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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Pumpeneinheit zum Einspritzen eines Kraftstoffs in eine Brennkammer eines Verbrennungsmotors, mit einer durch einen Pumpenantrieb betätigbaren Pumpe, die den Kraftstoff als erste Einspritzflüssigkeit von einem ersten Niederdruckanschluss zu einem ersten Hochdruckanschluss fördert.
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Zum Betreiben von Verbrennungsmotoren ist das direkte Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkammer des Motors eine bereits seit vielen Jahren bekannte Technik, die inzwischen bei Kraftfahrzeugmotoren, insbesondere bei Ottomotoren, weit verbreitet ist.
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Außerdem ist bekannt, dass die Verbrennung des Kraftstoffs im Verbrennungsmotor günstig beeinflusst werden kann, wenn zusätzlich zum Kraftstoff als erster Einspritzflüssigkeit noch eine weitere, zweite Einspritzflüssigkeit vorgesehen ist, die beispielsweise in die Brennkammer selbst oder in das Saugrohr vor der Brennkammer eingespritzt wird. Als zweite Einspritzflüssigkeit kommt dabei insbesondere Wasser zum Einsatz.
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Es hat sich herausgestellt, dass sich durch die Beimischung der zweiten Einspritzflüssigkeit in einigen Kennfeldbereichen des Verbrennungsmotors eine Kraftstoffersparnis und/oder eine Verringerung der Abgasschadstoffe erreichen lässt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Kraftstoff-Pumpeneinheit zu schaffen, die neben dem Kraftstoff als erster Einspritzflüssigkeit mit geringem konstruktiven und steuerungstechnischen Aufwand eine zweite Einspritzflüssigkeit zum Einspritzen in eine Brennkammer des Verbrennungsmotors bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kraftstoff-Pumpeneinheit der eingangs genannten Art, bei der die Pumpe mit einer Zylinder/Kolben-Einheit gekoppelt ist und über die Zylinder/Kolben-Einheit eine zweite Einspritzflüssigkeit von einem zweiten Niederdruckanschluss zu einem zweiten Hochdruckanschluss fördern kann, wobei die Zylinder/Kolben-Einheit einen Zylinder sowie einen im Zylinder entlang einer Zylinderachse verschieblich aufgenommenen Kolben umfasst, und wobei der Kolben zur Drucksteuerung der zweiten Einspritzflüssigkeit und/oder zur Anschlagdämpfung im Zylinder als Stufenkolben ausgebildet ist. Als Stufenkolben werden in diesem Zusammenhang Kolben bezeichnet, deren Querschnitt sich längs der Zylinderachse ändert. Der im Zylinder ausgebildete Aufnahmeraum für den Kolben ist dabei vorzugsweise an die Geometrie des Stufenkolbens angepasst. Bei einer solchen Kraftstoff-Pumpeneinheit ergibt sich in vorteilhafter Weise eine „simultane”, aber stofflich getrennte Förderung der beiden Einspritzflüssigkeiten mittels eines einzigen Pumpenantriebs. Ein Förderdruck der Kraftstoffpumpe erzeugt somit einerseits einen gewünschten Betriebsdruck für den als erste Einspritzflüssigkeit bezeichneten Kraftstoff, sowie darüber hinaus mittels der Zylinder/Kolben-Einheit auch einen gewünschten Betriebsdruck für die zweite Einspritzflüssigkeit. Der Betriebsdruck für die zweite Einspritzflüssigkeit lässt sich beispielsweise durch eine geeignete Geometrie des Stufenkolbens mit geringem konstruktiven Aufwand einstellen. Zusätzlich oder alternativ kann der Stufenkolben auch zu einem besonders geräuscharmen Betrieb der Kraftstoff-Pumpeneinheit beitragen.
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In der Grundform der Erfindung muss der Pumpenantrieb nicht Gegenstand der Erfindung sein.
