DE10359170A1

DE10359170A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10359170A1
Application number: DE2003159170
Authority: DE
Inventors: Peter Boehland; Raphael Pourret; Philippe Allio; Francois Rossignol
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-08-11
Also published as: CN1629470A

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) mit einem Pumpenarbeitsraum (22) und ein mit diesem verbundenes Kraftstoffeinspritzventil (22) auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) auf, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil (23) wird eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich gesteuert. Das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein erstes Einspritzventilglied (28) und ein innerhalb von diesem verschiebbar angeordnetes zweites Einspritzventilglied (128) auf. Ein Steuerbereich (54, 56) weist eine durch den Pumpenkolben (18) gesteuerte Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum (22) auf, die durch den Pumpenkolben (18) bei geringem Hub geöffnet ist und bei großem Hub verschlossen ist. Das Steuerventil (23) ist während des geringen Hubs des Pumpenkolbens (18) zumindest zeitweise schließbar, um in den Steuerbereich (54, 56) einen erhöhten Druck einzuspeisen und das zweite Einspritzventilglied (128) in seiner Schließstellung zu halten.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 101 62 384 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt, der mit einem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden ist. Es ist ein elektrisch betätigtes Steuerventil vorgesehen, durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil weist zwei Einspritzventilglieder auf, durch die jeweils wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird. Dabei ist innerhalb eines hohl ausgebildeten ersten Einspritzventilglieds ein zweites Einspritzventilglied verschiebbar angeordnet. Die beiden Einspritzventilglieder sind jeweils von dem im Druckraum herrschenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt gegen jeweils eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung bewegbar. Am Kraftstoffeinspritzventil kann wahlweise nur das erste Einspritzventilglied geöffnet werden und damit nur die wenigstens eine erste Einspritzöffnung freigegeben werden, oder es können beide Einspritzventilglieder geöffnet werden und sämtliche Einspritzöffnungen freigegeben werden. Dies ermöglicht in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine Anpassung des Einspritzquerschnitts, um eine optimale Einspritzung des Kraftstoffs und somit geringstmöglichen Kraftstoffverbrauch und geringstmögliche Schadstoffemissionen sicherzustellen. Bei bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ist es erforderlich, dass nur das erste Einspritzventilglied öffnet, während das zweite Einspritzventilglied in seiner Schließstellung verbleiben muss. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorgesehen, dass das zweite Einspritzventilglied von dem in einem Steuerraum herrschenden Druck in einer Schließrichtung beaufschlagt ist, wobei durch ein zusätzliches Steuerventil eine Verbindung des Steuerraums mit dem Pumpenarbeitsraum gesteuert wird und damit der im Steuerraum herrschende Druck eingestellt werden kann. Dies erfordert jedoch einen großen Aufwand.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfach aufgebaut ist, da kein zusätzliches Steuerventil erforderlich ist. Wenn das zweite Einspritzventilglied geschlossen gehalten werden soll, so wird der erforderliche Druck bei geringem Hub des Pumpenkolbens durch Schließen des Steuerventils erzeugt, wobei dieser erhöhte Druck in den Steuerbereich eingespeist wird. Da der Steuerbereich bei großem Hub des Pumpenkolbens vom Pumpenarbeitsraum getrennt ist, erfolgt im Steuerbereich kein weiterer Druckaufbau und der Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum kann für die Erfordernisse der Kraftstoffeinspritzung frei gewählt werden. Wenn das zweite Einspritzventilglied nicht geschlossen gehalten werden soll sondern öffnen soll, so wird das Steuerventil bei geringem Hub des Pumpenkolbens nicht geschlossen, so dass kein Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum und im Steuerbereich erfolgt.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt, dass infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben und der Zylinderbohrung eventuell in den Steuerbereich gelangender Kraftstoff nicht zu einer Beeinflussung des Drucks im Steuerbereich und damit dem Öffnungsverhalten des zweiten Einspritzventilglieds führt. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Bei den Ausführungen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 wird der im Steuerbereich eingespeiste Druck nur zur Steuerung des im Steuerraum herrschenden Drucks verwendet, so dass der im Steuerraum herrschenden Druck unabhängig von dem im Steuerbereich eingespeisten Druck eingestellt werden kann. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine platzsparende Anordnung des Druckventils. Die Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 7 bis 9 ermöglichen eine mechanische Fixierung des zweiten Einspritzventilglieds in seiner Schließstellung. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine Trennung des Steuerraums vom Pumpenarbeitsraum, wobei das Rückschlagventil besonders einfach aufgebaut ist. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 ermöglicht eine gezielte Entlastung des Steuerraums.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt, 2 in vergrößerter Darstellung einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, 3 einen in 1 mit III bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, 4 den Ausschnitt III gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, 5 eine modifizierte Ausführung des zweiten Ausführungsbeispiels, 6 den Ausschnitt III gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, 7 eine modifizierte Ausführung des dritten Ausführungsbeispiels, 8 den Ausschnitt III gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, 9 eine modifizierte Ausführung des vierten Ausführungsbeispiels, 10 den Ausschnitt III gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, 11 eine modifizierte Ausführung des fünften Ausführungsbeispiels, 12 und 13 den Ausschnitt III gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, 14 den Ausschnitt III gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel und 15 den Ausschnitt III gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den 1 bis 15 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als sogenanntes Pumpe-Düse-System oder als Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf. Bei einer Ausbildung als Pumpe-Leitung-Düse-System ist die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil 12 angeordnet und mit diesem über eine Leitung verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung als Pumpe-Düse-System ausgebildet, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12 direkt miteinander verbunden sind und eine Baueinheit bilden. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen in einer Zylinderbohrung 16 in einem Pumpenkörper 14 dicht geführten Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 18 durch eine Förderpumpe 21 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs zugeführt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein erstes Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Wie in 2 dargestellt weist der Ventilkörper 26 an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine erste, vorzugsweise mehrere erste Einspritzöffnungen 32 auf, die über den Umfang des Ventilkörpers 26 verteilt angeordnet sind. Das erste Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die ersten Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das erste Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das erste Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des ersten Einspritzventilglieds 28 greift eine erste vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das erste Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die erste Schließfeder 44 ist in einem ersten Federraum 46 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der sich an die Bohrung 30 anschließt.
