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Die
Erfindung betrifft eine Pumpe-Düse-Vorrichtung
mit einer Pumpe, einem Ventil und einer Düseneinheit. Derartige Pumpe-Düse-Vorrichtung wird insbesondere
zur Kraftstoffzufuhr in einen Brennraum einer direkteinspritzenden
Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine
eingesetzt. Die Pumpe, eine Steuereinheit, die neben dem Ventil
auch einen Stellantrieb umfasst, welche vorzugsweise aus einem Piezostapel
gebildet ist, und die Düseneinheit
bilden eine Baueinheit. Der Antrieb eines Kolbens der Pumpe erfolgt
vorzugsweise über
eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mittels eines Kipphebels.
Die Pumpe ist über
das Ventil an eine Niederdruck-Kraftstoffzuführeinrichtung hydraulisch koppelbar.
Sie ist ausgangsseitig mit der Düseneinheit
hydraulisch gekoppelt. Einspritzbeginn und Einspritzmenge werden
durch das Ventil und dessen Stellantrieb bestimmt. Durch die kompakte
Bauweise der Pumpe-Düse-Vorrichtung ergibt
sich ein sehr geringes Hochdruckvolumen und eine große hydraulische
Steifigkeit. Es werden so sehr hohe Einspritzdrücke von ca. 2000 bar ermöglicht.
Dieser hohe Einspritzdruck in Verbindung mit der guten Steuerbarkeit
des Einspritzbeginns und der Einspritzmenge ermöglichen eine deutliche Reduktion
der Emissionen bei gleichzeitig niedrigen Kraftstoffverbrauch beim
Einsatz in Brennkraftmaschinen.
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Aus
der
DE 198 35 494
C2 ist eine Pumpe-Düse-Vorrichtung
bekannt mit einer Pumpe und einem Ventil mit einem Ventilglied,
das die hydraulische Kopplung eines Absteuerraums mit einem Ablaufkanal
steuert. Der Ablaufkanal ist hydraulisch gekoppelt mit der Pumpe
und einer Düseneinheit.
Ein Zulaufkanal ist vorgesehen der hydraulisch gekoppelt ist mit
dem Absteuerraum. Dem Ventilglied ist ein piezoelektrischer Stellantrieb
zugeordnet, über
den das Ventilglied zwischen zwei Endstellungen verstellt werden
kann. In einer ersten Endstellung des Ventilglieds ist der Ablaufkanal
hydraulisch gekoppelt mit einem Absteuerraum und dieser wiederum
mit dem Zulaufkanal. In einer zweiten Endstellung des Ventilglieds
ist der Ablaufkanal hydraulisch entkoppelt von dem Absteuerraum.
In der ersten Endstellung des Ventilglieds wird während eines
Förderhubs
der Pumpe Fluid von dem Zulaufkanal über den Absteuerraum und den
Ablaufkanal von der Pumpe angesaugt. Während eines Arbeitshubs eines
Pumpenkolbens der Pumpe wird in der ersten Endposition des Ventilglieds
Fluid von der Pumpe über
den Zulaufkanal, den Absteuerraum in den Ablaufkanal zurückgedrückt. In
der zweiten Endposition des Ventilglieds kann während des Förderhubs des Pumpenkolbens wegen
der fehlenden hydraulischen Kopplung des Ablaufkanals mit dem Absteuerraum
und dem Ablaufkanal kein Fluid zurückgedrückt werden und der Pumpenkolben
erzeugt Hochdruck. Mit Überschreiten
einer vorgegebenen Druckschwelle öffnet eine Düsennadel
der Düseneinheit
eine Düse
der Düseneinheit
und es erfolgt eine Einspritzung des Fluids. Das Einspritzende wird
dadurch bestimmt, dass das Ventilglied mittels des Stellantriebs
in seine erste Endposition gesteuert wird und so Fluid über den
Ablaufkanal in den Absteuerraum und den Zulaufkanal zurückströmen kann,
was zur Folge hat, dass der Druck in der Pumpe und somit auch in
der Düseneinheit