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In einer Ausführungsform der Kraftstoff-Pumpeneinheit ist zwischen dem ersten Niederdruckanschluss und der Pumpe Ventil vorgesehen, das eine Kraftstoffströmung vom ersten Niederdruckanschluss zur Pumpe freigeben und eine entgegengesetzte Kraftstoffströmung sperren kann. Dieses einfache, vorzugsweise als Rückschlagventil ausgeführte Ventil trägt dazu bei, dass sich als Pumpe eine herkömmliche Kraftstoffpumpe mit oszillierendem Kolben einsetzen lässt, welche sich in Kraftfahrzeugen bereits vielfach bewährt hat.
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Bevorzugt trennt der Kolben einen mit Kraftstoff befüllbaren ersten Druckraum der Zylinder/Kolben-Einheit im Wesentlichen flüssigkeitsdicht von einem mit zweiter Einspritzflüssigkeit befüllbaren zweiten Druckraum der Zylinder/Kolben-Einheit. Der Kolben erzeugt folglich mit geringem konstruktiven Aufwand eine hydraulische Kopplung und zugleich eine stoffliche Trennung der beiden Einspritzflüssigkeiten.
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Hierbei sind vorzugsweise der erste Druckraum zwischen dem ersten Hochdruckanschluss und dem Ventil an eine Kraftstoffleitung und/oder der zweite Druckraum an eine Hydraulikleitung für die zweite Einspritzflüssigkeit angeschlossen. Gemäß dieser Ausgestaltung werden die Pumpe und die Zylinder/Kolben-Einheit über die erste Einspritzflüssigkeit antriebsmäßig miteinander gekoppelt, das heißt, die Pumpe fördert die erste Einspritzflüssigkeit zum Kolben, um diesen anzutreiben, was wiederum die Förderung der zweiten Einspritzflüssigkeit hervorruft.
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Die Hydraulikleitung kann für die zweite Einspritzflüssigkeit den zweiten Niederdruckanschluss mit dem zweiten Hochdruckanschluss verbinden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoff-Pumpeneinheit stehen die Pumpe und die Zylinder/Kolben-Einheit über eine Kraftstoffleitung hydraulisch in Strömungsverbindung, wobei zwischen der Arbeitskammer der Pumpe und dem ersten Druckraum der Zylinder/Kolben-Einheit ein Drucksteuerventil zur Drucksteuerung oder Druckregelung der zweiten Einspritzflüssigkeit vorgesehen ist. Diese Strömungsverbindung über das Drucksteuerventil ermöglicht die Einstellung eines gewünschten Betriebsdrucks für die zweite Einspritzflüssigkeit mit geringem steuerungs- oder regelungstechnischen Aufwand. Folglich ist die Kraftstoff-Pumpeneinheit insgesamt sowohl konstruktiv als auch steuerungstechnisch einfach und preiswert herstellbar.
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In einer weiteren Ausführungsform der Pumpeneinheit ist bevorzugt, dass zwischen dem zweiten Hochdruckanschluss und dem zweiten Druckraum ein Ventil vorgesehen ist, welches eine Flüssigkeitsströmung vom zweiten Druckraum zum zweiten Hochdruckanschluss freigibt und eine entgegengesetzte Flüssigkeitsströmung sperrt, und dass zwischen dem zweiten Niederdruckanschluss und dem zweiten Druckraum ein weiteres Ventil vorgesehen ist, welches eine Flüssigkeitsströmung vom zweiten Niederdruckanschluss zum zweiten Druckraum freigibt und eine entgegengesetzte Flüssigkeitsströmung sperrt. Diese Ventile sind vorzugsweise einfache Rückschlagventile und stellen mit geringem Aufwand sicher, dass die zweite Einspritzflüssigkeit über den zweiten Niederdruckanschluss zuströmt und über den zweiten Hochdruckanschluss abströmt, ohne dass es zu nennenswerten Flüssigkeitsverlusten kommt.
