DE19517578A1 - Elektronisch-gesteuertes Strömungsmitteleinspritzsystem mit vor dem Einspritzen unter Druck setzbarer Strömungsmittelspeicherkammer, und direkt-betätigtem Rückschlagelement - Google Patents
Elektronisch-gesteuertes Strömungsmitteleinspritzsystem mit vor dem Einspritzen unter Druck setzbarer Strömungsmittelspeicherkammer, und direkt-betätigtem RückschlagelementInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf
die Strömungsmitteleinspritzung bzw. Injektion und zum
Beispiel noch genauer auf elektronisch-gesteuerte Brenn
stoff-Einspritzvorrichtungen bzw. Brennstoffinjektoren.
Beispiele von herkömmlichen elektronisch-gesteuerten
Brennstoffeinspritzsystemen sind in US-Patent Nr.
4 392 612 von Deckard et al. vom 12. Juli 1983, US-Patent
Nr. 5 094 215 von Gustafson vom 10. März 1992 und US-
Patent Nr. 5 156 132 von Iwanga vom 20. Oktober 1992
gezeigt.
Bei Deckard et al. ist der mechanisch-betätigte Injektor
bzw. die Einspritzvorrichtung in einer solchen Art und
Weise aufgebaut und betätigt, daß ein Spitzenbrenn
stoffinjektionsdruck drastisch verringert wird, wenn die
Motordrehzahl reduziert wird, wenn die Brennstofflie
ferung (d. h. die Menge während eines Injektionszyklus)
konstant gehalten wird. Die direkte Beziehung zwischen
Spitzeninjektionsdruck und Motordrehzahl, die mit dieser
Art von Injektor assoziiert ist, beschränkt bzw. verhin
dert, daß zweckmäßig höhere Brennstoffinjektionsdrücke
bei niedrigen Motordrehzahlen und/oder leichteren Bela
stungen erreicht werden. Dies beschränkt konsequenter
weise die Fähigkeit des Motors, geringe Emissionen zu
erreichen, insbesondere hinsichtlich Rauch oder
Partikeln.
Bei Gustafson besitzt der Injektor einen herkömmlichen
federbelasteten bzw. federvorgespannten Rückschlag bzw.
ein Rückschlagelement, das einen festen Ventilschließ
druck (VCP = valve closing pressure) besitzt. Ein Problem
mit einem festen VCP ist die Verzögerungszeit, die mit
dem Schließen des Rückschlags assoziiert ist, wenn der
Brennstoffinjektionsdruck sich zu dem VCP verringert bzw.
herunterblutet. Die Zeitverzögerung und der Druckabfall
kann eine schlechte Atomisierung bzw. Zerstäubung des
Brennstoffs bewirken, der spät während des Verbren
nungszyklus in die Motorverbrennungskammer eingespritzt
wird. Ein schärferes Ende der Injektion bzw. Einspritzung
wäre zweckmäßig, um Emissionen zu verringern, insbeson
dere Partikel oder Rauch. Darüber hinaus besitzt der In
jektor bei Gustafson ferner eine ein variables Volumen
aufweisende Brennstoffdruckkammer 36, dessen Volumen
bestimmt wird durch eine komplexe oder aufwendige zwei
teilige Plunder- oder Kolbenanordnung 24 mit einer Feder
38 sowie einer externen Vorrichtung zum Variieren des
Drucks des Brennstoffs, der an den Injektor geliefert
wird. Herstellungsunterschiede bei der Federrate sowie
bei der variablen Druckvorrichtung können eine ungenaue
Steuerung des variablen Volumens 36 bewirken, was eine
ungenaue Steuerung der Brennstoffinjektionsmenge, des
Spitzenbrennstoffinjektionsdrucks und des Druckzerfalls
oder -abfalls während eines Injektionszyklus zur Folge
haben.
Bei Iwanga wird der Injektionsdruck verwendet, um das
Schließen des bewegbaren Rückschlags bzw. Rückschlagele
ments zum Beenden der Brennstoffinjektion zu unterstütz
ten. Ein Problem, das auftreten kann, ist eine unakzep
table hohe Aufschlagbelastung des Rückschlags gegen den
Düsenspitzensitz bei hohen Injektionsdrücken, wodurch ein
Ausfall oder ein Brechen oder eine Beschädigung der Dü
senspitze bewirkt werden kann. Somit ist die Brennstoff
injektionsspitzendruckfähigkeit bzw. -eigenschaft des
Injektors in unerwünschter Weise eingeschränkt.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines
oder mehrere der oben genannten Probleme zu überwinden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
elektronisch-gesteuertes Strömungsmitteleinspritzsystem
gezeigt, das folgendes aufweist: einen Strömungsmittel
steuerdurchlaß, eine Strömungsmittelspeicherkammer, einen
ersten Ventilteil, ein Strömungsmitteldruckglied,
mindestens eine Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung,
einen direkt betätigten Rückschlag bzw. ein direkt-be
tätigtes Rückschlagelement, und einen zweiten Ventilteil,
der separat von oder integral mit dem ersten Ventilteil
sein kann. Der erste Ventilteil öffnet und schließt
selektiv die Strömungsmittelverbindung zwischen der Spei
cherkammer und dem Steuerdurchlaß. Wenn der erste Ventil
teil offen ist, versetzt bzw. verdrängt das Druckglied
selektiv ein variabel ausgewähltes Strömungsmittelvolumen
von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß. Wenn der
erste Ventilteil geschlossen ist, versetzt bzw. verdrängt
das Druckglied selektiv ein anderes variabel ausgewähltes
Strömungsmittelvolumen, das in der Speicherkammer einge
schlossen bzw. eingefangen ist, um dadurch dieses Strö
mungsmittel auf einen variabel ausgewählten Druck unter
Druck zu setzen. Der Rückschlag bzw. das Rückschlag
element schließt und öffnet selektiv die Strömungsmit
telverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strö
mungsmittelinjektionszumeßöffnung. Die Injektion von
Druckströmungsmittel tritt durch die Strömungsmittel
injektionszumeßöffnung auf, wenn der zweite Ventilteil
ein hydraulisches, Aus-dem-Gleichgewicht-bringen des
Rückschlagelements bewirkt, um das Rückschlagelement zu
öffnen. Die Injektion des Druckströmungsmittels endet,
wenn der zweite Ventilteil ein hydraulisches Ausgleichen
oder Balancieren des Rückschlagelements bewirkt, was das
Schließen des Rückschlagelements erlaubt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist ein elektronisch-gesteuerter Einheitströmungsmittel
pumpeninjektor gezeigt, bei dem die obigen Elemente in
einer einzigen oder einzelnen Gehäuseanordnung verein
heitlicht bzw. vereinigt sind.
Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Steue
rung von mehreren Strömungsmittelinjektionsparametern
vor, was eine verbesserte Motorleistung und geringere
Emissionen, Lärm und Abnutzung zur Folge haben.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines elektronisch
gesteuerten Brennstoffinjektorsystems der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische teilweise Querschnittsansicht
eines Ausführungsbeispiels eines Injektors der
vorliegenden Erfindung installiert in einem
beispielhaften internen Verbrennungsmotor;
Fig. 3 eine schematische isolierte vergrößerte Quer
schnittsansicht des in Fig. 2 gezeigten Injektors;
Fig. 4 eine schematische vergrößerte Querschnittsteilan
sicht eines ersten oder oberen Teils des in Fig. 3
gezeigten Injektors;
Fig. 5 eine schematische weiter vergrößerte Querschnitts
teilansicht eines zweiten oder Zwischenteils des
in Fig. 3 gezeigten Injektors;
Fig. 6 eine schematische vergrößerte Querschnitts
teilansicht eines dritten oder unteren Teils des
in Fig. 3 gezeigten Injektors;
Fig. 7 eine schematische vergrößerte Querschnittsteil
ansicht von Fig. 2, und zwar im allgemeinen
entlang der Linie 7-7;
Fig. 8 ein schematischer ungefährer Graph des Brenn
stoffinjektionsdruck P gemessen in Megapascal,
abhängig von der Zeit T gemessen in Sekunden der
den vorhergesagten Betrieb eines computersimu
lierten Beispielsinjektors der vorliegenden Erfin
dung gegen den tatsächlichen oder Ist-Betrieb
eines labor- bzw. prüfstandgetesteten herkömm
lichen, elektronisch-gesteuerten Injektors, ver
gleicht;
Fig. 9 ein schematischer ungefährer Graph des Brennstoff
injektionsdrucks P abhängig von der Zeit der den
vorhergesagten Betrieb eines computersimulierten
beispielhaften Injektors der vorliegenden Er
findung, der bei drei unterschiedlichen bei
spielhaften Injektionsdrücken arbeitet, aber
ungefähr dieselbe Brennstoffmenge pro Injektion
liefert, vergleicht;
Fig. 10 ein schematischer ungefährer Graph der kumulativen
Brennstoffmenge Q abhängig von der Zeit T der den
vorhergesagten zweifach segmentierten Injektions
betrieb während eines Injektionszyklus eines com
putersimulierten beispielhaften Injektor der vor
liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ein schematischer ungefährer Graph des Brennstoff
injektionsdrucks P abhängig von der Zeit T, der
den vorhergesagten Betrieb gemäß Fig. 10 zeigt;
Fig. 12 ein schematischer ungefährer Graph der kumulativen
Brennstoffmenge Q abhängig von der Zeit T, der den
vorhergesagten dreifach segmentierten Injektions
betrieb während eines Injektionszyklus eines com
putersimulierten beispielhaften Injektors der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 13 ein schematischer ungefährer Graph des Brenn
stoffinjektionsdrucks P abhängig von der Zeit T,
der den vorhergesagten Betrieb gemäß Fig. 12
zeigt.
Gemäß den Fig. 1-7, bei denen die gleichen Bezugszeichen
die gleichen Elemente oder Merkmale über die Figuren
hinweg bezeichnen, ist ein Ausführungsbeispiel eines
elektronisch-gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems 10
der vorliegenden Erfindung gezeigt (das nachfolgend als
ein EUI-II Brennstoffsystem bezeichnet wird).
Das beispielhafte EUI-II Brennstoffsystem 10 ist in den
Fig. 1-2 gezeigt, und zwar geeignet für einen Direkt
einspritzungs-Dieselzyklus-Verbrennungsmotor 12 der hin-
und herbewegenden Bauart. Es sei jedoch bemerkt, daß die
vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Motoren,
wie zum Beispiel Dreh- oder Rotationsmotoren oder Motoren
mit modifiziertem Zyklus anwendbar ist, und daß der Motor
eine oder mehrere Motorverbrennungskammern 14 oder Zy
linder aufweisen kann. Der Motor 12 besitzt mindestens
einen Zylinderkopf 16, bei dem der Zylinderkopf 16 eine
oder mehrere separate Einspritzvorrichtungs- oder Injek
torbohrungen 18 definiert. Das EUI-II Brennstoffsystem 10
umfaßt einen oder mehrere elektronisch gesteuerte In
jektoren 20, die in der Lage sind, in einer jeweiligen
Injektorbohrung 18 positioniert zu werden.
Das EUI-II Brennstoffsystem 10 umfaßt ferner eine Vor
richtung oder Mittel 22 zum Liefern von Brennstoff an
jeden Injektor 20, eine Vorrichtung oder Mittel 24 zum
Betätigen jedes Injektors und eine Vorrichtung oder
Mittel 26 zum elektronischen Steuern jedes Injektors.
Die Brennstoffliefermittel 22 umfassen vorzugsweise einen
Brennstofftank 28, einen Brennstoffversorgungsdurchlaß
30, der in Strömungsmittelverbindung zwischen dem Brenn
stofftank und dem Injektor bzw. den Injektoren angeordnet
ist, eine Brennstofftransferpumpe 32 mit relativ niedri
gem Druck, einen oder mehr Brennstoffilter 34, und einen
Brennstoffablaßdurchlaß 36, der in Strömungsmittelver
bindung zwischen dem Injektor bzw. den Injektoren 20 und
dem Brennstofftank 28 angeordnet ist. Vorzugsweise defi
niert jeder Zylinderkopf 16 einen internen Brennstoffver
sorgungsdurchlaß 38, der mit dem ringförmigen Brennstoff
einlaß 40 jedes Injektors 20 in Verbindung steht, der mit
dem Zylinderkopf 16 assoziiert ist. Vorzugsweise defi
niert jeder Zylinderkopf 16 einen internen Brennstoff
ablaßdurchlaß 42, der mit dem Brennstoffauslaß 44 jedes
Injektors in Verbindung steht, der mit dem Zylinderkopf
16 assoziiert ist. Alternativ könnte der Brennstoffver
sorgungsdurchlaß 38 und der Brennstoffablaßdurchlaß 42,
die in dem Zylinderkopf 16 definiert sind, ein einzelner
Durchlaß sein. Optional könnte eine Hülse 46 abgedichtet
in der Injektorbohrung 18 positioniert sein, und zwar
zwischen dem Injektor 20 und dem Zylinderkopf 16, um die
internen Kühlkammern 48 des Zylinderkopfs 16 von dem In
jektor 20 zu trennen.
Die Betätigungsmittel 24 können irgendeine mechanische
Betätigungseinrichtung oder hydraulische Betätigungsein
richtung sein. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird
eine mit dem Injektor 20 assoziierte Stößel- und Plunger-
bzw. Kolbenanordnung 50 mechanisch betätigt, und zwar
indirekt oder direkt durch einen drehbaren Nocken oder
Nockenkeule 52, die an einer motorangetriebenen Nocken
welle 54 angebracht ist.