abnimmt, was wiederum zu einem Schließen der Düseneinheit führt. Bei
diesem sog. Absteuervorgang werden hohe Geräuschemissionen erzeugt. Derartige
Geräuschemissionen
werden vom Fahrer eines Kraftfahrzeugs, in dem die Pumpe-Düse-Vorrichtung
eingebaut sein kann, als unangenehm wahrgenommen und müssen zum
einen im Hinblick auf einen möglichst
hohen Fahrkomfort und zum anderen auch aufgrund immer strengerer
gesetzlicher Bestimmungen bezüglich
Geräuschemissionen
von Fahrzeugen weitgehend vermieden werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe-Düse-Vorrichtung zu schaffen,
welche geringe Geräuschemissionen
gewährleistet
beim Betrieb.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale des unabhängigen
Patentanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die während des Betriebs der Pumpe-Düse-Vorrichtung
nach dem Stand der Technik hervorgerufenen Geräuschemissionen im Wesentlichen verursacht
sind durch Kavitationen nach dem Herstellen der hydraulischen Kopplung
zwischen dem Ablaufkanal mit unter Hochdruck stehendem Fluid und
dem Absteuerraum und dem Ablaufkanal. Der entstehende Absteuerimpuls
führt zu
Druckwellen hoher Amplitude in dem Fluid im Bereich des Absteuerraums
und des Zuführkanals,
die in Form von Schallwellen aus der Pumpe-Düse-Vorrichtung nach außen übertragen werden.
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Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Zulaufkanal ein
Drosselelement vorgesehen ist. Das Drosselelement bewirkt einen
schnellen Druckanstieg in dem Absteuerraum und verlangsamt das Abströmen des
Fluids in den Zulaufkanal. Dadurch wird die Zeitdauer, innerhalb
derer Kavitationen auftreten stark verringert und so die Erzeugung von
Schallemissionen auf einfache Weise stark gedämpft. Durch das Drosselelement
werden insbesondere hochfrequente Geräuschanteile während des Absteuervorgangs
deutlich reduziert. Durch das Verringern der Kavitationszeit wird
auch die sog. Kavitationserosion an dem Ventilglied und an den Wänden des
Absteuerraums deutlich verringert. Kavitationserosion entsteht durch
das Implodieren von Gasbläschen,
die bei Kavitation durch Verdampfen des Fluids gebildet werden.
Während
der Zeitdauer, innerhalb derer Kavitationen im Bereich des Ventilglieds
auftreten ist der Druckverlauf auf die verschiedenen Ventilflächen des
Ventilgliedes äußerst instationär und eine
präzise
Einstellung der Position des Ventilglieds somit schwer realisierbar.
Somit bewirkt die Verringerung der Kavitationszeit, die hervorgerufen
ist durch das Drosselelement, auch eine präzisere Ansteuerung des Ventilglieds.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drosselelement
nahe des Absteuerraums angeordnet. So werden die Geräuschemissionen
besonders wirksam verringert. Ferner wird auch so eine dichtende
Verbindung zwischen dem Zulaufkanal und einer diesem zugeordneten
Kraftstoffzufuhreinrichtung, die üblicherweise mittels eines O-Rings
erfolgt geschont und somit deren Lebensdauer erhöht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der
Absteuerraum und das Drosselelement so ausgebildet, dass die Pumpe über den Zulaufkanal
auch bei einem vorgegebenen Niederdruckwert in dem Zulaufkanal vollständig mit
Fluid über
den Zulaufkanal innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer befüllbar ist.