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Vorzugsweise ist zwischen der Pumpe und dem ersten Hochdruckanschluss ein Ventil, insbesondere ein Rückschlagventil vorgesehen, das eine Kraftstoffströmung von der Pumpe zum ersten Hochdruckanschluss freigibt und eine entgegengesetzte Kraftstoffströmung sperrt. Dieses Ventil verhindert einfach und zuverlässig eine unerwünschte Kraftstoff-Rückströmung vom ersten Hochdruckanschluss in Richtung zur Pumpe.
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In einer weiteren Ausführungsform der Kraftstoff-Pumpeneinheit weist der Kolben eine durch den Kraftstoff druckbeaufschlagbare erste Stirnfläche und eine durch die zweite Einspritzflüssigkeit druckbeaufschlagbare zweite Stirnfläche auf, wobei die Stirnflächen unterschiedlich groß sind. Alternativ oder zusätzlich zu dem oben erwähnten Drucksteuerventil lässt sich auch auf diese Weise ein gewünschter Betriebsdruck für die zweite Einspritzflüssigkeit einstellen.
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Ferner kann der Kolben axial entgegengesetzte Stirnflächen aufweisen, die zur Anschlagdämpfung des Kolbens jeweils axial gestuft ausgebildet sind. Diese vorteilhafte Kolbengeometrie ermöglicht mit geringem Aufwand einen besonders geräuscharmen Betrieb der Kraftstoff-Pumpeneinheit.
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Die Pumpe kann insbesondere eine Kolbenpumpe und der Pumpenantrieb vorzugsweise ein Nockenantrieb sein. Damit entspricht die Pumpe einer derzeit üblichen, bewährten Kraftstoffpumpe mit herkömmlichem Nockenantrieb. Infolgedessen lässt sich die zusätzliche Förderung der zweiten Einspritzflüssigkeit mit geringem Aufwand in bereits etablierte Pumpensysteme integrieren.
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Insbesondere beim Einsatz einer Pumpe mit oszillierendem Kolben kann ein an die Pumpe angeschlossener Druckdämpfer zur Dämpfung von Druckpulsationen vorgesehen sein. Mittels eines solchen Druck- oder Pulsationsdämpfers lassen sich unerwünschte, bauartbedingte Förderstrompulsationen einfach und wirkungsvoll auf ein akzeptables Maß reduzieren.
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Zwischen der Pumpe und dem ersten Hochdruckanschluss ist bevorzugt ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Mit diesem Druckbegrenzungsventil lässt sich sowohl der Förderdruck der ersten Einspritzflüssigkeit, d. h. des Kraftstoffs, als auch der Förderdruck der zweiten Einspritzflüssigkeit auf einen einstellbaren Maximaldruck begrenzen, um beispielsweise im Fehlerfall einer Vollförderung der Pumpe eine Beschädigung der Kraftstoff-Pumpeneinheit zu verhindern. Vorzugsweise ist ein Hochdruckbereich für die zweite Einspritzflüssigkeit auf denselben Maximaldruck ausgelegt wie ein Hochdruckbereich für die erste Einspritzflüssigkeit. Dann kann auf ein separates Druckbegrenzungsventil zur Absicherung des Hochdruckbereichs für die zweite Einspritzflüssigkeit verzichtet werden.
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Der Kraftstoff als erste Einspritzflüssigkeit kann sich von der zweiten Einspritzflüssigkeit unterscheiden, wobei die zweite Einspritzflüssigkeit vorzugsweise Wasser oder ein Wassergemisch ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 einen schematischen Hydraulikschaltplan einer erfindungsgemäßen Kraftstoff-Pumpeneinheit,
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2 einen Detailschnitt durch eine Zylinder/Kolben-Einheit der Kraftstoff-Pumpeneinheit aus 1 gemäß einer ersten Ausführungsform; und
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3 einen Detailschnitt durch eine Zylinder/Kolben-Einheit der Kraftstoff-Pumpeneinheit aus 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt eine Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 zum Einspritzen eines Kraftstoffs 12 in eine (nicht-gezeigte) Brennkammer eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, mit einer durch einen Pumpenantrieb 14 betätigbaren Pumpe 16, die den Kraftstoff 12 als erste Einspritzflüssigkeit von einem ersten Niederdruckanschluss 18 zu einem ersten Hochdruckanschluss 20 fördert.