Das Profil der Nockenoberfläche hängt unter anderem von
dem gewünschten oder zweckmäßigen Timing- oder der Zeit
steuerung der Plungerbewegung, dem Plungerhub, der Art
des Nockenfolgeelements, der Motordrehzahl, und einem
Bereich des Betriebsinjektionsdrucks ab. Zum Beispiel
kann das Profil eine Vielzahl von Segmenten aufweisen,
und zwar einschließlich:
- i) ein erstes Segment 56, das sich zwischen den Punkten A bis B erstreckt zum Bewegen des Druckgliedes von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position;
- ii) ein zweites Segment 58, das sich von den Punkten B bis C erstreckt zum Betätigen des Druckgliedes während der Injektion;
- iii) ein drittes Segment 60, das sich zwischen den Punk ten C bis D erstreckt zum Bewegen des Druckgliedes von seiner zweiten Position zu seiner ersten Position; und iv) ein viertes Segment 62 zum Halten des Druckgliedes an seiner ersten Position D bis A. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel treibt der Nocken 52 eine Kipphebel- bzw. Schwenkarmanordnung 64 an, die wiederum einen Stößel hin- und herbewegt, der mit dem Injektor 20 assoziiert ist. Alternativ kann eine Stößel- oder Schubstange (nicht gezeigt) zwischen dem Nocken 52 und der Kipphebel- bzw. Schwenkarmanordnung 64 positioniert sein. Alternativ könnte eine Stößel- oder Schubstange (nicht gezeigt) zwischen der Kipphebel- oder Schwenkarmanordnung 64 und dem Stößel positioniert sein.
Die elektronischen Steuermittel 26 oder die Vorrichtung
umfaßt vorzugsweise ein elektronisches Steuermodul 66,
das folgendes steuert: 1) das Brennstoffinjektionstiming
bzw. die Zeitsteuerung, 2) die gesamte Brennstoffinjek
tionsmenge während eines Injektionszyklus, 3) den Brenn
stoffinjektionsdruck, 4) die Anzahl separater Injektionen
oder Injektionssegmente während eines Injektionszyklus,
5) das Zeitintervall bzw. die Zeitintervalle zwischen dem
Injektionssegment bzw. den Segmenten, 6) die Brennstoff
menge jedes Injektionssegments während eines Injektions
zyklus; und 7) jede Kombination des obigen Parameters
bzw. der Parameter zwischen einer Vielzahl von Injektoren
20. Jeder der obigen Parameter ist variabel steuerbar
unabhängig von der Motordrehzahl und der Belastung.
Vorzugsweise ist jeder Injektor 20 ein Einheitsinjektor,
bei dem sowohl eine Brennstoffdruckeinrichtung 68 als
auch eine Brennstoffinjektionseinrichtung 70 in derselben
Einheit beinhaltet sind. Obwohl der Injektor hier als ein
einheitlicher Injektor 20 dargestellt ist, könnte der In
jektor alternativ einen modularen Aufbau besitzen, wobei
die Brennstoffinjektionseinrichtung 70 separat von der
Brennstoffdruckeinrichtung 68 positioniert ist. Der In
jektor 20 umfaßt für Bezugszwecke eine imaginäre Längs
mittelachse 72.
Der Injektor 20 umfaßt einen Gehäuseteil 74, einen Dü
senteil 76, elektrische Betätigungsmittel oder eine
Einrichtung bzw. Einrichtungen 78, ein elektronisch
gesteuertes erstes Drucksteuerventil 80, ein hin- und
herbewegbares Brennstoffdruckglied 82, einen direkt
betätigten Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement 84, eine
erste Vorspanneinrichtung 86, ein elektronisch-gesteu
ertes zweites Drucksteuerventil 88 und eine zweite Vor
spanneinrichtung 90.
Der Gehäuseteil 74 definiert einen Brennstoffsteuer
durchlaß 92 und eine integrale Brennstoffspeicherkammer
94. Das interne Strömungsmittelvolumen der Speicherkammer
94 ist vorzugsweise fest und bemessen abhängig von der
gewünschten bzw. zweckmäßigen maximalen Brennstoffmenge,
die während eines Injektionszyklus injiziert wird, den
gewünschten bzw. zweckmäßigen Spitzenbrennstoffinjek
tionsdruck während eines Injektionszyklus, dem gewün
schten bzw. zweckmäßigen Brennstoffinjektionsdruckzerfall
oder -abfall während eines Injektionszyklus, dem Kompres
sionsmodul (bulk modulus) des Brennstoffs und- der Ver
setzung bzw. Verdrängung des Druckgliedes 82 (d. h. dem
Hub und der effektiven Fläche). Der Steuerdurchlaß 92
bezieht sich im allgemeinen auf entweder einen Brenn
stoffversorgungsdurchlaß 96 mit relativ geringem Druck
oder einen Brennstoffablaßdurchlaß 98 mit relativ ge
ringem Druck, die in dem Injektor 20 definiert sind. Die
elektrischen Betätigungsmittel 78 sind vorgesehen zum
Steuern der Positionen der ersten und zweiten Ventile 80,
88. Die elektrischen Betätigungsmittel 78 werden selektiv
enterregt oder erregt. Zum Beispiel können die elektri
schen Betätigungsmittel 78 einen einzelnen Elektromag
neten oder eine Vielzahl von Elektromagneten aufweisen.
Alternativ können die Mittel 78 eine piezoelektrische
Einrichtung aufweisen. Das erste Ventil 80 ist vorzugs
weise in der Speicherkammer 94 positioniert und selektiv
bewegbar zwischen einer ersten Position, bei der die
elektrischen Betätigungsmittel 78 enterregt sind und
einer zweiten Position, bei der die elektrischen Betä
tigungsmittel 78 entweder erregt oder enterregt sind, wie
nachfolgend beschrieben wird. In der ersten Position
öffnet das erste Ventil 80 die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Speicherkammer 94 und dem Steuerdurchlaß 96.
Das erste Ventil 80 wird erregt, um sich von seiner
ersten (geöffneten) Position zu seiner zweiten (geschlos
senen) Position zu bewegen. In seiner geschlossenen Po
sition blockiert das erste Ventil 80 die Strömungsmittel
verbindung zwischen der Speicherkammer 94 und dem Steuer
durchlaß 96.
Der Düsenteil 76 definiert eine Bohrung 100, eine In
jektionskammer 102, die integral mit der Speicherkammer
94 ausgebildet ist oder in Strömungsmittelverbindung mit
dieser angeordnet ist, eine Drucksteuerkammer 104 separat
oder getrennt von der Injektionskammer 102 und der Spei
cherkammer 94, einen Spitzensitz 106, und mindestens eine
Brennstoffinjektionszumeßöffnung 108.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt das Druck
glied 82 vorzugsweise einen hin- und herbewegbaren Kolben
oder Plunger 110. Der Plunger 110 ist vorzugsweise in der
Speicherkammer 94 positioniert und ist selektiv bewegbar
zwischen einer ersten Position und einer zweiten Posi
tion. Wenn das erste Ventil 80 offen ist, d. h. in seiner
ersten Position bewirkt der Plunger 110 betriebsmäßig
während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zwei
ten Position eine Verdrängung eines ersten variabel aus
gewählten Volumens an Brennstoff von der Speicherkammer
94 zu dem Steuerdurchlaß 96. Wenn das erste Ventil 80
geschlossen ist (d. h. in seiner zweiten Position) be
wirkt der Plunger 110 betriebsmäßig während einer Bewe
gung von seiner ersten zu seiner zweiten Position eine
Verdrängung eines zweiten variabel ausgewählten Volumens
von Brennstoff in der Speicherkammer 94, um dadurch den
Brennstoff auf einen vorgewählten variablen Druck zu
bringen. Mit anderen Worten drückt, nachdem das erste
Ventil 80 geschlossen ist, der Plunger 110 den Brennstoff
auf ein kontrolliertes oder gesteuertes Volumen zusammen,
das kleiner ist als das feste Volumen. Um Torsionsbe
lastungen in einem mechanischen Antriebszug bzw. einer
mechanischen Antriebsreihe zu steuern, zu kontrollieren
oder zu minimieren, die den Plunger 110 betätigt, ist das
Nockenprofil vorzugsweise so ausgewählt, das es die
Bewegung des Plungers 110 von seiner ersten zu seiner
zweiten Position beginnt, bevor die anfängliche Brenn
stoffinjektion in einem Injektionszyklus beginnt. Dies
sieht auch einen variabel ausgewählten Injektionsdruck zu
Beginn der Injektion vor. Um den mittleren effektiven
Injektionsdruck zu erhöhen, der durch den Injektor 20
erzeugt wird, ist das Nockenprofil vorzugsweise so aus
gewählt, wie es im allgemeinen in Fig. 2 gezeigt ist, um
mit der Bewegung des Plungers 110 von seiner ersten zu
seiner zweiten Position (A zu B) während der Brennstoff
injektion eines Injektionszyklus fortzufahren. Alternativ
kann, wie in Fig. 1 gezeigt ist, das Nockenprofil so
ausgewählt sein, daß es die Bewegung des Plungers 110 von
seiner ersten Position zu seiner zweiten Position vor der
anfänglichen Brennstoffinjektion eines Injektionszyklus
beendet.
Der Rückschlag bzw. das Rückschlagelement 84 ist vor
zugsweise in der Bohrung des Düsenteils positioniert und
selektiv bewegbar zwischen einer ersten Position, die
eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Injektions
kammer 102 und der Brennstoffinjektionszumeßöffnung 108
blockiert und einer zweiten Position, die die Strömungs
mittelverbindung zwischen der Injektionskammer 102 und
der Brennstoffinjektionszumeßöffnung 108 öffnet. Das
Rückschlagelement 84 besitzt einen ersten Endteil 112 und
einen zweiten Endteil 114. Der erste Endteil 112 defi
niert eine erste effektive Fläche, die in teilweiser
Strömungsmittelverbindung mit der Injektionskammer 102
angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement 84 geschlossen
ist (d. h. in seiner ersten Position ist). Die erste ef
fektive Fläche ist in vollständiger Strömungsmittel
verbindung mit der Injektionskammer 102 angeordnet, wenn
das Rückschlagelement 84 offen ist (d. h. in seiner
zweiten Position ist). Das zweite Ende 114 definiert eine
zweite effektive Fläche, die in Strömungsmittelverbindung
mit der Drucksteuerkammer 104 ist. Die erste Vorspann
einrichtung 86 umfaßt vorzugsweise eine erste mechanische
Feder 116, die betriebsmäßig zum Vorspannen des Rück
schlagelementes 84 in Richtung seiner geschlossenen oder
ersten Position dient. Das zweite Ventil 88 ist selektiv
bewegbar zwischen einer enterregten ersten Position und
einer erregten zweiten Position. Vorzugsweise ist das
zweite Ventil 88 ein Dreiwegeventil, wie zum Beispiel ein
Sitzventil oder Schieberventil. Das zweite Ventil 88
blockiert in seiner ersten Position eine Strömungsmit
telverbindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und dem
Steuerdurchlaß 98 und öffnet eine Strömungsmittelver
bindung zwischen der Drucksteuerkammer 104 und der In
jektionskammer 102. In seiner zweiten Position öffnet das
zweite Ventil 88 eine Strömungsmittelverbindung zwischen
der Drucksteuerkammer 104 und dem Brennstoffsteuerdurch
laß 98 und blockiert eine Strömungsmittelverbindung zwi
schen der Drucksteuerkammer 104 und der Injektionskammer
102. Wenn das Rückschlagelement 84 geschlossen ist und
das zweite Ventil 88 in seiner zweiten Position ist,
dienen die ersten und zweiten effektiven Flächen be
triebsmäßig zum hydraulischen Bewegen des Rückschlag
elementes 84 zu seiner zweiten (geöffneten) Position.
Wenn das Rückschlagelement 84 in seiner zweiten (geöff
neten) Position ist und das zweite Ventil 88 in seiner
ersten Position ist, dienen die ersten und zweiten eff
ektiven Flächen betriebsmäßig zum Balancieren bzw. Aus
gleichen entgegengesetzter Hydraulikkräfte, die auf die
effektiven Flächen wirken, um dadurch zu erlauben, daß
die erste Vorspanneinrichtung 86 das Rückschlagelement 84
zu seiner ersten (geschlossenen) Position bewegt.
Die zweite Vorspanneinrichtung 90 umfaßt vorzugsweise
eine zweite mechanische Feder 118 zum Vorspannen sowohl
der ersten als auch zweiten Ventile 80, 88 zu ihren
jeweiligen ersten Positionen. Alternativ kann die zweite
Vorspanneinrichtung 90 eine Vielzahl von Federn sein, die
die jeweiligen ersten und zweiten Ventile zu ihren je
weiligen ersten Positionen vorspannen.
In dem in Fig. 1-7 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt
der Injektor auch einen Stößel 120, einen ersten Halter
122, positioniert zwischen dem Plunger 110 und dem Stößel
120, eine Stößelrückführfeder 124, eine Trommel oder ein
Rohr 126, die bzw. das eine Bohrung 128 definiert, in dem
sich der Plunger 110 hin- und herbewegt, und zwar mit
einem vorbestimmten engen Freiraum oder Spiel, einen
zweiten Halter 130, positioniert zwischen der Trommel 126
und dem Stößel 120, ein Gehäuse 132, das mit der Trommel
126 verbunden ist und eine Bohrung 134, definiert, in der
sich das erste Ventil 80 hin- und herbewegt, und zwar mit
einem relativ losen Freiraum oder Spiel, eine Hülse 136
abdichtend zwischen der Trommel 126 und dem Gehäuse 132,
positioniert, einen elektrischen Verbinder 138 elektrisch
mit der elektrischen Betätigungseinrichtung 78 verbunden,
eine obere Dichtung 140, einen oberen Anschlag 142, der
eine Bohrung 144 definiert, in der sich das zweite Ventil
88 hin- und herbewegt, und zwar mit einem vorbestimmten
engen Freiraum oder Spiel, ein Abstandselement bzw. eine
Unterlegscheibe 146, einen unteren Anschlag 148, eine
Sitzelementhülse 150 positioniert zwischen dem
Abstandshalter 146 und dem unteren Anschlag 148, einen
Körper 152, der eine Bohrung 100 definiert, in der sich
das Rückschlagelement 84 hin- und herbewegt, und zwar mit
einem vorbestimmten engen Freiraum oder Spiel, eine
Spitze 154, die den Spitzensitz 106 und die Injektions
zumeßöffnung(en) 108 definiert und ein Gehäuse 156, das
mit dem Gehäuse 132 verbunden ist.
Das Gehäuse 132 und das erste Ventil 80 definieren
jeweils einen Sitz 158, 160, die in abdichtender Weise
einander kontaktieren, wenn das erste Ventil 80 ge
schlossen ist.