Dies hat den Vorteil, dass dann der Betrieb der Pumpe-Düse-Vorrichtung,
d. h. der frühestmögliche Einspritzbeginn
und die maximal mögliche
Einspritzmenge durch das Drosselelement nicht beeinflusst sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der
Absteuerraum und das Drosselelement so ausgebildet, dass ein Ende
des Einspritzens von Fluid über
die Düseneinheit
mittels des Ventilglieds steuerbar ist und zwar unabhängig von dem
Drosselelement. Dies hat den Vorteil, dass das Verringern der Geräuschemissionen
nicht zu einer Beeinflussung des möglichen Endes des Einspritzens
führt.
Das Drosselelement beeinflusst somit das Ende der Einspritzung nicht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das
Drosselelement in Form einer Stufenbohrung des Zulaufkanals gebildet.
Dies hat den Vorteil, dass es einfach herzustellen ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens
zwei Drosselelemente in dem Zulaufkanal angeordnet. Dadurch ergibt
sich ein nochmals verbessertes Verringern der Geräuschemissionen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die
mindestens zwei Drosselelemente so beabstandet angeordnet, dass
sie vorgegebene Frequenzen der Druckschwingungen des Fluids in dem
Zulaufkanal dämpfen
oder in vorgegebene andere Frequenzbereiche transformieren. Dadurch
ergibt sich ein sehr wirksames Verringern von z. B. für den Mensch
hörbaren
Schallemissionen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Pumpe-Düse-Vorrichtung,
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2 eine Ausschnittsvergrößerung der Pumpe-Düse-Vorrichtung gemäß 1,
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3 ein zweites Ausführungsbeispiel
der Pumpe-Düse-Vorrichtung,
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4 den Verlauf des Drucks
innerhalb des Hochdruckbereichs der Pumpe-Düse-Vorrichtung aufgetragen über die
Zeit t und
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5 der eingespritzte Kraftstoffmassenstrom
Qinj aufgetragen über
die Zeit t.
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Elemente
gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Eine
Pumpe-Düse-Vorrichtung
(1) umfasst eine Pumpeneinheit 1,
eine Steuereinheit 2 und eine Düseneinheit 5. Die
Pumpe-Düse-Vorrichtung wird
bevorzugt eingesetzt zum Zuführen
von Kraftstoff in den Brennraum eines Zylinders einer Brennkraftmaschine.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Diesel-Brennkraftmaschine
ausgebildet. Die Brennkraftmaschine hat einen Ansaugtrakt, der mittels
Gaseinlassventilen mit Zylindern koppelbar ist und über die
Luft angesaugt wird. Die Brennkraftmaschine weist ferner einen Abgastrakt
auf, der über das
Auslassventil gesteuert, die aus den Zylindern auszustoßenden Gase
abführt.
Den Zylindern sind jeweils Kolben zu geordnet, die jeweils über eine Pleuelstange
mit einer Kurbelwelle gekoppelt sind. Die Kurbelwelle ist mit einer
Nockenwelle gekoppelt.
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Die
Pumpeneinheit umfasst einen Kolben 11, einen Pumpenkörper 12,
einen Pumpraum 13 und ein Pumpen-Rückstellmittel 14,
das vorzugsweise als Feder ausgebildet ist. Der Kolben 11 ist
im eingebauten Zustand in einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle
gekoppelt, vorzugsweise mittels eines Kipphebels, und wird von dieser
angetrieben. Der Kolben 11 ist in einer Ausnehmung des
Pumpenkörpers 12 geführt und
bestimmt abhängig
von seiner Position das Volumen eines Pumpraums 13. Das Pumpen-Rückstellmittel 14 ist
so ausgebildet und angeordnet, dass das durch den Kolben 11 begrenzte Volumen
des Pumpraums 13 einen Maximalwert aufweist, wenn auf den
Kolben keine äußeren Kräfte, d. h.
Kräfte,
die über
die Kopplung mit der Nockenwelle übertragen werden, einwirken.