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Die Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 weist zwischen dem ersten Niederdruckanschluss (18) und der Pumpe (16) ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 22 auf, das das eine Kraftstoffströmung vom ersten Niederdruckanschluss (18) zur Pumpe (16) freigibt und eine entgegengesetzte Kraftstoffströmung sperrt. Außerdem ist zwischen der Pumpe 16 und dem ersten Hochdruckanschluss 20 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 26 vorgesehen, das eine Kraftstoffströmung von der Pumpe 16 zum ersten Hochdruckanschluss 20 freigibt und eine entgegengesetzte Kraftstoffströmung sperrt.
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Zur Dämpfung von Förderstrompulsationen ist an die Pumpe 16 ferner ein Druckdämpfer 28 angeschlossen.
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Schließlich ist zwischen der Pumpe 16 und dem ersten Hochdruckanschluss 20 ein Druckbegrenzungsventil 30 vorgesehen, welches den Förderdruck des Kraftstoffs 12 auf einen einstellbaren Maximaldruck begrenzt.
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Im Betrieb der Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 betätigt der als Nockenantrieb ausgeführte Pumpenantrieb 14 einen Kolben 32 der als Kolbenpumpe ausgeführten Pumpe 16, sodass der Kolben 32 in einem Zylinder 34 der Pumpe 16 oszilliert. Damit entspricht die Pumpe 16 einer herkömmlichen Kraftstoffpumpe mit oszillierendem Kolben 32 und üblichem Nockenantrieb.
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Gemäß 1 entspricht eine Bewegung des Kolbens 32 nach unten einem sogenannten Saughub der Pumpe 16. Während des Saughubs befindet sich das Ventil 22 in seiner Freigabeposition, in welcher die Pumpe 16 den als erste Einspritzflüssigkeit verwendeten Kraftstoff 12 über den ersten Niederdruckanschluss 18 in eine Arbeitskammer 36 des Zylinders 34 einsaugen kann. Eine Fluidverbindung zum ersten Hochdruckanschluss 20 ist während des Saughubs der Pumpe 16 durch das Ventil 26 gesperrt.
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Gemäß 1 entspricht eine Bewegung des Kolbens 32 nach oben einem sogenannten Förderhub der Pumpe 16. Während des Förderhubs befindet sich das Ventil 22 in seiner Schließposition, sodass eine Fluidverbindung zum ersten Niederdruckanschluss 18 gesperrt ist. Bei hinreichendem Förderdruck der Pumpe 16 ermöglicht das Ventil 26 jedoch eine Kraftstoffströmung zum ersten Hochdruckanschluss 20. Von diesem ersten Hochdruckanschluss 20 kann der Kraftstoff 12 dann über eine (nicht dargestellte) Einspritzvorrichtung der Brennkammer des Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors, insbesondere eines Ottomotors zugeführt werden.
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Um eine Beschädigung der Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 oder der Einspritzvorrichtung zu verhindern, wird der Förderdruck des Kraftstoffs 12 mittels des Druckbegrenzungsventils 30 auf einen einstellbaren Maximaldruck begrenzt.
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Die allgemeine Funktionsweise einer Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 umfassend die Pumpe 16, die Ventile 22, 26, den Druckdämpfer 28 und das Druckbegrenzungsventil 30 ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, sodass darauf im Folgenden nicht näher eingegangen wird.