Das erste Einspritzventilglied 28 des Kraftstoffeinspritzventils 12 ist hohl ausgebildet und in diesem ist in einer koaxial im Einspritzventilglied 28 ausgebildeten Bohrung ein zweites Einspritzventilglied 128 verschiebbar geführt. Durch das zweite Einspritzventilglied 128 wird wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 132 im Ventilkörper 26 gesteuert. Die wenigstens eine zweite Einspritzöfnung 132 ist in Richtung der Längsachse der Einspritzventilglieder 28, 128 zu der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung 32 zum Brennraum hin versetzt angeordnet. Das zweite Einspritzventilglied 128 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 134 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 136 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die zweiten Einspritzöffnungen 132 abführen. Das zweite Einspritzventilglied 128 kann zweiteilig ausgebildet sein und einen die Dichtfläche 134 aufweisenden, dem Brennraum zugewandten Teil und einen vom Brennraum weg an den ersten Teil anschließenden zweiten Teil aufweisen. Nahe dem brennraumseitigen Ende des zweiten Einspritzventilglieds 128 ist an diesem eine Druckfläche 142 gebildet, auf die bei geöffnetem erstem Einspritzventilglied 28 der im Druckraum 40 herrschende Druck wirkt.
An den ersten Federraum 46 vom Brennraum weg anschließend ist wie 1 dargestellt im Ventilkörper 26 ein zweiter Federraum 146 ausgebildet, in dem eine zweite, auf das zweite Einspritzventilglied 128 wirkende Schließfeder 144 angeordnet ist. Das erste Einspritzventilglied 28 stützt sich über einen in den ersten Federraum 46 hineinragenden Federteller 45 an der ersten Schließfeder 44 ab. Das zweite Einspritzventilglied 128 oder eine sich an diesem abstützende Druckstange 47 tritt durch den ersten Federraum 46 hindurch und ragt in den zweiten Federraum 146 hinein und stützt sich über einen Federteller 145 an der zweiten Schließfeder 144 ab. Die zweite Schließfeder 144 stützt sich mit ihrem dem zweiten Ventilglied 128 abgewandten Ende am Boden des zweiten Federraums 146 ab.
Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den mehrteiligen Ventilkörper 26 ein Kanal 48 in den Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 23 wird eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums 22 mit einem Entlastungsraum gesteuert, als der beispielsweise zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder der Zulauf von der Förderpumpe 21 her dienen kann, in dem durch die Förderpumpe 21 ein gegenüber dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 etwas erhöhter Druck erzeugt wird. Das Steuerventil 23 wird durch eine elektronische Steuereinrichtung 25 angesteuert, wobei durch das Steuerventil 23 der Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 und damit der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert wird. Das Steuerventil 23 kann einen elektromagnetischen Aktor oder einen Piezoaktor aufweisen. Das Steuerventil 23 ist beispielsweise als 2/2-Wegeventil ausgebildet und zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Schaltstellung umschaltbar.
In 3 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung vergrößert gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das zweite Einspritzventilglied 128 oder die sich an diesem abstützende Druckstange 47 oder ein mit der Druckstange 47 verbundener oder sich an dieser abstützender Steuerkolben 50 ragt in eine sich an den zweiten Federraum 146 zum Pumpenarbeitsraum 22 hin anschließende Bohrung 52 hinein. Der vom Steuerkolben 50 in der Bohrung 52 begrenzte Steuerraum 54 ist über eine Leitung 56 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar. Alternativ kann auch der zweite Federraum 146 als Steuerraum dienen, wobei die Druckstange 47 und der Federteller 145 einen Steuerkolben bilden, durch den durch den im Federraum 146 herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das zweite Einspritzventilglied 128 erzeugt wird. Die Leitung 56 verläuft ausgehend von der Bohrung 52 zunächst in einer zwischen dem Ventilkörper 26 und dem Pumpenkörper 14 angeordneten Zwischenscheibe 27 und dann durch den Pumpenkörper 14, wo der Endbereich der Leitung 56 am Umfang der Zylinderbohrung 16 mündet. Die Leitung 56 ist durch Bohrungen und/oder Nuten in der Zwischenscheibe 27 und dem Pumpenkörper 14 gebildet.
Der Pumpenkolben 18 befindet sich zu Beginn seines Förderhubs in seinem äußeren Totpunkt, in dem dieser die geringste Eintauchtiefe in die Zylinderbohrung 16 aufweist. Bei seinem durch den Nocken 20 bewirkten Förderhub bewegt sich der Pumpenkolben 18 in die Zylinderbohrung 16 hinein, bis zu seinem inneren Totpunkt. Wenn der Pumpenkolben 18 in seinem äußeren Totpunkt angeordnet ist oder ausgehend von seinem äußeren Totpunkt nur einen geringen Hub ausgeführt hat, so ist die Mündung der Leitung 56 in der Zylinderbohrung 16 freigegeben, so dass der Steuerraum 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist. Wenn der Pumpenkolben 18 ausgehend von seinem äußeren Totpunkt einen großen Hub ausgeführt hat, so überdeckt dieser die Mündung der Leitung 56 in der Zylinderbohrung 16, so dass der Steuerraum 54 dann vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt ist.
Bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bei denen das zweite Einspritzventilglied 128 nicht öffnen soll, sondern nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnen soll, wird das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 während des von seinem äußeren Totpunkt ausgehenden Hubs des Pumpenkolbens 18 zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen, so dass im Pumpenarbeitsraum 22 ein Druckaufbau erfolgt. Durch den Zeitpunkt des Schließens des Steuerventils 23 kann der Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum beeinflusst werden. Je früher das Steuerventil 23 geschlossen wird, desto höher ist der im Pumpenarbeitsraum 22 erzeugte Druck. Solange die Mündung der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 durch den Pumpenkolben 18 bei dessen geringem Hub freigegeben ist wird in die Leitung 56 und den Steuerraum 54 Druck eingespeist. Mit zunehmendem Hub wird durch den Pumpenkolben 18 die Mündung der Leitung 56 in die Zylinderbohrung 16 verschlossen, so dass in der Leitung 56 und im Steuerraum 54 Kraftstoff unter Druck gespeichert bleibt. Beim weiteren Hub des Pumpenkolbens 18 kann das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 wieder geöffnet werden, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 wieder sinkt oder nicht weiter ansteigt.