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Die
Düseneinheit 5 umfasst
einen Düsenkörper 51,
in dem ein Düsenrückstellmittel 52,
das als Feder und ggf. zusätzlich
als Dämpfungseinheit
ausgebildet ist, und eine Nadel 53 angeordnet sind. Die Nadel 53 ist
in einer Ausnehmung des Düsenkörpers 51 angeordnet
und wird im Bereich einer Nadelführung 55 geführt. In
einem ersten Zustand liegt die Nadel 53 an einem Nadelsitz 54 an
und verschließt
so eine Düse 56,
die zum Zuführen
des Kraftstoffs in den Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine
vorgesehen ist. Die Düseneinheit 5 ist
vorzugsweise, wie dargestellt, als nach innen öffnende Düseneinheit vorgesehen.
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In
einem zweiten Zustand ist die Nadel 53 leicht beabstandet
zu dem Nadelsitz 54 und zwar hin in Richtung zu dem Düsenrückstellmittel 52 angeordnet
und gibt so die Düse 56 frei.
In diesem zweiten Zustand wird Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders
der Brennkraftmaschine zugemessen. Der erste oder zweite Zustand
wird eingenommen abhängig von
einer Kräftebilanz
aus der Kraft, die durch das Düsenrückstellmittel 52 auf
die Nadel 53 wirkt und aus der dieser entgegenwirkenden
Kraft, die durch den hydraulischen Druck im Bereich des Nadelabsatzes 57 hervorgerufen
wird.
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Die
Steuereinheit umfasst einen Zulaufkanal 21 und einen Ablaufkanal 22.
Der Zulaufkanal 21 und der Ablaufkanal 22 sind
mittels eines Ventils hydraulisch koppelbar. Der Zulaufkanal 21 ist
von einem niederdruckseitigen Anschluss der Pumpe-Düse-Vorrichtung hin zu dem Ventil
geführt.
Der Ablaufkanal 22 ist hydraulisch mit dem Pumpraum 13 gekoppelt und
ist hin zu dem Nadelabsatz 57 geführt und ist hydraulisch abhängig von
dem Zustand, der von der Nadel 53 eingenommen wird, mit
der Düse 56 koppelbar.
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Das
Ventil umfasst ein Ventilglied 231, das vorzugsweise als
sog. A-Ventil ausgebildet ist, d. h. es öffnet nach außen entgegen
der Strömungsrichtung
des Fluids. Das Ventil umfasst ferner einen Absteuerraum 232,
der hydraulisch gekoppelt ist mit dem Zulaufkanal 21 und
mittels des Ventilglieds 231 mit einem Hochdruckraum 233 hydraulisch
koppelbar ist. Der Hochdruckraum 233 ist hydraulisch gekoppelt
mit dem Ablaufkanal 22.
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In
der geschlossenen Stellung des Ventilglieds 231 liegt das
Ventilglied 231 an einem Ventilsitz 234 eines
Ventilkörpers 237 an.
Ferner ist ein Ventilrückstellmittel 235 vorgesehen,
welches so angeordnet und ausgebildet ist, dass es das Ventilglied 231 in
eine Offenstellung, d. h. beabstandet zu dem Ventilsitz 234 drückt, wenn
die durch einen Stellantrieb 24 auf das Ventilglied wirkenden
Kräfte
geringer sind als die Kräfte,
die durch das Ventilrückstellmittel 235 auf
das Ventilglied 231 wirken. Der Stellantrieb 24 ist
vorzugsweise als Piezostapel ausgebildet. Er kann jedoch auch ein
anderer dem Fachmann bekannter und für eine derartige Anwendung
geeigneter Stellantrieb, wie ein elektromagnetischer Stellantrieb
sein.
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Der
Stellantrieb 24 ist vorzugsweise mittels eines Übertragers,
der vorzugsweise den Hub des Stellantriebs 24 verstärkt, mit
dem Ventilglied 231 gekoppelt. An dem Stellantrieb 24 ist
vorzugsweise auch ein Stecker 26 zur Aufnahme von elektrischen Kontakten
zur Ansteuerung des Stellantriebs 24 vorgesehen.