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Die Besonderheit der in 1 abgebildeten Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 besteht darin, dass die Pumpe 16 mit einer Zylinder/Kolben-Einheit 38 hydraulisch gekoppelt ist und über die Zylinder/Kolben-Einheit 38 eine zweite Einspritzflüssigkeit 40 von einem zweiten Niederdruckanschluss 42 zu einem zweiten Hochdruckanschluss 44 fördern kann. Daraus ergibt sich der Vorteil einer simultanen, aber stofflich getrennten Förderung der beiden Einspritzflüssigkeiten 12, 40 mittels eines einzigen Pumpenantriebs 14 bei minimalem Steuerungs- bzw. Regelungsaufwand.
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Die in 1 schematisch angedeutete Zylinder/Kolben-Einheit 38 umfasst einen Zylinder 52 sowie einen im Zylinder 52 entlang einer Zylinderachse A verschieblich aufgenommenen Kolben 46, der den Zylinder 52 im Wesentlichen flüssigkeitsdicht unterteilt in einen mit Kraftstoff 12 befüllbaren ersten Druckraum 48 und einen mit zweiter Einspritzflüssigkeit 40 befüllbaren zweiten Druckraum 50, wobei der Kolben 46 zur Drucksteuerung der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 und/oder zur Anschlagdämpfung als Stufenkolben ausgebildet ist (siehe 2 und 3).
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Die Pumpe 16, konkret die Arbeitskammer 36 im Zylinder 34 der Pumpe 16, und der erste Druckraum 48 stehen ausschließlich über eine Kraftstoffleitung 24 hydraulisch in Strömungsverbindung, wobei zwischen der Arbeitskammer 36 und dem Druckraum 48 optional ein Drucksteuerventil 60 vorgesehen ist, mit dem sich auf einfache Art und Weise ein Betriebsdruck der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 steuern oder regeln lässt, wobei aufgrund der kurzen Schalt- und Reaktionszeit des Drucksteuerventils 60 eine rasche Druckanpassung möglich ist. Bei einer einfachen, unmittelbaren Druckkopplung zwischen der Pumpe 16 und der Zylinder/Kolben-Einheit 38 entfällt hingegen eine zwischengeschaltete, separate Drucksteuerung oder Druckregelung für die zweite Einspritzflüssigkeit 40, wobei dies keinerlei funktionale Beeinträchtigung in Bezug auf die Förderung der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 mit sich bringt.
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Der erste Druckraum 48 ist zwischen dem ersten Hochdruckanschluss 20 und dem Ventil 22 an die Kraftstoffleitung 24 angeschlossen, und der zweite Druckraum 50 ist an Hydraulikleitungen 54, 55 für die zweite Einspritzflüssigkeit 40 angeschlossen, welche den zweiten Niederdruckanschluss 42 mit dem zweiten Hochdruckanschluss 44 verbinden. Gemäß den dargestellten Ausführungsbeispielen mündet jede Hydraulikleitung 54, 55 separat in den zweiten Druckraum 50, wobei alternativ auch denkbar ist, dass die Hydraulikleitungen 54, 55 außerhalb des zweiten Druckraums 50 zusammengeführt und über einen gemeinsamen Leitungsabschnitt an den zweiten Druckraum 50 angeschlossen werden.
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Um eine einfache und zuverlässige Förderung der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 zu gewährleisten, ist zwischen dem zweiten Hochdruckanschluss 44 und dem zweiten Druckraum 50 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 56 vorgesehen, welches eine Flüssigkeitsströmung vom zweiten Druckraum 50 zum zweiten Hochdruckanschluss 44 freigibt und eine entgegengesetzte Flüssigkeitsströmung sperrt. Außerdem ist zwischen dem zweiten Niederdruckanschluss 42 und dem zweiten Druckraum 50 ein weiteres, als Rückschlagventil ausgebildetes Ventil 58 vorgesehen, welches eine Flüssigkeitsströmung vom zweiten Niederdruckanschluss 42 zum zweiten Druckraum 50 freigibt und eine entgegengesetzte Flüssigkeitsströmung sperrt.