Durch den im Steuerraum 54 gespeicherten Druck wird das zweite Einspritzventilglied 128 über den Steuerkolben 50 und die Druckstange 47 zusätzlich zur Kraft der zweiten Schließfeder 144 in Schließrichtung beaufschlagt, so dass dieses nicht öffnet. Die nur durch Öffnen des ersten Einspritzventilglieds 28 erfolgende Kraftstoffeinspritzung wird nachfolgend durch das Steuerventil 23 gesteuert, das zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen wird. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 so hoch ist, daß die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das erste Einspritzventilglied 28 erzeugte Druckkraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 44, so öffnet das Kraftstoffeinspritzventil 12 indem das erste Einspritzventilglied 28 mit seiner Dichtfläche 34 vom Ventilsitz 36 abhebt und die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 32 freigibt. Am Kraftstoffeinspritzventil 12 wird somit mit den ersten Einspritzöffnungen 32 nur ein Teil des gesamten Einspritzquerschnitts geöffnet. Die Kraftstoffeinspritzung wird beendet, indem das Steuerventil 23 geöffnet wird, so dass der Pumpenarbeitsraum 22 und damit der Druckraum 40 entlastet ist. Der Steuerraum 54 und die Leitung 56 bilden einen Steuerbereich, der bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist. Das zweite Einspritzventilglied 128 ist somit abhängig von dem in diesem Steuerbereich herrschenden Druck in seiner Schließstellung fixierbar.
Bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bei denen auch das zweite Einspritzventilglied 128 öffnen soll, wird das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 zu Beginn des Hubs des Pumpenkolbens 18 ausgehend von seinem äußeren Totpunkt nicht geschlossen, so dass im Pumpenarbeitsraum 22 kein Druckaufbau erfolgt, bis die Mündung der Leitung 56 durch den Pumpenkolben 18 verschlossen ist. Im Steuerraum 54 ist dabei kein erhöhter Druck vorhanden, so dass das zweite Einspritzventilglied 128 zumindest im wesentlichen nur durch die zweite Schließfeder 144 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Der Druckaufbau und damit der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung wird durch das Schließen des Steuerventils 23 durch die Steuereinrichtung 25 bestimmt.
Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 so hoch ist, dass die in Öffnungsrichtung über die Druckschulter 42 auf das erste Einspritzventilglied 28 wirkende Kraft größer ist als die in Schließrichtung durch die erste Schliefeder 44 erzeugte Kraft, so öffnet das erste Einspritzventilglied 28 und Kraftstoff wird durch die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 32 eingespritzt. Nach dem ersten Einspritzventilglied 28 öffnet auch das zweite Einspritzventilglied 128, wenn der im Druckraum 40 herrschende Druck so hoch ist, daß dieser über die Druckfläche 142 auf das zweite Einspritzventilglied 128 eine höhere Kraft in Öffnungsrichtung erzeugt als die auf das zweite Einspritzventilglied 128 durch die Schließfeder 144 erzeugte Schließkraft, und gibt die zweiten Einspritzöffnungen 132 frei. Somit ist am Kraftstoffeinspritzventil 12 der gesamte Einspritzquerschnitt freigegeben und es kann eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt werden.
Es kann vorgesehen sein, daß die durch die ersten Einspritzöffnungen 32 und die zweiten Einspritzöffnungen 132 gebildeten Einspritzquerschnitte zumindest annähernd gleich groß sind, so daß bei der Öffnung nur des ersten Einspritzventilglieds 28 der halbe gesamte Einspritzquerschnitt freigegeben wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die ersten Einspritzöffnungen 32 einen größeren oder kleineren Einspritzquerschnitt bilden als die zweiten Einspritzöffnungen 132.
Da von der Steuereinrichtung 25 durch das Schließen des Steuerventils 23 bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 ein Geschlossenhalten des zweiten Einspritzventilglieds 128 bzw. ein Öffnen des zweiten Einspritzventilglieds 128 durch Offenhalten des Steuerventils 23 bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 gezielt bewirkt wird, kann durch die Steuereinrichtung 25 auch eine beim Öffnen des zweiten Einspritzventilgieds 128 auftretende Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge gezielt ausgeglichen werden, indem die Einspritzdauer entsprechend verringert wird. Hierdurch können sprungartige Änderungen der Kraftstoffeinspritzmenge beim Übergang zwischen Kraftstoffeinspritzungen nur durch die ersten Einspritzöffnungen 32 und Kraftstoffeinspritzungen sowohl durch die ersten Einspritzöffnungen 32 als auch durch die zweiten Einspritzöffnungen 132 vermieden werden.