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In
der Offenstellung des Ventilglieds 231 wird bei einer Bewegung
des Kolbens 11, die nach oben d. h. in Richtung weg von
der Düse 56 gerichtet
ist, Kraftstoff über
den Zulaufkanal 21 hin zum Pumpraum 13 angesaugt.
Solange das Ventilglied 231 während einer anschließenden Abwärtsbewegung
des Kolbens 11, d. h. bei einer hin zu der Düse 56 gerichteten
Bewegung, weiterhin in seiner Offenstellung befindet, wird der in
dem Pumpraum 13 befindliche Kraftstoff über das Ventil wieder zurück in den
Absteuerraum 232 und ggf. in den Zulaufkanal 21 zurückgedrückt.
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Sobald
jedoch bei der Abwärtsbewegung des
Kolbens 11 das Ventilglied 231 in seine geschlossene
Stellung gesteuert ist, wird der im Pumpraum 13 und somit
auch der im Ablaufkanal 22 und der in dem Hochdruckraum 233 befindliche
Kraftstoff verdichtet, wodurch der Druck mit zunehmender Abwärtsbewegung
des Kolbens 11 im Pumpraum 13, im Hochdruckraum 233 und
im Ablaufkanal 22 zunimmt. Entsprechend dem steigenden
Druck im Ablaufkanal 22 erhöht sich auch die durch den
Hydraulikdruck hervorgerufene Kraft, die auf den Nadelabsatz 57 in Richtung
einer Öffnungsbewegung
der Nadel 53 zum Freigeben der Düse 56 wirkt. Wenn
der Druck in dem Ablaufkanal 22 einen Wert überschreitet,
bei dem die durch den Hydraulikdruck hervorgerufene Kraft auf den
Nadelabsatz 57 größer ist
als die dieser entgegenwirkende Kraft des Düsenrückstellmittels 52,
bewegt sich die Nadel 53 weg vom Nadelsitz 54 und gibt
so die Düse 56 für die Kraftstoffzufuhr
zum Zylinder der Brennkraftmaschine frei. Die Nadel 53 bewegt
sich dann wieder hinein in den Nadelsitz 54 und verschließt somit
die Düse 56,
wenn der Hydraulikdruck in dem Ablaufkanal 22 den Wert
unterschreitet, bei dem die durch den Hydraulikdruck am Nadelabsatz 57 hervorgerufene
Kraft kleiner ist als die durch das Düsenrückstellmittel 52 hervorgerufene
Kraft. Der Zeitpunkt, an dem dieser Wert unterschritten wird und
an dem somit die Kraftstoffzumessung beendet wird, kann durch das
Steuern des Ventilglieds 231 von seiner geschlossenen Stellung
in eine Offenstellung beeinflusst werden.
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Durch
das Steuern des Ventilglieds von seiner Schließstellung in seine Offenstellung
wird die hydraulische Kopplung zwischen dem Hochdruckraum 233 und
dem Absteuerraum 232 und dem Zulaufkanal 21 hergestellt.
Aufgrund des beim Öffnen herrschenden
hohen Druckunterschiedes zwischen dem Fluid in dem Hochdruckraum 233 und
dem Fluid in dem Absteuerraum 232 und dem Zulaufkanal 21 strömt dann
der Kraftstoff von dem Hochdruckraum 233 mit sehr hoher
Geschwindigkeit, in der Regel mit Schallgeschwindigkeit, in den
Absteuerraum 232 und weiter in den Zulaufkanal 21.
Dadurch wird dann der Druck in dem Hochdruckraum 233, in
dem Pumpraum 13 und dem Ablaufkanal 22 schnell
so stark verringert, dass die von dem Düsenrückstellmittel 52 auf
die Nadel 53 wirkenden Kräfte dazu führen, dass sich die Nadel 53 in
den Nadelsitz 54 bewegt und somit dann die Düse 56 verschließt.