Der obere Anschlag 142 und das zweite Ventil 88 defi
nieren jeweils einen Sitz 162, 164, die einander abdich
tend kontaktieren, wenn das zweite Ventil 88 in seiner
zweiten Position ist. Die Sitzelementhülse 150 und das
zweite Ventil 88 definieren jeweils einen separaten Sitz
168, 170, die einander abdichtend kontaktieren, wenn das
zweite Ventil 88 in seiner ersten Position ist.
Vorzugsweise definiert die Sitzelementhülse 150 eine
Bohrung 166, in der sich das zweite Ventil 88 hin- und
herbewegt, und zwar mit einem vorbestimmten engen Frei
raum. Vorzugsweise ist die Sitzelementhülse 150 lose in
den Axial- und Radialrichtungen zwischen dem Abstands
halter 146 und dem unteren Anschlag 148 positioniert.
Vorzugsweise ist die elektrische Betätigungseinrichtung
78 mit dem Gehäuse 132 verbunden. Der obere Anschlag 142,
der Abstandshalter 146, der untere Anschlag 148, der
Körper 152 und die Spitze 154 werden zwischen dem Gehäuse
156 und dem Gehäuse 132 gehalten.
Beim Betrieb wird, bevor ein Injektionszyklus beginnt,
die elektrische Betätigungseinrichtung 78 oder der
Elektromagnet normalerweise enterregt, so daß das erste
Ventil 80 geöffnet ist und das zweite Ventil 88 in seiner
ersten Position ist. Das Rückschlagelement 84 ist in
seiner ersten (geschlossenen) Position. Das offene erste
Ventil 88 erlaubt, daß die Brennstoffspeicherkammer 94
und die Injektionskammer 102 mit Brennstoff mit relativ
niedrigem Druck gefüllt werden, das durch den Druck
steuerdurchlaß 96 geliefert bzw. vorgesehen wird.
Der Plunger 110, der durch das erste Segment 56 (A-B) des
Nockens 52 angetrieben wird, beginnt seinen Hub von sei
ner zurückgezogenen ersten Position A. Bei einer ausge
wählten Größe des Plungerhubs wird der Elektromagnet 78
erregt, was ein Schließen des ersten Ventils 80 und eine
Bewegung des zweiten Ventils 88 zu seiner zweiten Posi
tion bewirkt. Der Elektromagnet 78 bleibt vorzugsweise
erregt, bis der Brennstoffdruck in der Speicherkammer 94
ein Niveau erreicht, das ausreicht, um das erste Ventil
80 hydraulisch geschlossen zu halten. Der Elektromagnet
78 wird dann enterregt, was der zweiten Feder 118 er
laubt, das zweite Ventil 88 zu seiner ersten Position
zurückzubewegen. Der Brennstoffdruck in der Speicher
kammer 94 und der Injektionskammer 102 fahren fort,
anzusteigen, und zwar auf einen variabel ausgewählten
Druck infolge des fortfahrenden Hubs des Plungers 110.
Wenn das zweite Ventil 88 in seiner ersten Position ist,
steht Brennstoff mit hohem Druck mit der Drucksteuerkam
mer 104 von der Injektionskammer 102 in Verbindung, und
zwar zwischen geöffneten Sitzen 162, 164.
Wenn das Rückschlagelement 84 sitzt bzw. aufsitzt, ist
die zweite effektive Fläche, die dem hohen Brennstoff
druck ausgesetzt ist, größer als die erste effektive
Fläche, die hohem Brennstoffdruck ausgesetzt ist, was
verhindert, daß sich das Rückschlagelement 84 öffnet.
Um die Injektion zu starten, wird der Elektromagnet 78
wieder erregt, um dadurch das zweite Ventil 88 zu seiner
zweiten Position zu bewegen und auch die zweite Feder
zusammenzudrücken. Dies schließt die Sitze 164, 162 des
zweiten Ventils und des oberen Anschlags. Dies öffnet
auch die Sitze 170, 168 des zweiten Ventils 88 und der
Sitzelementhülse 150, was die Strömungsmittelsteuerkammer
104 mit dem Steuerdruckdurchlaß 98 verbindet. Durch Redu
zieren des Drucks in der Drucksteuerkammer 104 und da
durch, daß hoher Druck in der Injektionskammer 102 vor
handen ist, öffnet sich das Rückschlagelement 84, um eine
Brennstoffinjektion durch die Injektionszumeßöffnung(en)
108 und in die Motorverbrennungskammer 14 zu starten.
Um die Brennstoffinjektion zu beenden, wird der Elektro
magnet 78 wieder enterregt, was der zusammengedrückten
zweiten Feder 118 erlaubt, das zweite Ventil 88 zurück zu
seiner ersten Position zu bewegen und die Sitze 170, 168
des zweiten Ventils 88 zu schließen und der Sitzelement
hülse 150 erlaubt, die Strömungsmittelverbindung zwischen
der Drucksteuerkammer 104 und dem Steuerdruckdurchlaß 98
zu blockieren. Darüber hinaus werden die Sitze 164, 162
des zweiten Ventils 88 und des oberen Anschlags 142 ge
öffnet, was die Drucksteuerkammer 104 mit der Injek
tionskammer 102 verbindet, wodurch Brennstoff mit hohem
Druck zurück in die Drucksteuerkammer 104 eingeführt
wird.
Vorzugsweise sind die ersten und zweiten effektiven
Flächen des Rückschlagelements 84 so bemessen, daß, wenn
das Rückschlagelement 84 geöffnet ist und das zweite
Ventil 88 in seiner ersten Position ist, die Nettohydrau
likkräfte, die an dem Rückschlagelement 84 wirken, ef
fektiv Null sind. Mit anderen Worten sind die Netto ent
gegengesetzt wirkenden Strömungsmitteldrücke gleich und
auch die ersten und zweiten effektiven Flächen, an denen
ein solcher Druck wirkt, sind gleich. Wenn das Rück
schlagelement 84 geöffnet ist, ist die Kraft der ersten
Feder 116 vorzugsweise die einzige nicht-ausgeglichene
Kraft, die an dem Rückschlagelement 84 wirkt, was demge
mäß das Rückschlagelement 84 zu seiner ersten (geschlos
senen) Position vorspannt. An dem Ende eines Brennstoff
injektionszyklus oder Injektionssegmentes drängt die
Kraft der ersten Feder 116 das Rückschlagelement 84 von
seiner geöffneten Position zu seiner geschlossenen
Position, und zwar mit einer ausgewählten Geschwindig
keit. Die erste Federkraft ist vorzugsweise so ausge
wählt, daß sie ausreichend stark ist für ein adäquates
Rückschlagelementansprechverhalten, jedoch ausreichend
gering ist, um das Rückschlagelement 84 sanft zu dem
Spitzensitz 106 zu bewegen, so daß das Rückschlagelement
84 nicht die Spitze 154 beim anfänglichen Kontakt über
belastet. Vorteilhafterweise wird das Ende der Brenn
stoffinjektion während eines Injektionszyklus oder Seg
ments noch genauer gesteuert, da die Geschwindigkeit des
Rückschlagelementes 84 in Schließrichtung hauptsächlich
nur durch die Kraft der ersten Feder 116 bestimmt wird
mit einem minimalen Einfluß durch den Brennstoffinjek
tionsdruck.
Fig. 8 ist ein schematischer ungefährer Graph des Brenn
stoffinjektionsdrucks P gemessen in Megapascal abhängig
von der Zeit T gemessen in Sekunden der den vorhergesag
ten Betrieb eines computersimulierten beispielhaften In
jektors 172 der vorliegenden Erfindung gegenüber dem tat
sächlichen Betrieb eines im Einsatz oder laborgetesteten
herkömmlichen elektromagnetisch gesteuerten Injektors 174
vergleicht, der für denselben Motor geeignet ist. Fig. 8
zeigt, daß die vorliegende Erfindung einen höheren mitt
leren Injektionsdruck 176 im Vergleich zu dem mittleren
Injektionsdruck 178 des herkömmlichen Injektors erzeugt,
und zwar für im wesentlichen denselben Spitzeninjektions
druck 180 und die Gesamtbrennstoffmenge. Darüber hinaus
ist ein höherer Anfangsinjektionsdruck 182 bei der vor
liegenden Erfindung verfügbar zu Beginn der Brennstoff
injektion. Darüber hinaus erzeugt die vorliegende Er
findung ein schärferes oder abrupteres Ende der Injektion
184 im Vergleich zu dem Ende der Injektion 186 des her
kömmlichen Injektors.
Fig. 9 ist ein schematischer ungefährer Graph des Brenn
stoffinjektionsdrucks P gemessen in Megapascal abhängig
von der Zeit T gemessen in Sekunden der den vorherge
sagten Betrieb eines computersimulierten beispielhaften
Injektors der vorliegenden Erfindung, der bei drei unter
schiedlichen beispielhaften Injektionsdrücken 188, 190,
192 arbeitet, aber ungefähr dieselbe Brennstoffmenge pro
Injektion liefert, vergleicht. Fig. 9 zeigt, daß die
vorliegende Erfindung in der Lage ist, variierende Spit
zenbrennstoffinjektionsdrücke zu erzeugen unabhängig von
der Motordrehzahl und Belastung.
Fig. 10 ist ein schematischer ungefährer Graph der kumu
lativen Brennstoffmenge Q gemessen in Kubikmillimeter
abhängig von der Zeit T, gemessen in Sekunden, der den
zweifach segmentierten Injektionsbetrieb eines computer
simulierten beispielhaften Injektors der vorliegenden
Erfindung zeigt. Fig. 11 ist ein schematischer ungefährer
Graph des Brennstoffinjektionsdrucks P gemessen in Mega
pascal abhängig von der Zeit T gemessen in Sekunden der
den vorhergesagten Betrieb gemäß Fig. 10 zeigt. In Fig.
11 ist ein erstes Injektionssegment 194 und ein separates
zweites Injektionssegment 196 gezeigt. Die vorliegende
Erfindung ist in der Lage, variabel die Brennstoffmenge
Q₁ und/oder Q₂ jedes separaten Brennstoffinjektionsseg
ments 194, 196 während eines Injektionszyklus zu steu
ern. Die vorliegende Erfindung ist auch in der Lage,
variabel jedes Zeitintervall delta T3-2 zwischen jedem
separaten Brennstoffinjektionssegment 194, 196 während
eines Injektionszyklus zu steuern.
Fig. 12 ist ein schematischer ungefährer Graph einer
kumulativen Brennstoffmenge Q gemessen in Kubikmillimeter
abhängig von der Zeit T gemessen in Sekunden der den
vorhergesagten dreifach segmentieren Injektionsbetrieb
eines computersimulierten beispielhaften Injektors der
vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 13 ist ein schema
tischer ungefährer Graph des Brennstoffinjektionsdrucks P
gemessen in Megapascal abhängig von der Zeit T gemessen
in Sekunden, der den vorhergesagten Betrieb entsprechend
Fig. 12 darstellt. In Fig. 13 ist ein erstes Injektions
segment 198, ein separates zweites Injektionssegment 200
und ein separates drittes Injektionssegment 202 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung ist in der Lage, variabel die
Brennstoffmenge zum Beispiel Q′₁ und/oder Q′₂ und/oder
Q′₃ für jedes separate Brennstoffinjektionssegment 198,
200 und 202 während eines Injektionszyklus zu steuern.
Die vorliegende Erfindung ist auch in der Lage, variabel
jedes Zeitintervall zum Beispiel delta T′3-2 und/oder
delta T′5-4 zwischen jedem Brennstoffinjektionssegment
während eines Injektionszyklus zu steuern. Darüber hinaus
kann der Elektromagnet 78 erregt und enterregt werden,
und zwar einmal oder eine ausgewählte Vielzahl von Malen
während eines Injektionszyklus, um ein oder eine variabel
ausgewählte Vielzahl von Injektionssegmenten zu erzeugen.
Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung er
geben sich einer Studie der Zeichnung, der Offenbarung
und der Ansprüche.
Zusammenfassend sieht die Erfindung ein verbessertes
elektronisch-gesteuertes Strömungsmitteleinspritzvor
richtungs- oder Injektorsystem mit einer Strömungsmit
telspeicherkammer und einem direkt-betätigten Rückschlag
bzw. Rückschlagelement vor. Das Unterdrucksetzen von
Strömungsmittel in der Speicherkammer beginnt vor dem
Start der Strömungsmittelinjektion. Die Strömungsmittel
injektion beginnt durch hydraulisches Aus-dem-Gleichge
wicht bringen des Rückschlagelementes. Die Strömungsmit
telinjektion endet scharf bzw. abrupt durch hydraulisches
Ausgleichen oder Balancieren des Rückschlagelementes, um
einer Vorspannvorrichtung zu erlauben, das Rückschlagele
ment zu schließen.
Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Steue
rung von mehreren Brennstoffinjektionsparametern vor, und
zwar einschließlich einer höheren Spitzenströmungsmittel
injektionsfähigkeit und einem geringeren Strömungsmittel
injektionsdruckabfall an dem Ende der Injektion, was eine
verbesserte Motorleistung und geringere Emissionen, Lärm
und Abnutzung zur Folge hat.