In 4 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel, jedoch die Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 modifiziert ist. Zwischen dem Steuerraum 54 und dem Pumpenarbeitsraum 22 ist die Leitung 156 vorhanden, die am Umfang der Zylinderbohrung 16 mündet. Die Mündung der Leitung 156 ist bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 freigegeben, so dass diese mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist, und bei großem Hub des Pumpenkolbens 18 durch diesen verschlossen, so dass die Leitung 156 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt ist. Abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Steuerraum 54 nicht über die Leitung 156 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden, sondern in der Leitung 156 ist ein Druckventil 158 angeordnet, durch das abhängig von dem im Abschnitt der Leitung 156 zu deren Mündung in der Zylinderbohrung 16 herrschenden Druck eine Verbindung des Steuerraums 54 mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Der Entlastungsbereich kann beispielsweise ein Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder ein Zulauf vom Kraftstoffvorratsbehälter 24 sein, über den beim Saughub des Pumpenkolbens 18 der Pumpenarbeitsraum 22 mit Kraftstoff befüllt wird. Das Druckventil 158 weist einen in einem seitlich versetzt zur Zylinderbohrung 16 verlaufenden Leitungsabschnitt dicht geführten Ventilkolben 160 auf, der auf seiner einen Stirnseite von dem in dem in die Zylinderbohrung 16 mündenden Abschnitt der Leitung 156 herrschenden Druck beaufschlagt ist. Das Druckventil 158 weist außerdem ein Schließglied 162, beispielsweise in Form einer Kugel auf, das mit einem an der Zwischenscheibe 127 ausgebildeten Ventilsitz 164 zur Steuerung der Verbindung des in den Steuerraum 54 mündenden Abschnitts der Leitung 156 mit dem Entlastungsbereich zusammenwirkt. Der Steuerraum 54 weist eine in Form einer Bohrung 166 durch die Zwischenscheibe 127 verlaufende, ständig geöffnete Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf. In der Bohrung 166 ist vorzugsweise eine Drosselstelle 167 angeordnet.
Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Wenn das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung fixiert werden soll, so wird das Steuerventil 23 bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 geschlossen, so dass ein Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22 erfolgt. Solange die Mündung der Leitung 156 in die Zylinderbohrung 16 durch den Pumpenkolben 18 freigegeben ist, wird der Druck in den in die Zylinderbohrung 16 mündenden Abschnitt der Leitung 156 eingespeist. Bei zunehmendem Hub des Pumpenkolbens 18 wird durch diesen die Mündung des Abschnitts der Leitung 156 in die Zylinderbohrung 16 verschlossen, so dass der Abschnitt der Leitung 156 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt ist und der einspeiste Druck gespeichert bleibt und auf den Ventilkolben 160 wirkt. Beim weiteren Hub des Pumpenkolbens 18 erfolgt ein höherer Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 22, wobei infolge der Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 über die Bohrung 166 im Steuerraum 54 entsprechend Hochdruck herrscht. Das Druckventil 158 verschließt infolge des gespeicherten Drucks, der über den Ventilkolben 160 auf das Schließglied 162 wirkt und dieses in Anlage am Ventilsitz 164 hält, die Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Entlastungsbereich. Das zweite Einspritzventilglied 128 wird somit in seiner Schließstellung fixiert, so dass zu einer Kraftstoffeinspritzung nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnen kann. Wenn auch das zweite Einspritzventilglied 128 öffnen soll, so wird das Steuerventil 23 bei geringem Hub des Pumpenkolbens 18 offengehalten, so dass in die Leitung 156 kein erhöhter Druck eingespeist wird. Beim weiteren Hub des Pumpenkolbens 18 steigt der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 an, wobei das Druckventil 158 öffnet und die Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Entlastungsbereich freigibt, da der zum Schließen des Druckventils 158 erforderliche Druck in der Leitung 156 fehlt.
In 5 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel modifizierten Ausführung dargestellt, wobei durch den Ventilkolben 160 zusätzlich eine Verbindung der Leitung 156 mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. In den Abschnitt der Leitung 156, in dem der Ventilkolben 160 verschiebbar geführt ist, mündet eine Entlastungsleitung 157 zum Entlastungsbereich. Der Ventilkolben 160 weist eine von dessen der Leitung 156 zugewandter Stirnseite ausgehende Sackbohrung 161 auf, die über wenigstens eine Querbohrung mit einer am Umfang des Ventilkolbens 160 eingebrachten Ringnut 173 verbunden ist. Bei druckloser Leitung 156 befindet sich der Ventilkolben 160 in einer in 5 dargestellten Stellung, in der dessen Ringnut 173 mit der Leitung 157 verbunden ist, so dass die Leitung 156 mit der zum Entlastungsbereich führenden Leitung 157 verbunden und damit entlastet ist, so dass infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Zylinderbohrung 16 in die Leitung 156 eintretender Kraftstoff abgeführt wird. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 156 wird der Ventilkolben 160 zum Schließglied 162 hin gedrückt, wobei dessen Ringnut 173 dann nicht mehr mit der Entlastungsleitung 157 verbunden ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der modifizierten Ausführung ist ansonsten gleich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel.
In 6 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, jedoch die Ausbildung des Druckventils 258 modifiziert ist. Das Druckventil 258 weist einen auf seiner einen Stirnseite von dem in der Leitung 256 herrschenden Druck beaufschlagten Ventilkolben 260 auf, der gegen die Kraft einer Rückstellfeder 268 verschiebbar ist. Die Rückstellfeder 268 kann gegebenenfalls auch entfallen, wenn der auf den Ventilkolben 260 auf dessen der Leitung 256 abgewandte Stirnseite wirkende Druck ausreichend hoch ist, um den Ventilkolben 260 bei druckloser Leitung 256 in seine Ausgangsstellung zu bewegen. Durch den Ventilkolben 260 wird eine Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 derart gesteuert, dass bei geringem Druck in der Leitung 256 der Ventilkolben 260 durch die Rückstellfeder 268 in einer Stellung gehalten wird, in der durch den Ventilkolben 260 der Steuerraum 54 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt ist, und bei erhöhtem Druck in der Leitung 256 der Ventilkolben 260 gegen die Kraft der Rückstellfeder 268 in eine Stellung bewegt wird, in der durch den Ventilkolben 260 die Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 freigegeben ist. Der Ventilkolben 260 ist dabei in einer Bohrung 270 eines Teils des Ventilkörpers 226 zwischen dem Steuerraum 54 und dem Pumpenarbeitsraum 22 quer zu den Längsachsen des Steuerkolbens 50 und des Pumpenkolbens 18 angeordnet. Der Ventilkolben 260 weist in seinem Mantel zwei in Richtung zu seiner Längsachse 261 mit Abstand zueinander angeordnete Ringnuten 272, 273 auf, die Steuernuten bilden, mit denen der Ventilkolben 260 die Verbindung des Steuerraums 54 mit einer in den Pumpenarbeitsraum 22 mündenden Bohrung 274, die seitlich versetzt zum Steuerraum 54 im Ventilkörper 226 ausgebildet ist, und die Verbindung des Steuerraums 54 mit einem Entlastungsbereich steuert. Bei geringem Druck in der Leitung 256 wird der Ventilkolben 260 durch die Rückstellfeder 268 bewirkt in einer Stellung gehalten, in der durch den Ventilkolben 260 über dessen erste Ringnut 272 der Steuerraum 54 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt ist, und der Steuerraum 54 über die zweite Ringnut 273 des Ventilkolbens 260 sowie einen zwischen dem Ventilkolben 260 und der Bohrung 270 vorhandenen Ringspalt zur Rückstellfeder 268 hin mit dem Entlastungsbereich verbunden ist, der als den Ventilkörperteil 226 umgebender Ringraum ausgebildet ist. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 256 wird der Ventilkolben 260 gegen die Kraft der Rückstellfeder 268 in eine Stellung bewegt, in der durch den Ventilkolben 260 über dessen erste Ringnut 272 die Verbindung des Steuerraums 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 freigegeben ist und der Steuerraum 54 über die in die Bohrung 270 eintauchende zweite Ringnut 273 vom Entlastungsbereich getrennt ist.