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In
dem Zulaufkanal 21 (2)
ist ein Drosselelement 27 angeordnet. Das Drosselelement 27 bewirkt
einen schnellen Druckanstieg in dem Absteuerraum 232 und
verlangsamt das Abströmen
des Kraftstoffs in den Zulaufkanal 21. Dadurch wird die Zeitdauer,
innerhalb derer Kavitationen auftreten, stark verringert und so
die Erzeugung von Schallemissionen auf einfache Weise stark gedämpft. Durch das
Drosselelement werden insbesondere hochfrequente Geräuschanteile
während
des Absteuervorgangs deutlich reduziert. Durch das Verringern der Kavitationszeit,
d. h. der Zeit während
der Kraftstoff vom Hochdruckraum 233 hin zu dem Absteuerraum 232 mit
Schallgeschwindigkeit strömt
und bei der sich Dampfblasen bilden, die dann in einem Bereich geringerer
Strömungsgeschwindigkeit wieder
implodieren und dabei Schall erzeugen und auch Beschädigungen
am Ventilkörper
hervorrufen, stark verringert. So wird das Erzeugen von Schallemissionen
auf einfache Weise stark gedämpft.
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Durch
das Drosselelement 27 werden insbesondere höherfrequente
Geräuschanteile
während des
Absteuervorgangs deutlich reduziert. Durch das Verringern der Kavitationszeit
wird auch die Kavitationserosion an dem Ventilglied 231 und
an den Wänden
des Absteuerraums deutlich verringert. Bevorzugt ist das Drosselelement 27 sehr
nahe dem Absteuerraum 232 angeordnet, wie dies in 2 dargestellt ist. Je näher das
Drosselelement 27 an dem Absteuerraum angeordnet ist, desto
wirksamer werden die Geräuschemissionen
reduziert. Ferner wird auch so eine dichtende Verbindung zwischen
dem Zulaufkanal und einer diesem zugeordneten Kraftstoffzufuhreinrichtung,
die üblicherweise
mittels eines O-Rings erfolgt, geschont und so deren Lebensdauer erhöht.
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Das
Drosselelement wird besonders einfach durch eine Stufenbohrung hergestellt.
Dazu erfolgt vorzugsweise zuerst eine Pilotbohrung und die Bohrungen
können
dann hydroerosiv verrundet werden. Bei dem hydroerosiven Verrunden
bewirken in einem Fluid befindliche Partikel das Verrunden der vorgegebenen
Bereiche. Das Drosselelement 27 kann jedoch auch als Einsetzteil
in den Zulaufkanal 21 eingesetzt sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Pumpe-Düse-Vorrichtung
(3) sind mindestens
zwei Drosselelemente 16, 61, 62, 63 in
dem Zulaufkanal 21 angeordnet. Durch eine geeignete Dimensionierung
der Drosselelemente 60 bis 63 und ein geeignetes
Beabstanden der Drosselelemente 60 bis 63 können vorgegebene
Frequenzen der Druckschwingungen des Kraftstoffs in dem Zulaufkanal 21 gezielt
gedämpft
werden oder in vorgegebene andere, vorzugsweise für den Menschen
nicht hörbare,
Frequenzbereiche transformiert werden. Dabei wirken die Drosselelemente 60 bis 63 im
Zusammenspiel mit dem Zulaufkanal 21 als Resonatoren und
reflektieren jeweils Druckwellen mit einer vorgegebenen Wellenlänge, so
dass die entsprechende Welle dissipiert.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das oder die Drosselelemte 27, 60 bis 63 und
der Absteuerraum so ausgebildet sind, dass der Pumpraum 13 über den Zulaufkanal 21 auch
bei einem vorgegebenen Niederdruckwert, von vorzugsweise 3 bis 10
bar in dem Zulaufkanal 21 innerhalb einer vorgegebenen
Zeitdauer befüllbar
ist. Die vorgegebene Zeitdauer wird dabei abhängig von der Drehzahl der Kurbelwelle
gewählt.