Zusammenfassend weist die Erfindung folgendes auf:
- 1. Elektronisch-gesteuerter Einheitsströmungsmittelpum
peninjektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer de finiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen se lektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steu erdurchlaß;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und min destens eine Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung definiert;
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während der Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungs mittel aus der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strö mungsmittel in der Speicherkammer verdrängt, um da durch das Strömungsmittel auf einen vorgewählten Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen bewegbaren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement zum betriebsmäßigen selektiven Schließen und Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmittel injektionszumeßöffnung, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil be sitzt, wobei der erste Endteil eine erste effektive Fläche definiert, die in teilweiser bzw. partieller Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer an geordnet ist, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständi ger Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist, wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wo bei das zweite Ventil in seiner zweiten Position ei ne Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteu erkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig zum hy draulischen Öffnen des Rückschlagelementes dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig entgegengesetzt wirkende Hydraulikkräfte, die an diesen effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. balancieren. - 2. Elektronisch-gesteuerter Einheitsströmungsmittelpum
peninjektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer de finiert,
ein erstes Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strö mungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer zweiten Po sition, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß schließt bzw. blockiert;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und min destens eine Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung definiert:
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil in seiner er sten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmittel von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von sei ner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmit tel in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch das Strömungsmittel auf einen ausgewählten Druck zu bringen, bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmittelver bindung zwischen der Speicherkammer und der Strö mungsmittelinjektionszumeßöffnung blockiert und ei ner zweiten Position, die eine Strömungsmittelver bindung zwischen der Speicherkammer und der Strö mungsmittelinjektionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil ei ne erste effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Speicherkammer ange ordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer an geordnet ist: und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wo bei das zweite Ventil in seiner zweiten Position ei ne Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteu erkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer blockiert, wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist, und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen be triebsmäßig zum hydraulischen Bewegen des Rückschla gelementes zu seiner zweiten Position dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flä chen betriebsmäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren von entgegengesetzt wirkenden Hydraulikkräften die nen, die an den effektiven Flächen wirken. - 3. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, der ferner eine erste Vorspanneinrichtung aufweist zum be triebsmäßigen Vorspannen des Rückschlagelements zu seiner ersten Position.
- 4. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei der In jektor ferner eine zweite Vorspanneinrichtung auf weist zum betriebsmäßigen Vorspannen sowohl des er sten als auch des zweiten Drucksteuerventils zu ih ren jeweiligen ersten Positionen.
- 5. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei der In jektor ferner einen Elektromagneten aufweist, der folgendes aufweist: ein einzelnes stationäres Polstück und entgegengesetzte erste und zweite be wegbare Anker, wobei der erste Anker mit dem ersten Ventil verbunden ist und betriebsmäßig das erste Ventil zu seiner zweiten Position bewegt, und wobei der zweite Anker mit dem zweiten Ventil verbunden ist und betriebsmäßig das zweite Ventil zu seiner zweiten Position bewegt.
- 6. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei die zweite Vorspanneinrichtung eine Feder ist, die zwi schen den ersten und zweiten Ankern positioniert ist.
- 7. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei der Steuerdurchlaß ein Strömungsmittelversorgungsdurch laß ist.
- 8. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei der Steuerdurchlaß ein Strömungsmittelaus- bzw. -ablaß durchlaß ist.
- 9. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei die er sten und zweiten effektiven Flächen gleich sind, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Positi on ist.
- 10. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei das er ste Ventil ein Zweiwege-Sitzventil ist.
- 11. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor, wobei das zweite Ventil ein Dreiwege-Sitzventil ist.
- 12. Elektronisch-gesteuerter Einheitsbrennstoffpumpenin
jektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Brennstoffsteuerdurch laß und eine integrale Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen definiert;
ein elektronisch-gesteuertes erstes Drucksteuerven til, das in der Speicherkammer positioniert ist, wo bei das erste Ventil selektiv bewegbar ist zwischen einer enterregbaren ersten Position, die eine Strö mungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer erregbaren zweiten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert;
einen Düsenteil, der folgendes definiert: eine Boh rung, eine Injektionskammer, die in kontinuierlicher Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer an geordnet ist, eine separate Drucksteuerkammer, die von der Injektionskammer getrennt bzw. separat ist, einen Spitzensitz und mindestens eine Brennstoffin jektionszumeßöffnung;
einen hin- und herbewegbaren Brennstoffdruckplunger oder -kolben, der in der Speicherkammer positioniert ist, wobei der Plunger selektiv bewegbar ist zwi schen einer ersten Position und einer zweiten Posi tion, wobei, wenn das erste Ventil in seiner ersten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während ei ner Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Po sition Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner er sten zu seiner zweiten Position Brennstoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen ausgewählten variablen Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das in der Bohrung des Düsenteils po sitioniert ist, und selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmittelver bindung zwischen der Speicherkammer und der Brenn stoffinjektionszumeßöffnung blockiert und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjek tionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche definiert, die in teilweiser oder parti eller Strömungsmittelverbindung mit der Injektions kammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist, wobei die erste effek tive Fläche in vollständiger Strömungsmittelverbin dung mit der Injektionskammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist;
eine erste Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen des Rückschlagelementes zu seiner ersten Position;
ein elektronisch gesteuertes zweites Drucksteuerven til, das selektiv bewegbar ist zwischen einer enter regbaren ersten Position und einer erregbaren zwei ten Position, wobei das zweite Ventil in seiner er sten Position eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert, und eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und der Injektionskammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und der Injektionskammer blockiert, wo bei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Po sition ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flä chen betriebsmäßig das Rückschlagelement zu seiner zweiten Position bewegen, und wobei, wenn das Rück schlagelement in seiner zweiten Position ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig entgegengesetzt wirkende hydraulische Kräfte, die an den effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. ba lancieren, um dadurch zu ermöglichen, daß die erste Feder das Rückschlagelement zu seiner ersten Positi on bewegt; und
eine zweite Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen so wohl der ersten als auch zweiten Drucksteuerventile zu ihren jeweiligen ersten Positionen. - 13. Elektronisch-gesteuertes Brennstoffinjektionssystem
geeignet für einen Motor, das folgendes aufweist:
ein Gehäuse, das einen Brennstoffsteuerdurchlaß und eine Brennstoffspeicherkammer definiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen se lektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steu erdurchlaß;
ein Brennstoffdruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Po sition, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß ver drängt, und wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brenn stoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen vorgewählten Druck zu brin gen bzw. unter Dru 29069 00070 552 001000280000000200012000285912895800040 0002019517578 00004 28950ck zu setzen;
eine Betätigungseinrichtung, die betriebsmäßig zum selektiven Betätigen des Gliedes zur Bewegung zwi schen seiner ersten und zweiten Positionen dient;
einen elektronisch-gesteuerten Injektor, der folgen des aufweist: einen Düsenteil und einen bewegbaren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rückschlagele ment, wobei der Düsenteil eine Drucksteuerkammer und mindestens eine Brennstoffinjektionszumeßöffnung de finiert, wobei das Rückschlagelement betriebsmäßig selektiv eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeßöff nung schließt und öffnet, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche besitzt, die in teilweiser oder partiel ler Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geschlos sen ist, wobei die erste effektive Fläche in voll ständiger Strömungsmittelverbindung mit der Spei cherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagele ment geöffnet ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungs mittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeord net ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wo bei das zweite Ventil in seiner zweiten Position ei ne Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteu erkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, und das zwei te Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig das hy draulische öffnen des Rückschlagelementes bewirken und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren entgegenge setzt wirkender hydraulischer Kräfte dienen, die an den effektiven Flächen wirken. - 14. Brennstoffinjektionssystem, wobei die Betätigungsein richtung einen drehbaren Nocken aufweist zum be triebsmäßigen periodischen Betätigen des Gliedes zur Bewegung zwischen seinen ersten und zweiten Positio nen.
- 15. Brennstoffinjektionssystem, wobei der Nocken be triebsmäßig so angeordnet ist, daß er die Bewegung des Gliedes von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position vor dem anfänglichen Öffnen des Rückschlagelementes beginnt.
- 16. Brennstoffinjektionssystem, wobei der Nocken be triebsmäßig so angeordnet ist, daß er das Glied vollständig von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position bewegt vor dem anfänglichen Öffnen des Rückschlagelementes.
- 17. Brennstoffinjektionssystem, wobei der Nocken be triebsmäßig so angeordnet ist, daß er das Glied in seiner zweiten Position während einer ausgewählten Winkeldrehgröße des Nockens beibehält, während das Rückschlagelement geöffnet ist.
- 18. Brennstoffinjektionssystem, wobei der Nocken be triebsmäßig so angeordnet ist, daß er die Bewegung des Gliedes von seiner ersten Position zu seiner zweiten Position beendet, nachdem das Rückschlagele ment anfänglich geöffnet ist.
- 19. Brennstoffinjektionssystem, wobei der Nocken be triebsmäßig so angeordnet ist, daß er das Glied in seiner zweiten Position beibehält, und zwar während einer ausgewählten Winkeldrehgröße des Nockens, nachdem das Rückschlagelement anfänglich geöffnet ist.
- 20. Brennstoffinjektionssystem, wobei die Betätigungsein richtung eine hydraulische Betätigungseinrichtung aufweist zum betriebsmäßigen selektiven Betätigen des Gliedes zur Bewegung zwischen seinen ersten und zweiten Positionen.
- 21. Brennstoffinjektionssystem, wobei das System ferner ein programmierbares elektronisches Steuermodul auf weist zum betriebsmäßigen elektronischen Steuern der ersten und zweiten Ventile unabhängig von der Motor drehzahl und Belastung.
- 22. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten
Einheitsbrennstoffpumpeninjektors, wobei das Verfah
ren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen ei ner Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoff injektionszumeßöffnung;
Versetzen bzw. Verdrängen eines variabel ausgewähl ten Brennstoffvolumens von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeßöff nung, um die Brennstoffinjektion zu beginnen; und
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszu meßöffnung, um die Brennstoffinjektion zu beenden. - 23. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten
Einheitsbrennstoffpumpeninjektors, wobei das Verfah
ren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen ei ner Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß:
Schließen eines Rückschlags bzw. Rückschlagelemen tes, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoffinjek tionszumeßöffnung zu blockieren;
Verdrängen eines variabel ausgewählten Brennstoffvo lumens aus der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Vorspannen des Rückschlagelementes zu einer ge schlossenen Position, die die Strömungsmittelverbin dung zwischen der Speicherkammer und der Brennstof finjektionszumeßöffnung blockiert;
hydraulisches Aus-dem-Gleichgewicht-bringen des Rückschlagelementes zur Bewegung zu einer geöffneten Position zum Öffnen der Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjek tionszumeßöffnung; und
hydraulisches Balancieren bzw. Ins-Gleichgewicht bringen des Rückschlagelementes und Erlauben, daß das vorgespannte Rückschlagelement sich zu der ge schlossenen Position bewegt. - 24. Einheitsbrennstoffinjektor zur Aufnahme von Brenn
stoff mit einem relativ geringen Druck und zum Inji
zieren von Brennstoff in eine Verbrennungskammer ei
nes Motors während einer Injektionssequenz, wobei
der Injektor folgendes aufweist:
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; Mittel, die in dem Körper angeordnet sind zum Unter drucksetzen des Brennstoffs auf ein ausgewähltes Ni veau unabhängig von und wesentlich höher als der Versorgungsdruck; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind, zum Injizieren von Druckbrennstoff durch die Zumeß öffnung in die Verbrennungskammer, und zwar zu einem auswählbaren Punkt in der Injektionssequenz. - 25. Brennstoffinjektor, wobei die Druckmittel einen Plun ger aufweisen, der von einer Stelle außerhalb des Injektorkörpers betätigbar ist.
- 26. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner eine mechanische Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
- 27. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner eine hydraulische Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
- 28. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspeichervolumen innerhalb des Injektorkör pers aufweist, wobei der Plunger innerhalb des Hoch druckspeichervolumens bewegbar ist.
- 29. Brennstoffinjektor, wobei der Plunger zu einer Bewe gungsgrenze bewegbar ist, wenn der Brennstoff unter Druck gesetzt wird und wobei die Injiziermittel be tätigt werden, um Brennstoff einzuspritzen bzw. zu injizieren, wenn sich der Plunger zu der Bewegungs grenze bewegt.
- 30. Brennstoffinjektor, wobei der Plunger zu einer Bewe gungsgrenze bewegbar ist, wenn der Brennstoff unter Druck gesetzt wird, und wobei die Injiziermittel be tätigt werden zum Einspritzen oder Injizieren von Brennstoff, wenn der Plunger im wesentlichen bei der Bewegungsgrenze angeordnet ist.
- 31. Brennstoffinjektor, wobei die Einspritz- oder Inji ziermittel ein erstes Ventil aufweisen zum Steuern der Brennstoffversorgung oder -lieferung an die Druckmittel und ein zweites Ventil zum Steuern der Druckbrennstoffversorgung oder -lieferung durch die Zumeßöffnung.
- 32. Brennstoffinjektor, wobei die Einspritzmittel ferner einen einzelnen Betätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile aufweisen.
- 33. Brennstoffinjektor, wobei der Betätiger einen Elek tromagneten aufweist, und zwar mit einem ersten An ker, der mit dem ersten Ventil gekoppelt ist und ei nem zweiten Anker, der mit dem zweiten Ventil gekop pelt ist.
- 34. Brennstoffinjektor, wobei das erste Ventil ein Druck steuerventil aufweist und das zweite Ventil ein Dreiwege-Sitzventil aufweist.
- 35. Brennstoffinjektor, wobei die Einspritzmittel einen Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement aufweisen, das zwischen offenen und geschlossenen Positionen beweg bar ist sowie Mittel zum wesentlichen Ausgleichen oder Balancieren von Kräften, die an dem Rückschlag element wirken, und zwar in jeder der offenen und geschlossenen Positionen.
- 36. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspeichervolumen innerhalb des Injektorkör pers aufweist, und wobei das Rückschlagelement erste und zweite Rückschlagelementenden aufweist und wobei die Ausgleichsmittel erste und zweite Durchlässe aufweisen, die sich zwischen dem Hochdruckspeicher volumen bzw. den ersten und zweiten Rückschlagele mentenden erstrecken.
- 37. Brennstoffinjektor, wobei die Einspritzmittel ferner ein Sitzventil aufweisen zum selektiven Koppeln des ersten Rückschlagelementendes mit einer Niedrig druckquelle, während das zweite Rückschlagelementen de mit dem Hochdruckspeichervolumen gekoppelt ist, wenn das Rückschlagelement zu seiner offenen Positi on bewegt werden soll.
- 38. Brennstoffinjektor, wobei die Einspritzmittel ferner eine Feder aufweisen, die das Rückschlagelement zu der geschlossenen Position drängt und wobei das Sitzventil das erste Ende des Rückschlagelementes wieder mit dem Hochdruckspeichervolumen verbindet, wenn das Rückschlagelement zu der geschlossenen Po sition bewegt werden soll, und wobei eine solche Be wegung unter dem Einfluß der Feder auftritt.
- 39. Brennstoffinjektor, wobei das Sitzventil selektiv durch einen Elektromagneten gesteuert wird.