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Bei einem Saughub der Pumpe 16 wird infolge der Strömungsverbindung zwischen der Pumpe 16 und dem ersten Druckraum 48 Kraftstoff 12 aus dem ersten Druckraum 48 gesaugt, sodass sich der Kolben 46 gemäß der Figur nach oben bewegt. In Bezug auf die zweite Einspritzflüssigkeit 40 entspricht dies einem Saughub der Zylinder/Kolben-Einheit 38, da über das Ventil 58 zweite Einspritzflüssigkeit 40 vom zweiten Niederdruckanschluss 42 angesaugt wird.
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Bei einem Förderhub des Kolbens 32 der Pumpe 16 wird entsprechend Kraftstoff 12 in den ersten Druckraum 48 der Zylinder/Kolben-Einheit 38 gepresst, sodass sich der Kolben 46 gemäß 1 nach unten bewegt. In Bezug auf die zweite Einspritzflüssigkeit 40 entspricht dies einem Förderhub der Zylinder/Kolben-Einheit 38, da über das Ventil 56 zweite Einspritzflüssigkeit 40 zum zweiten Hochdruckanschluss 44 gefördert wird.
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Ein Förderdruck der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 erreicht infolge der Druckkopplung über die als Zylinder/Kolben-Einheit 38 maximal den Förderdruck des Kraftstoffs 12 als erster Einspritzflüssigkeit. Ein mittels des Druckbegrenzungsventils 30 eingestellter Maximaldruck für den Kraftstoff 12 stellt folglich auch den Maximaldruck für die zweite Einspritzflüssigkeit 40 dar, ohne dass eine weitere, separate Druckbegrenzung für die zweite Einspritzflüssigkeit 40 notwendig ist.
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Sollte für die zweite Einspritzflüssigkeit 40 ein geringerer sowie gegebenenfalls einstellbarer Förderdruck gewünscht sein, so lässt sich dieser mittels des optionalen Drucksteuerventils 60 einfach einstellen, welches dann zwischen der Arbeitskammer 36 und dem ersten Druckraum 48 vorgesehen ist. Insbesondere ist das Drucksteuerventil 60 in einer Zweigleitung 25 der Kraftstoffleitung 24, unmittelbar vor der Zylinder/Kolben-Einheit 38 angeordnet, damit ein Kraftstoffdruck am Hochdruckanschluss 20 vom Drucksteuerventil 60 weitgehend unbeeinflusst bleibt.
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Alternativ oder zusätzlich zum Drucksteuerventil 60 lässt sich ein gewünschter Förderdruck der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 auch durch den als Stufenkolben ausgebildeten Kolben 46 der Zylinder/Kolben-Einheit 38 einstellen. Gemäß 2 weist der Kolben 46 in diesem Fall eine durch den Kraftstoff 12 druckbeaufschlagbare erste Stirnfläche 62 und eine durch die zweite Einspritzflüssigkeit 40 druckbeaufschlagbare zweite Stirnfläche 64 auf, wobei die Stirnflächen 62, 64 unterschiedlich groß sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die erste Stirnfläche 62 kleiner als die zweite Stirnfläche 64, sodass der Förderdruck der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 kleiner ist als der Förderdruck des Kraftstoffs 12. Zwischen dem ersten Druckraum 48 und dem zweiten Druckraum 50 befindet sich ein mit Kraftstoff 12 befüllbarer Ringraum 66, der über einen Anschluss 68 mit einem Niederdruckreservoir der Kraftstoff-Pumpeneinheit 10, beispielsweise mit dem Druckdämpfer 28, in Strömungsverbindung steht und je nach Bewegung des Kolbens 46 Kraftstoff 12 aus dem Niederdruckreservoir aufnimmt oder in das Niederdruckreservoir abgibt.