In 7 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel modifizierten Ausführung dargestellt, wobei durch den Ventilkolben 260 zusätzlich eine Verbindung der Leitung 256 mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Der Ventilkolben 260 weist dabei in seinem Umfang noch eine dritte Ringnut 274 auf, durch die die Verbindung der Leitung 256 mit der Entlastungsleitung 257 gesteuert wird. Bei druckloser Leitung 256 befindet sich der Ventilkolben 260 in einer in 7 dargestellten Stellung, in der die Leitung 256 über die Ringnut 274 mit der Entlastungsleitung 257 verbunden und somit entlastet ist, so dass infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Zylinderbohrung 16 in die Leitung 256 eintretender Kraftstoff abgeleitet wird. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 256 wird der Ventilkolben 260 derart verschoben, dass dessen Ringnut 274 in die Bohrung 270 eintaucht, so dass die Leitung 256 von der Entlastungsleitung 257 getrennt ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der modifizierten Ausführung ist ansonsten gleich wie beim dritten Ausführungsbeispiel.
In 8 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt, das im Aufbau ähnlich dem dritten Ausführungsbeispiel ist, jedoch kein Druckventil vorhanden ist. Es ist dabei ein von dem in der Leitung 356 herrschenden Druck beaufschlagter Schieber 360 vorgesehen, der gegen eine Rückstellfeder 368 in einer quer zu den Längsachsen des Steuerkolbens 50 und des Pumpenkolbens 18 verlaufenden Bohrung 370 in einem Ventilkörperteil 426 verschiebbar ist. Die Rückstellfeder 368 kann gegebenenfalls auch entfallen, wenn der auf den Schieber 360 auf dessen der Leitung 356 abgewandte Stirnseite wirkende Druck ausreichend hoch ist, um den Schieber 360 bei druckloser Leitung 356 in seine Ausgangsstellung zu bewegen. Der Steuerkolben 50 stützt sich zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Kugel 376, am Mantel des Schiebers 360 ab. Der Schieber 370 weist im Bereich der Anlage der Kugel 376 eine schräge Fläche 378 auf. Bei geringem Druck in der Leitung 356 befindet sich der Schieber 360 durch die Rückstellfeder 368 bewirkt in einer Stellung, in der zwischen der schrägen Fläche 378 und der Kugel 376 sowie dem Steuerkolben 50 ein Abstand vorhanden ist, um den sich der Steuerkolben 50 und damit das zweite Einspritzventilglied 128 zum Schieber 360 hin bewegen kann, so dass sich das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Öffnungsrichtung bewegen kann. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 356 wird der Schieber 360 gegen die Kraft der Rückstellfeder 368 in eine Stellung verschoben, in der der Schieber 360 über seine schräge Fläche 378 die Kugel 376 gegen den Steuerkolben 50 drückt, so dass das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung gehalten ist und nicht öffnen kann.
In 9 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel modifizierten Ausführung dargestellt, wobei durch den Schieber 360 zusätzlich eine Verbindung der Leitung 356 mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Der Schieber 360 weist dabei in seinem Umfang eine Ringnut 374 auf, durch die die Verbindung der Leitung 356 mit der Entlastungsleitung 357 gesteuert wird, in der vorzugsweise eine Drosselstelle angeordnet ist. Bei druckloser Leitung 356 befindet sich der Schieber 360 in einer in 9 dargestellten Stellung, in der die Leitung 356 über die Ringnut 374 mit der Entlastungsleitung 357 verbunden und somit entlastet ist, so dass infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Zylinderbohrung 16 in die Leitung 356 eintretender Kraftstoff abgeleitet wird. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 356 wird der Schieber 360 derart verschoben, dass dessen Ringnut 374 in die Bohrung 370 eintaucht, so dass die Leitung 356 von der Entlastungsleitung 357 getrennt ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der modifizierten Ausführung ist ansonsten gleich wie beim vierten Ausführungsbeispiel.