- 40. Brennstoffinjektor, wobei die Druckmittel ein Druck steuerventil aufweisen, das auch selektiv durch den Elektromagneten gesteuert wird.
- 41. Brennstoffinjektor, wobei der Elektromagnet erste und zweite Anker aufweist, die mit dem Drucksteuerventil bzw. dem Sitzventil gekoppelt sind.
- 42. Brennstoffinjektor, wobei die Anker koaxial zueinan der und beabstandet voneinander sind, und zwar mit einem Luftspalt dazwischen und wobei der Elektroma gnet eine Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt wird einen Fluß erzeugt, der bewirkt, daß sich die Anker zueinander bewegen.
- 43. Brennstoffinjektor, wobei der Elektromagnet ferner eine Feder aufweist, die die Anker voneinander weg drückt.
- 44. Brennstoffinjektor zum Injizieren von Brennstoff in
eine Verbrennungskammer eines Motors während einer
Injektionssequenz, wobei der Injektor folgendes auf
weist:
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind zum Injizieren oder Einspritzen eines Druckbrenn stoffes durch die Zumeßöffnung in die Verbrennungs kammer zu einem auswählbaren Punkt in der Injekti onssequenz, und zwar einschließlich eines Rück schlag- bzw. Rückschlagelements mit ersten und zwei ten Rückschlagelementenden und bewegbar zwischen ei ner offenen Position, bei der Brennstoff in die Ver brennungskammer injiziert wird und einer geschlosse nen Position, bei der die Strömung von Druckbrenn stoff in die Verbrennungskammer blockiert ist und mit Mitteln zum selektiven Anlegen entweder eines niedrigen Strömungsmitteldrucks oder eines hohen Strömungsmitteldrucks direkt an jedes der ersten und zweiten Enden, um das Rückschlagelement zwischen den offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen. - 45. Brennstoffinjektor, wobei Brennstoff an den Brenn stoffinjektor mit einem niedrigen Versorgungsdruck geliefert wird und der Injektor ferner Mittel auf weist, die innerhalb des Injektorkörpers angeordnet sind zum Unterdrucksetzen des Brennstoffs.
- 46. Brennstoffinjektor, wobei die Druckmittel einen Plun ger aufweisen, der von einer Stelle außerhalb des Injektorkörpers betätigbar ist.
- 47. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner eine mechanische Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
- 48. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner eine hydraulische Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
- 49. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspeichervolumen innerhalb des Injektorkör pers aufweist, wobei der Plunger innerhalb des Hoch druckspeichervolumens bewegbar ist.
- 50. Brennstoffinjektor, wobei der Plunger zu einer Bewe gungsgrenze bewegbar ist, wenn Brennstoff unter Druck gesetzt wird und wobei die Injizier- bzw. Ein spritzmittel betätigt werden, um Brennstoff zu inji zieren, wenn sich der Plunger zu der Bewegungsgrenze bewegt.
- 51. Brennstoffinjektor, wobei der Plunger zu einer Bewe gungsgrenze bewegbar ist, wenn Brennstoff unter Druck gesetzt werden soll und wobei die Injizier- bzw. Einspritzmittel betätigt werden, um Brennstoff einzuspritzen, wenn der Plunger im wesentlichen an der Bewegungsgrenze angeordnet ist.
- 52. Brennstoffinjektor, wobei die Injizier- oder Ein spritzmittel ein erstes Ventil aufweisen zum Steuern der Brennstofflieferung an die Druckmittel und wobei die Anlegungsmittel ein zweites Ventil aufweisen zum Steuern der Druckbrennstofflieferung durch die Zu meßöffnung.
- 53. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner einen einzelnen Betätiger zum Steuern der ersten und zwei ten Ventile aufweist.
- 54. Brennstoffinjektor, wobei der Betätiger einen Elek tromagneten aufweist mit einem ersten Anker, der mit dem ersten Ventil gekoppelt ist und einem zweiten Anker, der mit dem zweiten Ventil gekoppelt ist.
- 55. Brennstoffinjektor, wobei das erste Ventil ein Druck steuerventil aufweist und das zweite Ventil ein Dreiwege-Sitzventil aufweist.
- 56. Brennstoffinjektor, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspeichervolumen innerhalb des Injektorkör pers aufweist und wobei die Anlegungsmittel erste und zweite Durchlässe aufweisen, die sich zwischen dem Hochdruckspeichervolumen und den ersten bzw. zweiten Rückschlagelementenden erstrecken.
- 57. Brennstoffinjektor, wobei die Anlegungsmittel ferner ein Sitzventil aufweisen zum selektiven Verbinden des ersten Rückschlagelementendes mit einer Niedrig druckquelle, während das zweite Rückschlagelementen de mit dem Hochdruckspeichervolumen verbunden wird, wenn das Rückschlagelement zu seiner offenen Positi on bewegt werden soll.
- 58. Brennstoffinjektor, wobei die Injizier- oder Ein spritzmittel ferner eine Feder aufweisen, die das Rückschlagelement zu der geschlossenen Position drängt oder drückt, und wobei das Sitzventil das er ste Ende des Rückschlagelementes mit dem Hochdruck speichervolumen verbindet, wenn das Rückschlagele ment zu der geschlossenen Position bewegt werden soll und wobei eine solche Bewegung unter dem Ein fluß der Feder auftritt.
- 59. Brennstoffinjektor, wobei das Sitzventil selektiv durch einen Elektromagneten gesteuert wird.
- 60. Brennstoffinjektor, wobei die Druckmittel ein Druck steuerventil aufweisen, das auch selektiv durch den Elektromagneten gesteuert wird.
- 61. Brennstoffinjektor, wobei der Elektromagnet erste und zweite Anker aufweist, die mit dem Drucksteuerventil bzw. dem Sitzventil gekoppelt sind.
- 62. Brennstoffinjektor, wobei die Anker koaxial zueinan der und beabstandet voneinander sind, und zwar mit einem Luftspalt dazwischen und wobei der Elektroma gnet eine Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt wird, einen Fluß erzeugt, der bewirkt, daß sich die Anker zueinander bewegen.
- 63. Brennstoffinjektor, wobei der Elektromagnet ferner eine Feder aufweist, die die Anker voneinander weg drückt.
- 64. Brennstoffinjektor in Kombination mit einem Pumpen- und Leitungs- bzw. Reihensystem, wobei Brennstoff mit einem hohen Druck an den Brennstoffinjektor ge liefert wird.
- 65. Direkt-gesteuerter Einheitsinjektor, der folgendes
aufweist:
ein erstes Ventil zum Steuern des Brennstoffdrucks;
ein zweites Ventil zum Steuern der Druckbrennstoff injektion; und
einen einzelnen Betätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile. - 66. Einheitsinjektor, wobei der Injektor ferner folgendes aufweist: einen Injektorkörper, Mittel, die auf den Betrieb des ersten Ventils ansprechen und in dem Körper angeordnet sind zum Unterdrucksetzen des Brennstoffs auf ein auswählbares Niveau und einen Rückschlag- bzw. ein Rückschlagelement, das in dem Körper angeordnet ist und ansprechend auf den Be trieb des zweiten Ventils zwischen einer Injektions position und einer Nicht-Injektionsposition bewegbar ist.
- 67. Einheitsinjektor, wobei der Betätiger einen Elektro magneten aufweist mit einem ersten Anker, der mit dem ersten Ventil gekoppelt ist und einem zweiten Anker, der mit dem zweiten Ventil gekoppelt ist.
- 68. Einheitsinjektor, wobei die Anker koaxial und beab standet voneinander sind, und zwar mit einem Luft spalt dazwischen und wobei der Elektromagnet eine Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt wird, einen Fluß entwickelt, der bewirkt, daß sich die Anker zu einander bewegt.
- 69. Einheitsinjektor, wobei der Elektromagnet ferner eine Feder aufweist, die die Anker voneinander weg drückt.
- 70. Einheitsinjektor wobei der Luftspalt eine erste Größe besitzt, wenn die Wicklung enterregt ist und der In jektor ferner folgendes aufweist: ein Hochdruckspei chervolumen in Strömungsmittelverbindung mit dem er sten Ventil, einen Rückschlag bzw. ein Rückschlage lement in Strömungsmittelverbindung mit dem zweiten Ventil und mit ersten und zweiten Rückschlagelemen tenden mit im wesentlichen gleichen effektiven Quer schnittsabmessungen, und eine Injektionssteuerung, die mit dem Elektromagneten gekoppelt ist, wobei die Injektionssteuerung den Elektromagneten zu Beginn einer Injektionssequenz erregt, um die ersten und zweiten Ventile zueinander zu bewegen, so daß das erste Ventil das Hochdruckspeichervolumen schließt und wobei die Injektionssteuerung den Elektromagne ten enterregt, um zu bewirken, daß das zweite Ventil sich von dem ersten Ventil wegbewegt, während das erste Ventil stationär bleibt, so daß der Luftspalt eine zweite Größe besitzt, die größer ist als die erste Größe und so daß die ersten und zweiten Rück schlagelementenden mit dem Hochdruckspeichervolumen gekoppelt sind und wobei die Injektionssteuerung da nach die Injektion durch Erregen des Elektromagneten starten kann.
- 71. Verfahren zum Injizieren bzw. Einspritzen von Brenn
stoff in eine Verbrennungskammer eines internen Ver
brennungsmotors unter Verwendung eines Brennstoffin
jektors mit einem Injektorkörper, einem Rückschlag
bzw. einem Rückschlagelement, das in dem Injektor
körper angeordnet ist und zwischen Einspritz- und
Nicht-Einspritzpositionen bewegbar ist, einer Feder,
die das Rückschlagelement in die Nicht-Einspritzpo
sition drückt und Mitteln, die mit den Rückschlage
lementenden gekoppelt sind zum selektiven Koppeln
oder Verbinden von entweder hohen oder niedrigen
Strömungsmitteldrücken damit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Steuern der Kopplungsmittel, um zu bewirken, daß hoher Strömungsmitteldruck an die ersten und zweiten Rückschlagelementenden angelegt wird,
- (b) danach Steuern der Kopplungsmittel, um zu bewir ken, daß niedriger Strömungsmitteldruck an das er ste Rückschlagelementende angelegt wird, während der hohe Strömungsmitteldruck an das zweite Rückschlage lementende angelegt wird, so daß das Rückschlagele ment zu der Einspritzposition bewegt wird, und zwar gegen das Drängen bzw. den Druck der Feder; und
- (c) danach Steuern der Kopplungsmittel, um zu bewir ken, daß hoher Strömungsmitteldruck an die ersten und die zweiten Rückschlagelementenden angelegt wird, so daß das Rückschlagelement zu der Nicht-Ein spritzposition bewegt wird, und zwar ansprechend auf das Drängen bzw. das Drücken der Feder.
- 72. Verfahren, wobei die Schritte (a), (b) und (c) den Schritt des Betätigens oder Betriebs eines Elektro magneten mit einem Anker aufweist, der mit einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwischen den Rückschlagelementenden und den Quellen von hohen und niedrigen Strömungsmitteldrücken gekoppelt ist.
- 73. Verfahren, wobei der Schritt (a) den Schritt des Enterregens eines Elektromagneten mit einem Anker aufweist, der mit einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwischen den Rückschlagelementenden und einer Quelle von hohem Strömungsmitteldruck verbun den ist.
- 74. Verfahren, wobei der Schritt (b) den Schritt des Er regens eines Elektromagneten mit einem Anker auf weist, der mit einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwischen den Rückschlagelementenden und Quel len von hohen und niedrigen Strömungsmitteldrücken gekoppelt bzw. verbunden ist.
- 75. Verfahren, wobei der Schritt (c) den Schritt des Enterregens eines Elektromagneten mit einem Anker aufweist, der mit einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwischen den Rückschlagelementenden und einer Quelle von hohem Strömungsmitteldruck gekop pelt bzw. verbunden ist.
- 76. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Unterdrucksetzens von Brennstoff aufweist, der an den Injektor mit einem Liefer- oder Versorgungsdruck geliefert wird, und zwar auf ein Niveau, das unab hängig von der Motordrehzahl und dem Versorgungs druck ist, und wobei der Schritt (b) den Schritt des Lieferns von Druckbrennstoff an das Rückschlagele ment vorsieht, und zwar durch Durchlässe in dem In jektorkörper.
- 77. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Wiederholens des Schritts (b) nach dem Schritt (c) aufweist.
- 78. Verfahren zum Einspritzen oder Injizieren von Brenn
stoff in eine Verbrennungskammer eines internen Ver
brennungsmotors unter Verwendung eines Einheitsin
jektors mit einem Injektorkörper, einem Hochdruck
speichervolumen, das in dem Injektorkörper angeord
net ist, einen Plunger oder Kolben, der sich in das
Hochdruckspeichervolumen erstreckt und bewegbar ist,
um den darinnen befindlichen Brennstoff unter Druck
zu setzen, einem Rückschlag oder Rückschlagelement,
das in dem Injektorkörper angeordnet ist und erste
und zweite Rückschlagelementenden mit im wesentli
chen gleichen effektiven Querschnittsabmessungen be
sitzt und das bewegbar ist zwischen Einspritz- und
Nicht-Einspritzpositionen, einem Drucksteuerventil,
das in Strömungsmittelverbindung mit dem Hochdruck
speichervolumen steht und einem Sitzventil, das in
Strömungsmittelverbindung zwischen den Rückschlage
lementenden und dem Hochdruckspeichervolumen und ei
ner Quelle eines niedrigen Strömungsmitteldrucks
steht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
aufweist:
- (a) Vorsehen eines Elektromagneten in dem Injektor körper mit einem ersten Anker, der mit dem Druck steuerventil gekoppelt ist, einem zweiten Anker, der mit dem Sitzventil gekoppelt ist und einer Windung bzw. Wicklung, die erregbar ist um zu bewirken, daß die Anker relativ zueinander versetzt werden;
- (b) Erregen der Wicklung, wenn sich der Plunger in dem Hochdruckspeichervolumen bewegt, um zu bewirken, daß das Drucksteuerventil das Hochdruckspeichervolu men schließt und zum Unterdrucksetzen des darinnen befindlichen Brennstoffs;
- (c) Enterregen der Wicklung, um die ersten und zwei ten Rückschlagelementenenden in Strömungsmittelver bindung mit dem Hochdruckspeichervolumen zu bringen; und
- (d) erneutes Erregen der Wicklung, um das erste Rückschlagelementende in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle des niedrigen Strömungsmitteldrucks zu bringen und das zweite Rückschlagelementende in Strömungsmittelverbindung mit dem Hochdruckspeicher volumen zu bringen, so daß ein Druckdifferential an dem Rückschlagelement das Rückschlagelement zu der Einspritzposition bewegt und die Brennstoffeinsprit zung initiiert bzw. startet.