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Zusätzlich zur Einstellung des Förderdrucks der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 lässt sich über die Positionierung des Anschlusses 68 auch eine hydraulische Anschlagdämpfung des Kolbens 46 realisieren. So ist der Anschluss 68 des Ringraums 66 gemäß 2 in einer Seitenwand 84 des Zylinders 52 ausgebildet und von einer axialen Ringwand 86 des Zylinders 52 beabstandet. Bei einem Saughub der Zylinder/Kolben-Einheit 38 bewegt sich der Kolben 46 ungedämpft bis zum Anschluss 68 und bremst seine Bewegung dann selbstständig, wenn er den Anschluss 68 erreicht und zunehmend verschließt. Der im Ringraum 66 verbleibende Kraftstoff 12 wirkt dann zusammen mit dem Niederdruckreservoir und einer Verbindungsleitung 87 als „hydraulisches Dämpfungskissen”. Diese Zylinderkonstruktion bewirkt kraftstoffseitig eine hydraulische Anschlagdämpfung für den Kolben 46, sodass sich mit geringem konstruktiven Aufwand ein besonders geräuscharmer Betrieb der Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 realisieren lässt. Eine solche hydraulische Anschlagdämpfung kann analog auch auf Seiten der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 ausgebildet sein, um einen Endanschlag des Kolbens 46 im zweiten Druckraum 50 zu dämpfen. Die Hydraulikleitung 54 sowie optional auch die Hydraulikleitung 55 würden in diesem Fall nicht über eine Stirnwand 88 des Zylinders 52 an den zweiten Druckraum 50 angeschlossen (siehe 2), sondern beabstandet von der Stirnwand 88 über die Seitenwand 84 des Zylinders 52.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des als Stufenkolben ausgebildeten Kolben 46, wobei der Kolben 46 axial entgegengesetzte Stirnflächen 62, 64 aufweist, die zur Anschlagdämpfung des Kolbens 46 jeweils axial gestuft sind. Die Stirnflächen 62, 64 sind jeweils in eine radial innere Kreisfläche 70 und eine radial äußere Ringfläche 72 aufgeteilt, welche über eine axiale Stufe 74 verbunden sind. Die Ringfläche 72 des Kolbens 46 grenzt dabei an eine ringförmige Anschlagfläche 76 des Zylinders 52 an, welche eine axiale Bewegung des Kolbens 46 im Zylinder 52 begrenzt. Hingegen grenzt die Kreisfläche 70 des Kolbens 46 an eine axial beabstandete, kreisförmige Gegenfläche 78 des Zylinders 52 an und bildet in den Anschlagstellungen des Kolbens 46 mit dieser einen dazwischenliegenden Totraum 80 aus, in den die Kraftstoffleitung 24 oder die Hydraulikleitungen 54, 55 münden. Die Bremswirkung des Kolbens 46 lässt sich beispielsweise durch axiale Drosselnuten 82 in einer zylindrisch ausgebildeten Stufe 74 oder eine spezielle Kontur der axialen Stufe 74, insbesondere eine Konuskontur mit geeignetem Konuswinkel, einstellen.
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Selbstverständlich sind auch Ausführungsvarianten der Kraftstoff-Pumpeneinheit 10 denkbar, bei denen die Geometrie des Stufenkolbens 46 sowohl eine gewünschte Einstellung des Förderdrucks der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 gemäß 2 als auch eine vorteilhafte Anschlagdämpfung in der Zylinder/Kolben-Einheit 38 gemäß 3 ermöglicht.
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Generell unterscheidet sich der Kraftstoff 12 als erste Einspritzflüssigkeit von der zweiten Einspritzflüssigkeit 40, wobei es sich bei der zweiten Einspritzflüssigkeit 40 vorzugsweise um Wasser oder ein Wassergemisch (beispielsweise ein Wasser/Alkohol-Gemisch) handelt. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die Beimischung von Wasser (oder einem Wassergemisch) zu einer effizienteren Kraftstoffverbrennung im Motor und damit einem verringerten Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs führt.