In 10 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem in einem Abschnitt der Leitung 456 ein von dem in die Zylinderbohrung 16 mündenden Abschnitt der Leitung 456 herrschenden Druck beaufschlagter Schieber 460 verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber 460 ist dabei zumindest annähernd parallel zur Längsachse der Zylinderbohrung 16 verschiebbar. Der Schieber 460 stützt sich auf seiner Seite, die seiner vom Druck in der Leitung 456 beaufschlagten Stirnseite gegenüberliegt, über eine Stange 480 an einem den Steuerkolben 50 auf dessen dem Pumpenarbeitsraum 22 zugewandtem Ende übergreifenden Blockierelement 482 ab. Die Stange 480 tritt durch eine Bohrung in der Zwischenscheibe 427 hindurch. Das Blockierelement 482 ist beispielsweise wie in 10 dargestellt etwa l-förmig ausgebildet, wobei ein Schenkel des Blockierelements 482 in einem Teil des Ventilkörpers 426 zumindest annähernd parallel zur Längsachse des Steuerkolbens 50 verschiebbar geführt ist, und der andere Schenkel des Blockierelements 482 über das Ende des Steuerkolbens 50 ragt. Zwischen dem Teil des Ventilkörpers 426 und dem in diesem geführten Schenkel des Blockierelements 482 ist eine vorgespannte Rückstellfeder 468 eingespannt, durch die das Blockierelement 482 vom Steuerkolben 50 weggedrückt wird. Bei geringem Druck in der Leitung 456 befindet sich das Blockierelement 482 durch die Rückstellfeder 468 bewirkt in einer Stellung, in der zwischen diesem und dem Ende des Steuerkolbens 50 ein Abstand vorhanden ist, um den sich der Steuerkolben 50 und damit das zweite Einspritzventilglied 128 zum Blockierelement 482 hin bewegen kann, so dass sich das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Öffnungsrichtung bewegen kann. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 456 wird der Schieber 460 zusammen mit der Stange 480 und dem Blockierelement 482 gegen die Kraft der Rückstellfeder 468 in eine Stellung verschoben, in der das Blockierelement 482 am Steuerkolben 50 anliegt, so dass das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung gehalten ist und nicht öffnen kann.
In 11 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einer gegenüber dem fünften Ausführungsbeispiel modifizierten Ausführung dargestellt, wobei durch den Schieber 460 zusätzlich eine Verbindung der Leitung 456 mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Der Schieber 460 weist dabei in seinem Umfang eine Ringnut 474 auf, durch die die Verbindung der Leitung 456 mit einer Entlastungsleitung 457 gesteuert wird, in der vorzugsweise eine Drosselstelle 458 angeordnet ist. Bei druckloser Leitung 456 befindet sich der Schieber 460 in einer in 11 dargestellten Stellung, in der die Ringnut 474 des Schiebers 460 teilweise aus dem Abschnitt der Leitung 456, in dem der Schieber 460 geführt ist, austaucht, wodurch der in die Zylinderbohrung 16 mündende Abschnitt der Leitung 456 über die Ringnut 474 mit der Entlastungsleitung 457 verbunden und somit entlastet ist, so dass infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Zylinderbohrung 16 in die Leitung 456 eintretender Kraftstoff abgeleitet wird. Bei erhöhtem Druck in der Leitung 456 wird der Schieber 460 derart verschoben, dass dessen Ringnut 474 vollständig in den Abschnitt der Leitung 456 eintaucht, in dem der Schieber 460 geführt ist, so dass die Leitung 456 von der Entlastungsleitung 457 getrennt ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der modifizierten Ausführung ist ansonsten gleich wie beim fünften Ausführungsbeispiel.
In den 12 und 13 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1, jedoch der Steuerkolben 550 bezüglich der Druckstange 47 unabhängig bewegbar ist. Durch den Steuerkolben 550 wird der Steuerraum 54 begrenzt, der über die in die Zylinderbohrung 16 mündende Leitung 56 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar ist. Durch den Steuerkolben 550 wird eine Verbindung des Steuerraums 54 mit einer zu einem Entlastungsbereich führenden Entlastungsleitung 557 gesteuert, wobei in der Entlastungsleitung 557 vorzugsweise eine Drosselstelle 558 angeordnet ist. In 12 ist der Steuerkolben 550 in einer Stellung dargestellt, in der sich dieser befindet, wenn die Leitung 56 drucklos ist. Der Steuerkolben 550 ist dabei von der Druckstange 47 abgehoben und taucht mit seiner Ringnut 574 aus der Bohrung 52 aus, so dass der Steuerraum 54 über die Ringnut 574 mit der Entlastungsleitung 557 verbunden ist. Wenn infolge einer Leckage zwischen dem Pumpenkolben 18 und der Zylinderbohrung 16 Kraftstoff in die Leitung 56 gelangt, so wird dieser über die Entlastungsleitung 557 in den Entlastungsbereich abgeleitet. In 13 ist der Steuerkolben 550 in einer Stellung dargestellt, in der dieser sich befindet, wenn in der Leitung 56 ein erhöhter Druck herrscht. Der Steuerkolben 550 liegt dabei an der Druckstange 47 an und taucht mit seiner Ringnut 574 vollständig in die Bohrung 52 ein, so dass der Steuerraum 54 von der Entlastungsleitung 557 getrennt ist und sich in diesem ein erhöhter Druck aufbaut, durch den das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung gehalten wird.
