular, novel injection methods. This possible modification of the pressure during the injection, as already mentioned, exclusively by the feed pump 11 performed.

Eine auf der Ausführungsform gemäß 1 aufbauende Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist in 3 dargestellt. Hierbei ist die Förderpumpe 11 über jeweilige Druckleitungen 14 und 23 mit zwei Gaswechselventilen 15 verbunden, nämlich mit einem Einlassventil 15a und einem Auslassventil 15b, so dass sowohl das Einlassventil 15a als auch das Auslassventil 15b von der Förderpumpe 11 mit Kraftstoff druckbeaufschlagt und auf diese Weise im Zusammenspiel mit dem Umschaltventil 16 und einem Umschaltventil 24 zwischen der Offen- und der Geschlossenstellung verstellt werden können. Im vorliegenden Fall sind also das Einspritzventil 5, das Einlassventil 15a und das Auslassventil 15b von ein und derselben Förderpumpe 11 mit Kraftstoffdruck beaufschlagbar. Das Umschaltventil 16 befindet sich hierbei in der Druckleitung 14 zu dem Einlassventil 15a und das im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenso wie das Umschaltventil 16 als 3/2-Wegeventil ausge bildete Umschaltventil 24 befindet sich in der Druckleitung 23 zu dem Auslassventil 15b. Die auch hier vorgesehene Rückstellleitung 18 zu der ersten Druckkammer 19 des Einlassventils 15a zweigt dabei von der Druckleitung 13 zu dem Einspritzventil 5 ab, wie dies bereits bei der Ausführungsform gemäß 1 der Fall ist. Analog hierzu führt auch zu einer ersten Druckkammer 25 des Auslassventils 15b eine Rückstellleitung 26 und von einer zweiten Druckkammer 27 des Auslassventils 15b geht eine Rückführleitung 28 aus, die zu der Förderpumpe 11 bzw. zu dem Tank 22 zurückführt.One in the embodiment according to 1 constitutive embodiment of the device 1 is in 3 shown. Here is the feed pump 11 via respective pressure lines 14 and 23 with two gas exchange valves 15 connected, namely with an inlet valve 15a and an exhaust valve 15b so that both the inlet valve 15a as well as the exhaust valve 15b from the feed pump 11 pressurized with fuel and in this way in conjunction with the switching valve 16 and a switching valve 24 can be adjusted between the open and the closed position. In the present case, therefore, the injection valve 5 , the inlet valve 15a and the exhaust valve 15b from one and the same feed pump 11 acted upon by fuel pressure. The changeover valve 16 is located in the pressure line 14 to the inlet valve 15a and in the illustrated embodiment as well as the switching valve 16 as a 3/2-way valve formed switching valve 24 is located in the pressure line 23 to the exhaust valve 15b , The here also provided return line 18 to the first pressure chamber 19 of the inlet valve 15a branches from the pressure line 13 to the injection valve 5 as already in the embodiment according to 1 the case is. Analogously, this leads to a first pressure chamber 25 the exhaust valve 15b a return line 26 and from a second pressure chamber 27 the exhaust valve 15b go a return line 28 out to the feed pump 11 or to the tank 22 returns.

Alternativ ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der das Einlassventil 15a und das Auslassventil 15b von jeweils einer separaten Förderpumpe mit Druck beaufschlagbar sind. Des weiteren ist eine Ausführungsform denkbar, bei der mehrere Förderpumpen 11 verwendet werden. In einer weiteren möglichen Ausführungsform könnte das Schließen bzw. Öffnen der Gaswechselventile 15 mit der Förderpumpe 11 und das Öffnen bzw. Schließen mit einem nicht dargestellten Regelventil stattfinden. Prinzipiell können mittels der Vorrichtung 1 sämtliche Gaswechselventile einer Brennkraftmaschine betätigt werden.Alternatively, an embodiment is conceivable in which the inlet valve 15a and the exhaust valve 15b Each of a separate pump with pressure can be acted upon. Furthermore, an embodiment is conceivable in which a plurality of feed pumps 11 be used. In another possible embodiment, the closing or opening of the gas exchange valves 15 with the feed pump 11 and the opening or closing take place with a control valve, not shown. In principle, by means of the device 1 all gas exchange valves of an internal combustion engine are actuated.