- 79. Verfahren, wobei die Feder in Kontakt mit dem Rück schlagelement ist, und das Verfahren ferner den Schritt des Enterregens der Wicklung nach dem Schritt (d) aufweist, um das Druckdifferential an dem Rückschlagelement zu entfernen und zu bewirken, daß das Rückschlagelement zu der Nicht-Einspritzpo sition bewegt wird, und zwar unter dem Einfluß der Feder.
- 80. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Wiedererregens der Wicklung aufweist, um das Rück schlagelement ein zweites Mal zu der Injektionsposi tion zu bewegen.
- 81. Verfahren, wobei der Schritt (a) den Schritt des Vor sehens einer Feder zwischen den ersten und zweiten Ankern vorsieht zum voneinander weg oder auseinander Drücken oder Drängen der Anker.
- 82. Verfahren, wobei das Drucksteuerventil das Hochdruck speichervolumen geschlossen hält, wenn der Strö mungsmitteldruck in dem Hochdruckspeichervolumen oberhalb eines bestimmten Niveaus ist.
- 83. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist, daß dem Kolben erlaubt wird, Energie nach der Brennstoffinjektion wiederzugewinnen.
- 84. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Vorsehens eines nockenangetriebenen Kipphebels bzw. Schwenkarms vorsieht, um den Plunger in dem Hoch druckspeichervolumen zu bewegen.
- 85. Verfahren, wobei das Verfahren ferner den weiteren Schritt des Vorsehens einer Hydraulikvorrichtung vorsieht, um den Plunger in dem Hochdruckspeichervo lumen zu bewegen.
- 86. Einheitsbrennstoffinjektor, der in der Lage ist,
Brennstoff von einer Brennstoffversorgung mit einem
relativ niedrigen Druck aufzunehmen und Brennstoff
mit relativ hohem Druck in eine Verbrennungskammer
eines internen Verbrennungsmotors zu injizieren bzw.
einzuspritzen, und zwar über eine Serie von Injek
torzyklen hinweg, wobei der Injektor folgendes auf
weist:
- (a) einen Injektorkörper, der eine Innenbohrung und Injektorventilmittel aufweist;
- (b) einen Plunger, der zur Hin- und Herbewegung mit variierender Geschwindigkeit innerhalb der Innenboh rung angebracht ist;
- (c) ein Hochdruckspeichervolumen, in dem Brennstoff mit geringem Druck von der Brennstoffversorgung auf genommen wird, und aus dem Brennstoff periodisch mit relativ hohem Druck abgegeben wird, und zwar durch die Injektorventilmittel in die Verbrennungskammer; und
- (d) Injektionssteuermittel zum Bewirken, daß eine Brennstoffmenge zu einer ausgewählten Zeit durch das Injektorventil eingespritzt wird, und zwar mit einem Druck, der unabhängig ist von: (1) dem Brennstoff druck, der von der Brennstoffversorgung aufgenommen wurde, (2) Veränderungen in der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Plungers; (3) der Brenn stoffmenge, die durch die Injektorventilmittel ge liefert wird; und (4) vorhergehende Injektionszyk len.
- 87. Einheitsbrennstoffinjektor zur Verwendung in einem internen Verbrennungsmotor mit einem Nocken zum Be trieb des Einheitsinjektors, wobei der Plunger in der Lage ist, sich zwischen Bewegungsgrenzen hin- und herzubewegen, und zwar ansprechend auf die Dre hung eines Nockens.
- 88. Einheitsbrennstoffinjektor, wobei die Brennstoff druckkammer zwischen dem Plunger und den Drucksteu ermitteln angeordnet ist.
Claims (88)
1. Elektronisch-gesteuerter Einheitsströmungsmittel
pumpeninjektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer definiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen selektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und mindestens eine Strömungsmittelinjektionszumeß öffnung definiert;
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während der Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungs mittel aus der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strö mungsmittel in der Speicherkammer verdrängt, um da durch das Strömungsmittel auf einen vorgewählten Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen bewegbaren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement zum betriebsmäßigen selektiven Schließen und Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmit telinjektionszumeßöffnung, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche definiert, die in teilweiser bzw. par tieller Strömungsmittelverbindung mit der Speicher kammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlag element geöffnet ist, wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungs mittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeord net ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig zum hydraulischen Öffnen des Rückschlagelementes dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig entgegengesetzt wirkende Hydraulikkräfte, die an diesen effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. balancieren.
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer definiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen selektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und mindestens eine Strömungsmittelinjektionszumeß öffnung definiert;
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während der Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungs mittel aus der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strö mungsmittel in der Speicherkammer verdrängt, um da durch das Strömungsmittel auf einen vorgewählten Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen bewegbaren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement zum betriebsmäßigen selektiven Schließen und Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmit telinjektionszumeßöffnung, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche definiert, die in teilweiser bzw. par tieller Strömungsmittelverbindung mit der Speicher kammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlag element geöffnet ist, wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungs mittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeord net ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig zum hydraulischen Öffnen des Rückschlagelementes dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig entgegengesetzt wirkende Hydraulikkräfte, die an diesen effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. balancieren.
2. Elektronisch-gesteuerter Einheitsströmungsmittel
pumpeninjektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer de finiert,
ein erstes Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strö mungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer zweiten Po sition, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß schließt bzw. blockiert;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und mindestens eine Strömungsmittelinjektionszumeß öffnung definiert:
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil in seiner er sten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmittel von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von sei ner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmit tel in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch das Strömungsmittel auf einen ausgewählten Druck zu bringen, bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung blockiert und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Speicherkammer ange ordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist: und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer blockiert, wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist, und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen be triebsmäßig zum hydraulischen Bewegen des Rück schlagelementes zu seiner zweiten Position dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren von entgegengesetzt wirkenden Hydraulikkräften dienen, die an den effektiven Flächen wirken.
einen Gehäuseteil, der einen Strömungsmittelsteuer durchlaß und eine Strömungsmittelspeicherkammer de finiert,
ein erstes Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strö mungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer zweiten Po sition, die die Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß schließt bzw. blockiert;
einen Düsenteil, der eine Drucksteuerkammer und mindestens eine Strömungsmittelinjektionszumeß öffnung definiert:
ein Strömungsmitteldruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei, wenn das erste Ventil in seiner er sten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmittel von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt, und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von sei ner ersten zu seiner zweiten Position Strömungsmit tel in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch das Strömungsmittel auf einen ausgewählten Druck zu bringen, bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung blockiert und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und der Strömungsmittelinjektionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Speicherkammer ange ordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strö mungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist: und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer blockiert, wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist, und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen be triebsmäßig zum hydraulischen Bewegen des Rück schlagelementes zu seiner zweiten Position dienen, und wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Position ist, und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren von entgegengesetzt wirkenden Hydraulikkräften dienen, die an den effektiven Flächen wirken.
3. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach Anspruch
1 oder 2, der ferner eine erste Vorspanneinrichtung
aufweist zum betriebsmäßigen Vorspannen des Rück
schlagelements zu seiner ersten Position.
4. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Injektor ferner
eine zweite Vorspanneinrichtung aufweist zum be
triebsmäßigen Vorspannen sowohl des ersten als auch
des zweiten Drucksteuerventils zu ihren jeweiligen
ersten Positionen.
5. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Injektor ferner
einen Elektromagneten aufweist, der folgendes auf
weist: ein einzelnes stationäres Polstück und ent
gegengesetzte erste und zweite bewegbare Anker, wo
bei der erste Anker mit dem ersten Ventil verbunden
ist und betriebsmäßig das erste Ventil zu seiner
zweiten Position bewegt, und wobei der zweite Anker
mit dem zweiten Ventil verbunden ist und betriebs
mäßig das zweite Ventil zu seiner zweiten Position
bewegt.
6. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Vorspann
einrichtung eine Feder ist, die zwischen den ersten
und zweiten Ankern positioniert ist.
7. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerdurchlaß
ein Strömungsmittelversorgungsdurchlaß ist.
8. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerdurchlaß
ein Strömungsmittelaus- bzw. -ablaßdurchlaß ist.
9. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zwei
ten effektiven Flächen gleich sind, wenn das Rück
schlagelement in seiner zweiten Position ist.
10. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ventil ein
Zweiwege-Sitzventil ist.
11. Einheitsströmungsmittelpumpeninjektor nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Ventil
ein Dreiwege-Sitzventil ist.
12. Elektronisch-gesteuerter Einheitsbrennstoffpumpen
injektor, der folgendes aufweist:
einen Gehäuseteil, der einen Brennstoffsteuerdurch laß und eine integrale Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen definiert;
ein elektronisch-gesteuertes erstes Drucksteuer ventil, das in der Speicherkammer positioniert ist, wobei das erste Ventil selektiv bewegbar ist zwi schen einer enterregbaren ersten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicher kammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer er regbaren zweiten Position, die eine Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert;
einen Düsenteil, der folgendes definiert: eine Bohrung, eine Injektionskammer, die in kontinuier licher Strömungsmittelverbindung mit der Speicher kammer angeordnet ist, eine separate Drucksteuer kammer, die von der Injektionskammer getrennt bzw. separat ist, einen Spitzensitz und mindestens eine Brennstoffinjektionszumeßöffnung;
einen hin- und herbewegbaren Brennstoffdruckplunger oder -kolben, der in der Speicherkammer positioniert ist, wobei der Plunger selektiv bewegbar ist zwi schen einer ersten Position und einer zweiten Posi tion, wobei, wenn das erste Ventil in seiner ersten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen ausgewählten variablen Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das in der Bohrung des Düsenteils po sitioniert ist, und selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeßöffnung blockiert und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjek tionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche definiert, die in teilweiser oder par tieller Strömungsmittelverbindung mit der Injek tionskammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagele ment in seiner ersten Position ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittel verbindung mit der Injektionskammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Posi tion ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittel verbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist;
eine erste Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen des Rückschlagelementes zu seiner ersten Position;
ein elektronisch gesteuertes zweites Drucksteuer ventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer enterregbaren ersten Position und einer erregbaren zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert, und eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und der Injektionskammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und der Injektionskammer blockiert, wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flä chen betriebsmäßig das Rückschlagelement zu seiner zweiten Position bewegen, und wobei, wenn das Rück schlagelement in seiner zweiten Position ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig entgegengesetzt wirkende hydraulische Kräfte, die an den effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. ba lancieren, um dadurch zu ermöglichen, daß die erste Feder das Rückschlagelement zu seiner ersten Posi tion bewegt; und
eine zweite Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen sowohl der ersten als auch zweiten Drucksteuerven tile zu ihren jeweiligen ersten Positionen.
einen Gehäuseteil, der einen Brennstoffsteuerdurch laß und eine integrale Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen definiert;
ein elektronisch-gesteuertes erstes Drucksteuer ventil, das in der Speicherkammer positioniert ist, wobei das erste Ventil selektiv bewegbar ist zwi schen einer enterregbaren ersten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicher kammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und einer er regbaren zweiten Position, die eine Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert;
einen Düsenteil, der folgendes definiert: eine Bohrung, eine Injektionskammer, die in kontinuier licher Strömungsmittelverbindung mit der Speicher kammer angeordnet ist, eine separate Drucksteuer kammer, die von der Injektionskammer getrennt bzw. separat ist, einen Spitzensitz und mindestens eine Brennstoffinjektionszumeßöffnung;
einen hin- und herbewegbaren Brennstoffdruckplunger oder -kolben, der in der Speicherkammer positioniert ist, wobei der Plunger selektiv bewegbar ist zwi schen einer ersten Position und einer zweiten Posi tion, wobei, wenn das erste Ventil in seiner ersten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß verdrängt und wobei, wenn das erste Ventil in seiner zweiten Position ist, der Plunger betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen ausgewählten variablen Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
einen direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, das in der Bohrung des Düsenteils po sitioniert ist, und selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position, die eine Strömungsmittel verbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeßöffnung blockiert und einer zweiten Position, die eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjek tionszumeßöffnung öffnet, wobei das Rückschlagele ment einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effek tive Fläche definiert, die in teilweiser oder par tieller Strömungsmittelverbindung mit der Injek tionskammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagele ment in seiner ersten Position ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittel verbindung mit der Injektionskammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement in seiner zweiten Posi tion ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittel verbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist;
eine erste Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen des Rückschlagelementes zu seiner ersten Position;
ein elektronisch gesteuertes zweites Drucksteuer ventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer enterregbaren ersten Position und einer erregbaren zweiten Position, wobei das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß blockiert, und eine Strömungsmittelverbindung zwi schen der Drucksteuerkammer und der Injektionskammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und der Injektionskammer blockiert, wobei, wenn das Rückschlagelement in seiner ersten Position ist und das zweite Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flä chen betriebsmäßig das Rückschlagelement zu seiner zweiten Position bewegen, und wobei, wenn das Rück schlagelement in seiner zweiten Position ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig entgegengesetzt wirkende hydraulische Kräfte, die an den effektiven Flächen wirken, ausgleichen bzw. ba lancieren, um dadurch zu ermöglichen, daß die erste Feder das Rückschlagelement zu seiner ersten Posi tion bewegt; und
eine zweite Feder zum betriebsmäßigen Vorspannen sowohl der ersten als auch zweiten Drucksteuerven tile zu ihren jeweiligen ersten Positionen.