In 14 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausschnittsweise gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der zweite Federraum 146, in dem die auf das zweite Einspritzventilglied 128 wirkende zweite Schließfeder 144 angeordnet ist, dient dabei als Steuerraum, der über die Leitung 656 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar ist, wobei die Mündung der Leitung 656 in der Zylinderbohrung 16 wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen durch den Pumpenkolben 18 bei geringem Hub freigegeben und bei großem Hub verschlossen ist. Beim siebten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Mündung der Leitung 656 in den Federraum 146 ein zum Federraum 146 hin öffnendes Rückschlagventil 680 vorgesehen. Der Federraum 146 ist an dessen dem Pumpenarbeitsraum 22 zugewandtem Ende mittels einer in diesem angeordneten beweglichen Wand 682 begrenzt, die beispielsweise als Scheibe ausgebildet ist. An der beweglichen Wand 682 stützt sich die zweite Schließfeder 144 mit ihrem dem zweiten Einspritzventilglied 128 abgewandten Ende ab. Die bewegliche Wand 682 ist im Federraum 146 mit großem radialem Spiel angeordnet, so dass zwischen dem Umfang der beweglichen Wand 682 und der den Federraum 146 bildenden Bohrung ein Ringspalt vorhanden ist. In der an die bewegliche Wand 682 zum Pumpenarbeitsraum 22 hin angrenzenden Zwischenscheibe 627 ist koaxial zur beweglichen Wand 682 ein im Durchmesser gegenüber der beweglichen Wand 682 kleinerer Raum 684 ausgespart, in den die Leitung 656 mündet. Bei druckloser Leitung 656 wird die bewegliche Wand 682 durch die Schließfeder 144 mit einer an ihrer Stirnseite ausgebildeten ringförmigen Dichtfläche 683 gegen einen den Raum 684 umgebenden ringförmigen Ventilsitz 686 an der Zwischenscheibe 627 gepresst, so dass das Rückschlagventil 680 geschlossen ist und der Federraum 146 vom Raum 684 und damit der Leitung 656 getrennt ist. In dieser Schließstellung ist das Rückschlagventil 680 in 14 dargestellt. Wenn in die Leitung 656 und damit in den Raum 684 ein erhöhter Druck eingespeist ist, so wird die bewegliche Wand 682 gegen die Kraft der Schließfeder 144 in den Federraum 146 hineinbewegt, so dass die bewegliche Wand 682 mit ihrer Dichtfläche 683 vom Ventilsitz 686 abhebt und das Rückschlagventil 680 geöffnet ist. Bei geöffnetem Rückschlagventil 680 kann Kraftstoff aus der Leitung 656 durch den Ringspalt zwischen der beweglichen Wand 682 und dem Federraum 146 in den Federraum 146 einströmen und führt zu einer Druckerhöhung im Federraum 146. Über die bewegliche Wand 682, die Druckstange 47 und den Federteller 145 wird durch den im Federraum 146 herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das zweite Einspritzventilglied 128 erzeugt, so dass dieses in seiner Schließstellung gehalten werden kann.
In 15 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Rückschlagventil 680 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel vorhanden sein kann. Zusätzlich zum siebten Ausführungsbeispiel ist beim achten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der als Steuerraum dienende Federraum 146 über eine Entlastungsleitung 690 mit einem Niederdruckbereich verbindbar ist. Als Niederdruckbereich kann beispielsweise ein Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen. Die Verbindung des Federraums 146 mit dem Niederdruckbereich wird durch ein Entlastungsventil 692 gesteuert, derart, dass der Federraum 146 nach Beendigung eines Kraftstoffeinspritzzyklus mit dem Niederdruckbereich verbunden wird und damit entlastet wird. Das Entlastungsventil 692 weist einen in einer Bohrung 693 des Ventilkörpers 626 verschiebbar geführten Ventilkolben 694 auf. Der in den Federraum 146 führende Teil der Entlastungsleitung 690 mündet in die Bohrung 693 und der Ventilkolben 694 weist im Bereich der Mündung der Entlastungsleitung 690 eine Ringnut 695 auf. Der Ventilkolben 694 weist einen ausserhalb der Bohrung 693 angeordneten Kopf 696 mit vergrößertem Durchmesser auf, der zur Steuerung der Entlastungsleitung 690 mit einem an der Mündung der Bohrung 693 ausgebildeten Ventilsitz 697 zusammenwirkt und den Durchgang durch die Entlastungsleitung 690 freigibt oder verschließt. In 15 ist der Ventilkolben 694 in seiner Schließstellung dargestellt. An dem dem Kopf 696 gegenüberliegenden Ende des Ventilkolbens 694 greift eine vorgespannte Schließfeder 698 an, durch die der Ventilkolben 694 in Schließrichtung beaufschlagt ist. Auf der Stirnseite seines aus der Bohrung 693 ragenden Kopfs 696 ist der Ventilkolben 694 von dem geringen im Niederdruckbereich herrschenden Druck beaufschlagt. Auf der Stirnseite seines dem Kopf 696 gegenüberliegenden Endes ist der Ventilkolben 694 von dem in einem Zulaufbereich 699 herrschenden Druck beaufschlagt. Im Zulaufbereich 699 herrscht überwiegend der durch die Förderpumpe 21 erzeugte Druck. Die Kraftstoffeinspritzung wird durch Öffnen des Steuerventils 23 beendet, wobei dabei unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 in den Zulaufbereich 699 abgesteuert. Dies führt zu einer Druckerhöhung im Zulaufbereich 699, wodurch die auf den Ventilkolben 694 in Öffnungsrichtung wirkende Kraft größer wird als die in Schließrichtung wirkende Kraft, so dass der Ventilkolben 694 in Öffnungsrichtung verschoben wird und durch das Entlastungsventil 692 die Entlastungsleitung 690 freigegeben wird und der Steuerraum 146 entlastet wird. Der Druck im Zulaufbereich 699 sinkt nachfolgend wieder auf den Zulaufdruck der Förderpumpe 21 ab, so dass das Entlastungsventil 692 wieder schließt.