4 zeigt den zurückgelegten Weg X15b des Auslassventils 15b, den zurückgelegten Weg X15a des Einlassventils 15a und den Einspritzdruck P5 des Einspritzventils 5 über den Winkel der Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine 4. Dabei ist erkennbar, dass sämtliche der genannten Funktionen durch ein und dieselbe Förderpumpe 11 vorgenommen werden können, sogar auch dann, wenn Überschneidungen vorliegen, und zwar durch den Einsatz bzw. die entsprechende Ansteuerung der Umschaltventile 16 und 24. Durch die oben angesprochene Verwendung zweier separater Förderpumpen für das Einlassventil 15a und das Auslassventil 15b wären ebenfalls Ventilüberschneidungen möglich, wodurch eine größere Vielfalt von Einspritzverfahren durchgeführt werden könnte. 4 shows the trajectory X 15b of the exhaust valve 15b , the traversed path X 15a of the intake valve 15a and the injection pressure P 5 of the injection valve 5 about the angle of the crankshaft of the internal combustion engine 4 , It can be seen that all of the functions mentioned by one and the same feed pump 11 can be made, even if there are overlaps, through the use or the appropriate control of the changeover valves 16 and 24 , By the above-mentioned use of two separate feed pump for the intake valve 15a and the exhaust valve 15b Also, valve overlaps would be possible, allowing a wider variety of injection methods to be performed.

5 zeigt die jeweilige Stellung S der beiden Umschaltventile 16 und 24 bei der gemäß 4 beschriebenen Bewegung der Gaswechselventile 15 sowie die Bestromung B der Magneteinrichtung 10 bei der Druckbeaufschlagung des Einspritzventils 5, wiederum über den Winkel der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 4. 5 shows the respective position S of the two changeover valves 16 and 24 in accordance with 4 described movement of the gas exchange valves 15 and the energization B of the magnetic device 10 during the pressurization of the injection valve 5 , again about the angle of the crankshaft of the internal combustion engine 4 ,

Claims (13)

Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine und zur Betätigung wenigstens eines Gaswechselventils der Brennkraftmaschine, mit folgenden Merkmalen: wenigstens einem zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung verstellbaren Einspritzventil (5), wenigstens einem zwischen einer Offen- und einer Geschlossenstellung verstellbaren Gaswechselventil (15, 15a, 15b), wenigstens einer Förderpumpe (11) zum Zuführen von Kraftstoff zu dem Einspritzventil (5), um dasselbe durch Druckbeaufschlagung zwischen der Offen- und der Geschlossenstellung zu verstellen, die wenigstens eine Förderpumpe (11) ist mit dem wenigstens einen Gaswechselventil (15, 15a, 15b) verbunden, um dasselbe durch Druckbeaufschlagung zwischen der Offen- und der Geschlossenstellung zu verstellen, die wenigstens eine Förderpumpe (11) ist für einen mit hoher Frequenz intermittierend arbeitenden Förderbetrieb ausgelegt.Device for injecting fuel into a combustion chamber of a cylinder of an internal combustion engine and for actuating at least one gas exchange valve of the internal combustion engine, having the following features: at least one injector (adjustable between an open and a closed position) ( 5 ), at least one gas exchange valve which can be adjusted between an open and a closed position ( 15 . 15a . 15b ), at least one feed pump ( 11 ) for supplying fuel to the injection valve ( 5 ) to adjust the same by pressurizing between the open and the closed position, the at least one feed pump ( 11 ) is connected to the at least one gas exchange valve ( 15 . 15a . 15b ) connected to the same by pressurizing between the open and the closed position, the at least one feed pump ( 11 ) is designed for a high frequency intermittent working operation. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Förderpumpe (11) mit piezoelektrischen, magnetostriktiven und/oder elektrochemischen Aktuatoren als Förderelementen (12) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one feed pump ( 11 ) with piezoelectric, magnetostrictive and / or electrochemical actuators as conveying elements ( 12 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (5) ein Gehäuse (6) mit einem Ventilsitz (7) und eine in dem Gehäuse (6) untergebrachte Ventilnadel (8) aufweist, welche zwischen der Offen- und der Geschlossenstellung des Einspritzventils (5) beweglich und in der Geschlossenstellung mittels wenigstens eines Federelements (9) auf dem Ventilsitz (7) gehalten ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the injection valve ( 5 ) a housing ( 6 ) with a valve seat ( 7 ) and one in the housing ( 6 ) accommodated valve needle ( 8th ), which between the open and the closed position of the injection valve ( 5 ) movable and in the closed position by means of at least one spring element ( 9 ) on the valve seat ( 7 ) is held. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (5) eine Magneteinrichtung (10) aufweist, mit welcher der Öffnungsdruck der Ventilnadel (8) einstellbar ist.Apparatus according to claim 3, characterized in that the injection valve ( 5 ) a magnetic device ( 10 ), with which the opening pressure of the valve needle ( 8th ) is adjustable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (8) zum Einnehmen ihrer Offenstellung nach innerhalb des Gehäuses (6) beweglich ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve needle ( 8th ) to assume its open position within the housing ( 6 ) is movable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (8) zum Einnehmen ihrer Offenstellung nach außerhalb des Gehäuses (6) beweglich ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve needle ( 8th ) to take its open position outside the housing ( 6 ) is movable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Gaswechselventil (15, 15a, 15b) mittels der Förderpumpe (11) sowohl von der Offen- in die Geschlossenstellung als auch von der Geschlossen- in die Offenstellung bringbar ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one gas exchange valve ( 15 . 15a . 15b ) by means of the feed pump ( 11 ) can be brought from the open to the closed position as well as from the closed in the open position. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich in wenigstens einer von der Förderpumpe (11) ausgehenden Druckleitung (13, 14, 23) ein Umschaltventil (16, 24) zum Umschalten zwischen dem wenigs tens einen Gaswechselventil (15, 15a, 15b) und dem Einspritzventil (5) befindet.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in at least one of the feed pump ( 11 ) outgoing pressure line ( 13 . 14 . 23 ) a switching valve ( 16 . 24 ) for switching between the at least one gas exchange valve ( 15 . 15a . 15b ) and the injection valve ( 5 ) is located. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (11) über jeweilige Druckleitungen (13, 14, 23) mit dem Einspritzventil (5), mit wenigstens einem Einlassventil (15a) und mit wenigstens einem Auslassventil (15b) verbunden ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the feed pump ( 11 ) via respective pressure lines ( 13 . 14 . 23 ) with the injection valve ( 5 ), with at least one inlet valve ( 15a ) and with at least one outlet valve ( 15b ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einlassventil (15a) und das wenigstens eine Auslassventil (15b) von ein und derselben Förderpumpe (11) mit Druck beaufschlagbar sind, wobei sich in den jeweiligen Druckleitungen (14, 23) jeweils ein Umschaltventil (16, 24) befindet.Apparatus according to claim 9, characterized in that the at least one inlet valve ( 15a ) and the at least one outlet valve ( 15b ) of one and the same feed pump ( 11 ) can be acted upon with pressure, wherein in the respective pressure lines ( 14 . 23 ) each a switching valve ( 16 . 24 ) is located. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Einlassventil (15a) und das wenigstens eine Auslassventil (15b) von jeweils einer Förderpumpe (11) mit Druck beaufschlagbar sind.Apparatus according to claim 9, characterized in that the at least one inlet valve ( 15a ) and the at least one outlet valve ( 15b ) of a respective delivery pump ( 11 ) can be acted upon with pressure. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zu dem Einspritzventil (5) führenden Druckleitung (13) ein Druckkonverter (17) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that in a to the injection valve ( 5 ) leading pressure line ( 13 ) a pressure converter ( 17 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Förderpumpe (11) verbundener Tank (22) unter Druck steht.Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that a with the feed pump ( 11 ) connected tank ( 22 ) is under pressure.
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