Dadurch ist dann gewährleistet,
dass der Betrieb der Pumpe-Düse-Vorrichtung,
d. h. der frühestmögliche Einspritzbeginn
und die maximal mögliche Einspritzmenge
durch das Drosselelement 27, 60 bis 63 nicht
beeinflusst werden.
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Es
ist ferner vorteilhaft, wenn der Absteuerraum 232 und das
oder die Drosselelemente 27, 60 bis 63 so
ausgebildet sind, dass ein Ende des Einspritzens von Fluid über die
Düseneinheit
mittels des Ventilglieds 231 steuerbar ist und zwar unabhängig von
dem oder den Drosselelementen 27, 60 bis 63. Dies
hat den Vorteil, dass das Verringern der Geräuschemissionen nicht zu einer
Beeinflussung des möglichen
Endes des Einspritzens führt.
In 4 sind verschiedene
Druckverläufe
aufgetragen über die
Zeit t für
verschiedene Ausgestaltungen der Pumpe-Düse-Vorrichtung dargestellt.
Der Schwellenwert pthr des Drucks ist der Wert, bei dem die durch
den Druck hervorgerufenen Kraft am Nadelabsatz 57 betragsmäßig der
Kraft entspricht, die durch das Düsenrückstellmittel 52 hervorgerufen
wird. Bei einem Steigen des Drucks wird dann die Düse 56 freigegeben.
Bei einem Sinken des Drucks wird die Düse 56 verschlossen
durch die Nadel 53.
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Die
durchgezogene Linie in 4 zeigt
einen beispielhaften Druckverlauf bei einer Pumpe-Düse-Vorrichtung
gemäß 2 in dem Ablaufkanal 22. Zu
einem Zeitpunkt t1 wird der Schwellenwert pthr des Drucks überschritten
und somit beginnt die Kraftstoffzumessung in den Zylinder, wie dies
in 5 anhand der zugemessenen
Kraftstoffmenge Qinj aufgetragen über die Zeit t dargestellt
ist. Zu einem Zeitpunkt t4 wird dann der Schwellenwert pthr des Drucks
wieder unterschritten und somit die Kraftstoffzumessung beendet.
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Das
Drosselelement 27 ist so ausgebildet und angeordnet und
ebenfalls der Absteuerraum 27 ist so ausgebildet, dass
im Vergleich zu einer Pumpe-Düse-Vorrichtung
ohne das Drosselelement 27 der Druckabfall bei Drücken oberhalb
des Schwellenwertes pthr identisch ist (siehe gestrichelten Verlauf des
Drucks).
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Punktiert
ist der Druckverlauf für
den Fall dargestellt, bei dem das Drosselelement 27 so
dimensioniert ist, dass bei dem vorgegebenen Niederdruckwert kein
vollständiges
Befüllen
des Pumpraums 13 gewährleistet
ist. In diesem Fall findet der Druckaufbau in dem Pumpraum 13 nur
verzögert statt
und der Schwellenwert pthr wird erst zum Zeitpunkt t2 erreicht.
Das Drosselelement 27 ist in diesem Fall so dimensioniert,
dass nach einem Absteuern des Ventils durch die Drosselwirkung des
Drosselelements 27 der Druck bereits oberhalb des Schwellenwertes
pthr langsamer abfällt
als im ungedrosselten Fall. Dies hat zusätzlich zur Folge, dass auch
das Ende der Kraftstoffzumessung erst verzögert im Zeitpunkt t5 auftritt.
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Die
strichpunktierte Linie setzt den Verlauf der punktierten Linie für den Fall
fort, dass das Drosselelement 27 so dimensioniert ist,
dass seine Drosselwirkung erst unterhalb des Schwellenwertes pthr zu
einer Veränderung
des Druckabfalls im Vergleich zum ungedrosselten Fall führt.