Claims

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem mit dieser verbundenen Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist, mit einem elektrisch betätigten Steuerventil (23), durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) zwei Einspritzventilglieder (28, 128) aufweist, durch die jeweils wenigstens eine Einspritzöffnung (32, 132) gesteuert wird, wobei innerhalb eines ersten Einspritzventilglieds (28) ein zweites Einspritzventilglied (128) verschiebbar angeordnet ist, wobei die beiden Einspritzventilglieder (28, 128) von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen jeweils eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32, 132) bewegbar sind, wobei das zweite Einspritzventilglied (128) abhängig von dem in einem mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbindbaren Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) herrschenden Druck in einer Schließstellung fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) eine durch den Pumpenkolben (18) gesteuerte Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum (22) aufweist, dass die Verbindung durch den Pumpenkolben (18) ausgehend von dessen Totpunkt, in dem dieser sich zu Beginn seines Förderhubs befindet, bei geringem Hub des Pumpenkolbens (18) geöffnet ist und bei großem Hub des Pumpenkolbens (18) verschlossen ist, und dass das Steuerventil (23) während des geringen Hubs des Pumpenkolbens (18) zumindest zeitweise schließbar ist, um in den Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) einen erhöhten Druck einzuspeisen und das zweite Einspritzventilglied (128) in seiner Schließstellung zu halten.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) mit einem Entlastungsbereich verbindbar ist, dass die Verbindung des Steuerbereichs (54, 56; 156; 256; 356; 456) mit dem Entlastungsbereich getrennt ist, wenn im Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) durch Schließen des Steuerventils (23) ein erhöhter Druck eingespeist ist und dass die Verbindung des Steuerbereichs (54, 56; 156; 256; 356; 456) mit dem Entlastungsbereich geöffnet ist, wenn in den Steuerbereich (54, 56; 156; 256; 356; 456) kein erhöhter Druck eingespeist ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventilglied (128) zumindest mittelbar von dem im Steuerbereich (54, 56) herrschenden Druck in seiner Schließrichtung beaufschlagt ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventilglied (128) zumindest mittelbar von dem in einem Steuerraum (54) herrschenden Druck in seiner Schließrichtung beaufschlagt ist, dass der Steuerraum (54) ständig mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbunden ist, dass ein von dem im Steuerbereich (156) herrschenden Druck betätigtes Druckventil (158) vorgesehen ist, durch das eine Verbindung des Steuerraums (54) mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird, wobei durch das Druckventil (158) bei erhöhtem Druck im Steuerbereich (156) der Steuerraum (54) vom Entlastungsbereich getrennt wird und bei geringem Druck im Steuerbereich (156) der Steuerraum (54) mit dem Entlastungsbereich verbunden wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventilglied (128) zumindest mittelbar von dem in einem Steuerraum (54) herrschenden Druck in seiner Schließrichtung beaufschlagt ist, dass ein von dem im Steuerbereich (256) herrschenden Druck betätigtes Druckventil (258) vorgesehen ist, durch das eine Verbindung des Steuerraums (54) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) gesteuert wird, wobei durch das Druckventil (258) bei erhöhtem Druck im Steuerbereich (256) der Steuerraum (54) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbunden wird und bei geringem Druck im Steuerbereich (256) der Steuerraum (54) vom Pumpenarbeitsraum (22) getrennt wird.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (18) und das zweite Einspritzventilglied (128) in Längsrichtung nacheinander angeordnet sind, dass das Druckventil (258) zwischen dem Steuerraum (54) und dem Pumpenarbeitsraum (22) angeordnet ist und dass das Druckventil (258) einen quer zu den Längsachsen des Pumpenkolbens (18) und des zweiten Einspritzventilglieds (128) verschiebbar angeordnetes Ventilglied (260) aufweist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem im Steuerbereich (356; 456) herrschenden Druck beaufschlagter Schieber (360; 460) vorgesehen ist, der bei erhöhtem Druck im Steuerbereich (356; 456) zumindest mittelbar am zweiten Einspritzventilglied (128) angreift und dieses in seiner Schließstellung hält, und der bei geringem Druck im Steuerbereich (356; 456) eine Öffnungsbewegung des zweiten Einspritzventilglieds (128) ermöglicht.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenkolben (18) und das zweite Einspritzventilglied (128) in Längsrichtung nacheinander angeordnet sind, dass das Druckventil (258) zwischen dem Steuerraum (54) und dem Pumpenarbeitsraum (22) angeordnet ist, dass der Schieber (360) quer zu den Längsachsen des Pumpenkolbens (18) und des zweiten Einspritzventilglieds (128) durch den im Steuerbereich (356) herrschenden Druck gegen die Kraft einer Rückstellfeder (368) verschiebbar angeordnet ist und dass der Schieber (360) eine in seiner Verschieberichtung schräge Fläche (378) aufweist, durch die der Schieber (360) zur Fixierung des zweiten Einspritzventilglieds (128) in seiner Schließstellung zumindest mittelbar mit dem zweiten Einspritzventilglied (128) zusammenwirkt.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (460) sich zumindest mittelbar an einem das zweite Einspritzventilglied (128) übergreifenden Blockierelement (482) abstützt, durch das das zweite Einspritzventilglied (128) in seiner Schließstellung fixierbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventilglied (128) durch eine in einem Federraum (146) angeordnete Schließfeder (144) zumindest mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt ist, dass der Federraum (146) als Steuerbereich dient, dass das zweite Einspritzventilglied (128) durch den im Federraum (146) herrschenden Druck zumindest mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt ist, dass in der Verbindung (656) des Federraums (146) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) ein zum Federraum (146) hin öffnendes Rückschlagventil (680) angeordnet ist, dass sich die Schließfeder (144) an ihrem dem zweiten Einspritzventilglied (128) abgewandten Ende an einer im Federraum (146) angeordneten beweglichen Wand (682) abstützt, die ein Ventilglied des Rückschlagventils (680) bildet und dass die bewegliche Wand (682) durch die Schließfeder (144) zu einem Ventilsitz (686) hin beaufschlagt ist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umfang der beweglichen Wand (682) und dem Federraum (146) ein Spalt vorhanden ist und dass die bewegliche Wand (682) mit einer an ihrer dem zweiten Einspritzventilglied (128) abgewandten Stirnseite angeordneten ringförmigen Dichtfläche (683) mit dem ringförmig ausgebildeten Ventilsitz (686) zusammenwirkt.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbereich als ein Steuerraum (146) ausgebildet ist, dass das zweite Einspritzventilglied (128) durch den im Steuerraum (146) herrschenden Druck zumindest mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt ist, dass in der Verbindung (656) des Steuerraums (146) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) ein zum Steuerraum (146) hin öffnendes Rückschlagventil (680) angeordnet ist und dass der Steuerraum (146) eine durch ein Entlastungsventil (692) gesteuerte Verbindung (690) zu einem Niederdruckbereich aufweist.
Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlastungsventil (692) ein Entlastungsventilglied (694) aufweist, das in Schließrichtung durch den im Niederdruckbereich herrschenden Druck beaufschlagt ist und das in Öffnungsrichtung durch den in einem Druckbereich (699) herrschenden Druck beaufschlagt ist, in den zur Beendigung eines Kraftstoffeinspritzzyklus durch Öffnen des Steuerventils (23) unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum (22) abgesteuert wird.