13. Elektronisch-gesteuertes Brennstoffinjektionssystem
geeignet für einen Motor, das folgendes aufweist:
ein Gehäuse, das einen Brennstoffsteuerdurchlaß und eine Brennstoffspeicherkammer definiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen selektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
ein Brennstoffdruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Po sition, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß ver drängt, und wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brenn stoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen vorgewählten Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
eine Betätigungseinrichtung, die betriebsmäßig zum selektiven Betätigen des Gliedes zur Bewegung zwi schen seiner ersten und zweiten Positionen dient;
einen elektronisch-gesteuerten Injektor, der fol gendes aufweist: einen Düsenteil und einen bewegba ren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, wobei der Düsenteil eine Drucksteuer kammer und mindestens eine Brennstoffinjektionszu meßöffnung definiert, wobei das Rückschlagelement betriebsmäßig selektiv eine Strömungsmittelverbin dung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoff injektionszumeßöffnung schließt und öffnet, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effektive Fläche besitzt, die in teil weiser oder partieller Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rück schlagelement geschlossen ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittel verbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei-das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, und das zwei te Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig das hydraulische Öffnen des Rückschlagelementes bewirken und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren entgegenge setzt wirkender hydraulischer Kräfte dienen, die an den effektiven Flächen wirken.
ein Gehäuse, das einen Brennstoffsteuerdurchlaß und eine Brennstoffspeicherkammer definiert;
ein erstes Drucksteuerventil zum betriebsmäßigen selektiven Öffnen und Schließen einer Strömungsmit telverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
ein Brennstoffdruckglied, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Po sition, wobei, wenn das erste Ventil geöffnet ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brennstoff von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß ver drängt, und wobei, wenn das erste Ventil geschlossen ist, das Glied betriebsmäßig während einer Bewegung von seiner ersten zu seiner zweiten Position Brenn stoff in der Speicherkammer verdrängt, um dadurch den Brennstoff auf einen vorgewählten Druck zu bringen bzw. unter Druck zu setzen;
eine Betätigungseinrichtung, die betriebsmäßig zum selektiven Betätigen des Gliedes zur Bewegung zwi schen seiner ersten und zweiten Positionen dient;
einen elektronisch-gesteuerten Injektor, der fol gendes aufweist: einen Düsenteil und einen bewegba ren direkt-betätigten Rückschlag bzw. ein Rück schlagelement, wobei der Düsenteil eine Drucksteuer kammer und mindestens eine Brennstoffinjektionszu meßöffnung definiert, wobei das Rückschlagelement betriebsmäßig selektiv eine Strömungsmittelverbin dung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoff injektionszumeßöffnung schließt und öffnet, wobei das Rückschlagelement einen ersten Endteil und einen zweiten Endteil besitzt, wobei der erste Endteil eine erste effektive Fläche besitzt, die in teil weiser oder partieller Strömungsmittelverbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rück schlagelement geschlossen ist, wobei die erste effektive Fläche in vollständiger Strömungsmittel verbindung mit der Speicherkammer angeordnet ist, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und wobei der zweite Endteil eine zweite effektive Fläche definiert, die in Strömungsmittelverbindung mit der Drucksteuerkammer angeordnet ist; und
ein zweites Drucksteuerventil, das selektiv bewegbar ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position, wobei-das zweite Ventil in seiner ersten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und dem Steuerdurchlaß schließt und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuerkammer und der Speicherkammer öffnet, wobei das zweite Ventil in seiner zweiten Position eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Druck steuerkammer und dem Steuerdurchlaß öffnet und eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Drucksteuer kammer und der Speicherkammer schließt, wobei, wenn das Rückschlagelement geschlossen ist, und das zwei te Ventil in seiner zweiten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebsmäßig das hydraulische Öffnen des Rückschlagelementes bewirken und wobei, wenn das Rückschlagelement geöffnet ist und das zweite Ventil in seiner ersten Position ist, die ersten und zweiten effektiven Flächen betriebs mäßig zum Ausgleichen bzw. Balancieren entgegenge setzt wirkender hydraulischer Kräfte dienen, die an den effektiven Flächen wirken.
14. Brennstoffinjektionssystem nach Anspruch 13, wobei
die Betätigungseinrichtung einen drehbaren Nocken
aufweist zum betriebsmäßigen periodischen Betätigen
des Gliedes zur Bewegung zwischen seinen ersten und
zweiten Positionen.
15. Brennstoffinjektionssystem nach Anspruch 13 oder 14,
wobei der Nocken betriebsmäßig so angeordnet ist,
daß er die Bewegung des Gliedes von seiner ersten
Position zu seiner zweiten Position vor dem anfänglichen
Öffnen des Rückschlagelementes beginnt.
16. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 15, wobei der Nocken betriebsmäßig so ange
ordnet ist, daß er das Glied vollständig von seiner
ersten Position zu seiner zweiten Position bewegt
vor dem anfänglichen Öffnen des Rückschlagelementes.
17. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 16, wobei der Nocken betriebsmäßig so ange
ordnet ist, daß er das Glied in seiner zweiten Po
sition während einer ausgewählten Winkeldrehgröße
des Nockens beibehält, während das Rückschlagelement
geöffnet ist.
18. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 17, wobei der Nocken betriebsmäßig so ange
ordnet ist, daß er die Bewegung des Gliedes von
seiner ersten Position zu seiner zweiten Position
beendet, nachdem das Rückschlagelement anfänglich
geöffnet ist.
19. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 18, wobei der Nocken betriebsmäßig so ange
ordnet ist, daß er das Glied in seiner zweiten Po
sition beibehält, und zwar während einer ausgewähl
ten Winkeldrehgröße des Nockens, nachdem das Rück
schlagelement anfänglich geöffnet ist.
20. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 19, wobei die Betätigungseinrichtung eine
hydraulische Betätigungseinrichtung aufweist zum
betriebsmäßigen selektiven Betätigen des Gliedes zur
Bewegung zwischen seinen ersten und zweiten Posi
tionen.
21. Brennstoffinjektionssystem nach einem der Ansprüche
13 bis 20, wobei das System ferner ein programmier
bares elektronisches Steuermodul aufweist zum be
triebsmäßigen elektronischen Steuern der ersten und
zweiten Ventile unabhängig von der Motordrehzahl und
Belastung.
22. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten
Einheitsbrennstoffpumpeninjektors, wobei das Verfah
ren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen einer Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoff injektionszumeßöffnung;
Versetzen bzw. Verdrängen eines variabel ausge wählten Brennstoffvolumens von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeß öffnung, um die Brennstoffinjektion zu beginnen; und
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszu meßöffnung, um die Brennstoffinjektion zu beenden.
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen einer Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoff injektionszumeßöffnung;
Versetzen bzw. Verdrängen eines variabel ausge wählten Brennstoffvolumens von der Speicherkammer zu dem Steuerdurchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszumeß öffnung, um die Brennstoffinjektion zu beginnen; und
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffinjektionszu meßöffnung, um die Brennstoffinjektion zu beenden.
23. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch gesteuerten
Einheitsbrennstoffpumpeninjektors, wobei das Ver
fahren die folgenden Schritte aufweist:
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen einer Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß:
Schließen eines Rückschlags bzw. Rückschlagelemen tes, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoff injektionszumeßöffnung zu blockieren;
Verdrängen eines variabel ausgewählten Brennstoff volumens aus der Speicherkammer zu dem Steuer durchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Vorspannen des Rückschlagelementes zu einer ge schlossenen Position, die die Strömungsmittelver bindung zwischen der Speicherkammer und der Brenn stoffinjektionszumeßöffnung blockiert;
hydraulisches Aus-dem-Gleichgewicht-bringen des Rückschlagelementes zur Bewegung zu einer geöffneten Position zum Öffnen der Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffin jektionszumeßöffnung; und
hydraulisches Balancieren bzw. Ins-Gleichgewicht bringen des Rückschlagelementes und Erlauben, daß das vorgespannte Rückschlagelement sich zu der ge schlossenen Position bewegt.
Öffnen einer Strömungsmittelverbindung zwischen einer Brennstoffspeicherkammer mit festem Volumen und einem Steuerdurchlaß:
Schließen eines Rückschlags bzw. Rückschlagelemen tes, um eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und mindestens einer Brennstoff injektionszumeßöffnung zu blockieren;
Verdrängen eines variabel ausgewählten Brennstoff volumens aus der Speicherkammer zu dem Steuer durchlaß;
Schließen einer Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und dem Steuerdurchlaß;
Verdrängen eines anderen variabel ausgewählten Brennstoffvolumens in der Speicherkammer und dadurch unter Druck setzen des Brennstoffs auf einen ausge wählten Druck;
Vorspannen des Rückschlagelementes zu einer ge schlossenen Position, die die Strömungsmittelver bindung zwischen der Speicherkammer und der Brenn stoffinjektionszumeßöffnung blockiert;
hydraulisches Aus-dem-Gleichgewicht-bringen des Rückschlagelementes zur Bewegung zu einer geöffneten Position zum Öffnen der Strömungsmittelverbindung zwischen der Speicherkammer und der Brennstoffin jektionszumeßöffnung; und
hydraulisches Balancieren bzw. Ins-Gleichgewicht bringen des Rückschlagelementes und Erlauben, daß das vorgespannte Rückschlagelement sich zu der ge schlossenen Position bewegt.
24. Einheitsbrennstoffinjektor zur Aufnahme von Brenn
stoff mit einem relativ geringen Druck und zum
Injizieren von Brennstoff in eine Verbrennungskammer
eines Motors während einer Injektionssequenz, wobei
der Injektor folgendes aufweist:
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; Mittel, die in dem Körper angeordnet sind zum Unter drucksetzen des Brennstoffs auf ein ausgewähltes Ni veau unabhängig von und wesentlich höher als der Versorgungsdruck; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind, zum Injizieren von Druckbrennstoff durch die Zumeß öffnung in die Verbrennungskammer, und zwar zu einem auswählbaren Punkt in der Injektionssequenz.
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; Mittel, die in dem Körper angeordnet sind zum Unter drucksetzen des Brennstoffs auf ein ausgewähltes Ni veau unabhängig von und wesentlich höher als der Versorgungsdruck; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind, zum Injizieren von Druckbrennstoff durch die Zumeß öffnung in die Verbrennungskammer, und zwar zu einem auswählbaren Punkt in der Injektionssequenz.
25. Brennstoffinjektor nach Anspruch 24, wobei die
Druckmittel einen Plunger aufweisen, der von einer
Stelle außerhalb des Injektorkörpers betätigbar ist.
26. Brennstoffinjektor nach Anspruch 24 oder 25, wobei
der Injektor ferner eine mechanische Vorrichtung zum
Betätigen des Plungers aufweist.
27. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
26, wobei der Injektor ferner eine hydraulische
Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
28. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
27, wobei der Injektor ferner ein Hochruckspeicher
volumen innerhalb des Injektorkörpers aufweist, wo
bei der Plunger innerhalb des Hochdruckspeichervolu
mens bewegbar ist.
29. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
28, wobei der Plunger zu einer Bewegungsgrenze be
wegbar ist, wenn der Brennstoff unter Druck gesetzt
wird und wobei die Injiziermittel betätigt werden,
um Brennstoff einzuspritzen bzw. zu injizieren, wenn
sich der Plunger zu der Bewegungsgrenze bewegt.
30. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
29, wobei der Plunger zu einer Bewegungsgrenze
bewegbar ist, wenn der Brennstoff unter Druck ge
setzt wird, und wobei die Injiziermittel betätigt
werden zum Einspritzen oder Injizieren von Brenn
stoff, wenn der Plunger im wesentlichen bei der Be
wegungsgrenze angeordnet ist.
31. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
30, wobei die Einspritz- oder Injiziermittel ein
erstes Ventil aufweisen zum Steuern der Brennstoff
versorgung oder -lieferung an die Druckmittel und
ein zweites Ventil zum Steuern der Druckbrennstoff
versorgung oder -lieferung durch die Zumeßöffnung.
32. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
31, wobei die Einspritzmittel ferner einen einzelnen
Betätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile
aufweisen.
33. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
32, wobei der Betätiger einen Elektromagneten auf
weist, und zwar mit einem ersten Anker, der mit dem
ersten Ventil gekoppelt ist und einem zweiten Anker,
der mit dem zweiten Ventil gekoppelt ist.
34. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
33, wobei das erste Ventil ein Drucksteuerventil
aufweist und das zweite Ventil ein Dreiwege-Sitz
ventil aufweist.
35. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
34, wobei die Einspritzmittel einen Rückschlag bzw.
ein Rückschlagelement aufweisen, das zwischen
offenen und geschlossenen Positionen bewegbar ist
sowie Mittel zum wesentlichen Ausgleichen oder
Balancieren von Kräften, die an dem Rückschlagele
ment wirken, und zwar in jeder der offenen und
geschlossenen Positionen.
36. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
35, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspeicher
volumen innerhalb des Injektorkörpers aufweist, und
wobei das Rückschlagelement erste und zweite Rück
schlagelementenden aufweist und wobei die Aus
gleichsmittel erste und zweite Durchlässe aufweisen,
die sich zwischen dem Hochdruckspeichervolumen bzw.
den ersten und zweiten Rückschlagelementenden
erstrecken.
37. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
36, wobei die Einspritzmittel ferner ein Sitzventil
aufweisen zum selektiven Koppeln des ersten Rück
schlagelementendes mit einer Niedrigdruckquelle,
während das zweite Rückschlagelementende mit dem
Hochdruckspeichervolumen gekoppelt ist, wenn das
Rückschlagelement zu seiner offenen Position bewegt
werden soll.
38. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
37, wobei die Einspritzmittel ferner eine Feder
aufweisen, die das Rückschlagelement zu der ge
schlossenen Position drängt und wobei das Sitzventil
das erste Ende des Rückschlagelementes wieder mit
dem Hochdruckspeichervolumen verbindet, wenn das
Rückschlagelement zu der geschlossenen Position
bewegt werden soll, und wobei eine solche Bewegung
unter dem Einfluß der Feder auftritt.
39. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
38, wobei das Sitzventil selektiv durch einen
Elektromagneten gesteuert wird.
40. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
39, wobei die Druckmittel ein Drucksteuerventil
aufweisen, das auch selektiv durch den Elektro
magneten gesteuert wird.
41. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
40, wobei der Elektromagnet erste und zweite Anker
aufweist, die mit dem Drucksteuerventil bzw. dem
Sitzventil gekoppelt sind.
42. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
41, wobei die Anker koaxial zueinander und beab
standet voneinander sind, und zwar mit einem Luft
spalt dazwischen und wobei der Elektromagnet eine
Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt wird einen
Fluß erzeugt, der bewirkt, daß sich die Anker
zueinander bewegen.
43. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 24 bis
42, wobei der Elektromagnet ferner eine Feder auf
weist, die die Anker voneinander weg drückt.
44. Brennstoffinjektor zum Injizieren von Brennstoff in
eine Verbrennungskammer eines Motors während einer
Injektionssequenz, wobei der Injektor folgendes auf
weist:
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind zum Injizieren oder Einspritzen eines Druckbrenn stoffes durch die Zumeßöffnung in die Verbrennungs kammer zu einem auswählbaren Punkt in der Injek tionssequenz, und zwar einschließlich eines Rück schlag- bzw. Rückschlagelements mit ersten und zweiten Rückschlagelementenden und bewegbar zwischen einer offenen Position, bei der Brennstoff in die Verbrennungskammer injiziert wird und einer ge schlossenen Position, bei der die Strömung von Druckbrennstoff in die Verbrennungskammer blockiert ist und mit Mitteln zum selektiven Anlegen entweder eines niedrigen Strömungsmitteldrucks oder eines hohen Strömungsmitteldrucks direkt an jedes der ersten und zweiten Enden, um das Rückschlagelement zwischen den offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen.
einen Injektorkörper mit einer Injektorzumeßöffnung; und
Mittel, die in dem Injektorkörper angeordnet sind zum Injizieren oder Einspritzen eines Druckbrenn stoffes durch die Zumeßöffnung in die Verbrennungs kammer zu einem auswählbaren Punkt in der Injek tionssequenz, und zwar einschließlich eines Rück schlag- bzw. Rückschlagelements mit ersten und zweiten Rückschlagelementenden und bewegbar zwischen einer offenen Position, bei der Brennstoff in die Verbrennungskammer injiziert wird und einer ge schlossenen Position, bei der die Strömung von Druckbrennstoff in die Verbrennungskammer blockiert ist und mit Mitteln zum selektiven Anlegen entweder eines niedrigen Strömungsmitteldrucks oder eines hohen Strömungsmitteldrucks direkt an jedes der ersten und zweiten Enden, um das Rückschlagelement zwischen den offenen und geschlossenen Positionen zu bewegen.
45. Brennstoffinjektor nach Anspruch 44, wobei Brennstoff
an den Brennstoffinjektor mit einem niedrigen Ver
sorgungsdruck geliefert wird und der Injektor ferner
Mittel aufweist, die innerhalb des Injektorkörpers
angeordnet sind zum Unterdrucksetzen des Brenn
stoffs.
46. Brennstoffinjektor nach Anspruch 44 oder 45, wobei
die Druckmittel einen Plunger aufweisen, der von
einer Stelle außerhalb des Injektorkörpers betä
tigbar ist.
47. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
46, wobei der Injektor ferner eine mechanische
Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
48. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
47, wobei der Injektor ferner eine hydraulische
Vorrichtung zum Betätigen des Plungers aufweist.
49. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
48, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspei
chervolumen innerhalb des Injektorkörpers aufweist,
wobei der Plunger innerhalb des Hochdruckspeichervo
lumens bewegbar ist.
50. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
49, wobei der Plunger zu einer Bewegungsgrenze
bewegbar ist, wenn Brennstoff unter Druck gesetzt
wird und wobei die Injizier- bzw. Einspritzmittel
betätigt werden, um Brennstoff zu injizieren, wenn
sich der Plunger zu der Bewegungsgrenze bewegt.
51. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
50, wobei der Plunger zu einer Bewegungsgrenze be
wegbar ist, wenn Brennstoff unter Druck gesetzt
werden soll und wobei die Injizier- bzw. Ein
spritzmittel betätigt werden, um Brennstoff ein
zuspritzen, wenn der Plunger im wesentlichen an der
Bewegungsgrenze angeordnet ist.
52. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
51, wobei die Injizier- oder Einspritzmittel ein
erstes Ventil aufweisen zum Steuern der Brennstoff
lieferung an die Druckmittel und wobei die Anle
gungsmittel ein zweites Ventil aufweisen zum Steuern
der Druckbrennstofflieferung durch die Zumeßöffnung.
53. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
52, wobei der Injektor ferner einen einzelnen Be
tätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile
aufweist.
54. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
53, wobei der Betätiger einen Elektromagneten auf
weist mit einem ersten Anker, der mit dem ersten
Ventil gekoppelt ist und einem zweiten Anker, der
mit dem zweiten Ventil gekoppelt ist.
55. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
54, wobei das erste Ventil ein Drucksteuerventil
aufweist und das zweite Ventil ein Dreiwege-Sitz
ventil aufweist.
56. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
55, wobei der Injektor ferner ein Hochdruckspei
chervolumen innerhalb des Injektorkörpers aufweist
und wobei die Anlegungsmittel erste und zweite
Durchlässe aufweisen, die sich zwischen dem Hoch
druckspeichervolumen und den ersten bzw. zweiten
Rückschlagelementenden erstrecken.
57. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
56, wobei die Anlegungsmittel ferner ein Sitzventil
aufweisen zum selektiven Verbinden des ersten Rück
schlagelementendes mit einer Niedrigdruckquelle,
während das zweite Rückschlagelementende mit dem
Hochdruckspeichervolumen verbunden wird, wenn das
Rückschlagelement zu seiner offenen Position bewegt
werden soll.
58. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
57, wobei die Injizier- oder Einspritzmittel ferner
eine Feder aufweisen, die das Rückschlagelement zu
der geschlossenen Position drängt oder drückt, und
wobei das Sitzventil das erste Ende des Rückschlag
elementes mit dem Hochdruckspeichervolumen verbin
det, wenn das Rückschlagelement zu der geschlossenen
Position bewegt werden soll und wobei eine solche
Bewegung unter dem Einfluß der Feder auftritt.
59. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
58, wobei das Sitzventil selektiv durch einen
Elektromagneten gesteuert wird.
60. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
59, wobei die Druckmittel ein Drucksteuerventil
aufweisen, das auch selektiv durch den Elektromag
neten gesteuert wird.
61. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
60, wobei der Elektromagnet erste und zweite Anker
aufweist, die mit dem Drucksteuerventil bzw. dem
Sitzventil gekoppelt sind.
62. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
61, wobei die Anker koaxial zueinander und beab
standet voneinander sind, und zwar mit einem
Luftspalt dazwischen und wobei der Elektromagnet
eine Wicklung aufweist, die, wenn sie erregt wird,
einen Fluß erzeugt, der bewirkt, daß sich die Anker
zueinander bewegen.
63. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis
62, wobei der Elektromagnet ferner eine Feder auf
weist, die die Anker voneinander weg drückt.
64. Brennstoffinjektor nach einem der Ansprüche 44 bis 63
in Kombination mit einem Pumpen- und Leitungs- bzw.
Reihensystem, wobei Brennstoff mit einem hohen Druck
an den Brennstoffinjektor geliefert wird.
65. Direkt-gesteuerter Einheitsinjektor, der folgendes
aufweist:
ein erstes Ventil zum Steuern des Brennstoffdrucks; ein zweites Ventil zum Steuern der Druckbrennstoff injektion; und
einen einzelnen Betätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile.
ein erstes Ventil zum Steuern des Brennstoffdrucks; ein zweites Ventil zum Steuern der Druckbrennstoff injektion; und
einen einzelnen Betätiger zum Steuern der ersten und zweiten Ventile.
66. Einheitsinjektor nach Anspruch 65, wobei der Injektor
ferner folgendes aufweist: einen Injektorkörper,
Mittel, die auf den Betrieb des ersten Ventils
ansprechen und in dem Körper angeordnet sind zum
Unterdrucksetzen des Brennstoffs auf ein aus
wählbares Niveau und einen Rückschlag- bzw. ein
Rückschlagelement, das in dem Körper angeordnet ist
und ansprechend auf den Betrieb des zweiten Ventils
zwischen einer Injektionsposition und einer Nicht-
Injektionsposition bewegbar ist.
67. Einheitsinjektor nach einem der Ansprüche 65 oder 66,
wobei der Betätiger einen Elektromagneten aufweist
mit einem ersten Anker, der mit dem ersten Ventil
gekoppelt ist und einem zweiten Anker, der mit dem
zweiten Ventil gekoppelt ist.
68. Einheitsinjektor nach einem der Ansprüche 65 bis 67,
wobei die Anker koaxial und beabstandet voneinander
sind, und zwar mit einem Luftspalt dazwischen und
wobei der Elektromagnet eine Wicklung aufweist, die,
wenn sie erregt wird, einen Fluß entwickelt, der
bewirkt, daß sich die Anker zueinander bewegt.
69. Einheitsinjektor nach einem der Ansprüche 65 bis 68,
wobei der Elektromagnet ferner eine Feder aufweist,
die die Anker voneinander weg drückt.
70. Einheitsinjektor nach einem der Ansprüche 65 bis 69,
wobei der Luftspalt eine erste Größe besitzt, wenn
die Wicklung enterregt ist und der Injektor ferner
folgendes aufweist: ein Hochdruckspeichervolumen in
Strömungsmittelverbindung mit dem ersten Ventil,
einen Rückschlag bzw. ein Rückschlagelement in
Strömungsmittelverbindung mit dem zweiten Ventil und
mit ersten und zweiten Rückschlagelementenden mit im
wesentlichen gleichen effektiven Querschnittsab
messungen, und eine Injektionssteuerung, die mit dem
Elektromagneten gekoppelt ist, wobei die Injektions
steuerung den Elektromagneten zu Beginn einer Injek
tionssequenz erregt, um die ersten und zweiten Ven
tile zueinander zu bewegen, so daß das erste Ventil
das Hochdruckspeichervolumen schließt und wobei die
Injektionssteuerung den Elektromagneten enterregt,
um zu bewirken, daß das zweite Ventil sich von dem
ersten Ventil wegbewegt, während das erste Ventil
stationär bleibt, so daß der Luftspalt eine zweite
Größe besitzt, die größer ist als die erste Größe
und so daß die ersten und zweiten Rückschlagele
mentenden mit dem Hochdruckspeichervolumen gekoppelt
sind und wobei die Injektionssteuerung danach die
Injektion durch Erregen des Elektromagneten starten
kann.
71. Verfahren zum Injizieren bzw. Einspritzen von Brenn
stoff in eine Verbrennungskammer eines internen Ver
brennungsmotors unter Verwendung eines Brennstoff
injektors mit einem Injektorkörper, einem Rückschlag
bzw. einem Rückschlagelement, das in dem Injektor körper angeordnet ist und zwischen Einspritz- und Nicht-Einspritzpositionen bewegbar ist, einer Feder, die das Rückschlagelement in die Nicht-Einspritzpo sition drückt und Mitteln, die mit den Rückschlag elementenden gekoppelt sind zum selektiven Koppeln oder Verbinden von entweder hohen oder niedrigen Strömungsmitteldrücken damit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
bzw. einem Rückschlagelement, das in dem Injektor körper angeordnet ist und zwischen Einspritz- und Nicht-Einspritzpositionen bewegbar ist, einer Feder, die das Rückschlagelement in die Nicht-Einspritzpo sition drückt und Mitteln, die mit den Rückschlag elementenden gekoppelt sind zum selektiven Koppeln oder Verbinden von entweder hohen oder niedrigen Strömungsmitteldrücken damit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- (a) Steuern der Kopplungsmittel, um zu bewirken, daß hoher Strömungsmitteldruck an die ersten und zweiten Rückschlagelementenden angelegt wird,
- (b) danach Steuern der Kopplungsmittel, um zu bewir ken, daß niedriger Strömungsmitteldruck an das erste Rückschlagelementende angelegt wird, während der hohe Strömungsmitteldruck an das zweite Rück schlagelementende angelegt wird, so daß das Rück schlagelement zu der Einspritzposition bewegt wird, und zwar gegen das Drängen bzw. den Druck der Feder; und
- (c) danach Steuern der Kopplungsmittel, um zu be wirken, daß hoher Strömungsmitteldruck an die ersten und die zweiten Rückschlagelementenden angelegt wird, so daß das Rückschlagelement zu der Nicht- Einspritzposition bewegt wird, und zwar ansprechend auf das Drängen bzw. das Drücken der Feder.
72. Verfahren nach Anspruch 71, wobei die Schritte (a),
(b) und (c) den Schritt des Betätigens oder Betriebs
eines Elektromagneten mit einem Anker aufweist, der
mit einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil
zwischen den Rückschlagelementenden und den Quellen
von hohen und niedrigen Strömungsmitteldrücken ge
koppelt ist.
73. Verfahren nach Anspruch 71 oder 72, wobei der Schritt
(a) den Schritt des Enterregens eines Elektromag
neten mit einem Anker aufweist, der mit einem Ventil
gekoppelt ist, wobei das Ventil zwischen den Rück
schlagelementenden und einer Quelle von hohem Strö
mungsmitteldruck verbunden ist.
74. Verfahren nach einem der Ansprüche 71 bis 73, wobei
der Schritt (b) den Schritt des Erregens eines
Elektromagneten mit einem Anker aufweist, der mit
einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwi
schen den Rückschlagelementenden und Quellen von
hohen und niedrigen Strömungsmitteldrücken gekoppelt
bzw. verbunden ist.
75. Verfahren nach einem der Ansprüche 71 bis 74, wobei
der Schritt (c) den Schritt des Enterregens eines
Elektromagneten mit einem Anker aufweist, der mit
einem Ventil gekoppelt ist, wobei das Ventil zwi
schen den Rückschlagelementenden und einer Quelle
von hohem Strömungsmitteldruck gekoppelt bzw. ver
bunden ist.
76. Verfahren nach einem der Ansprüche 71 bis 75, wobei
das Verfahren ferner den Schritt des Unterdruck
setzens von Brennstoff aufweist, der an den Injektor
mit einem Liefer- oder Versorgungsdruck geliefert
wird, und zwar auf ein Niveau, das unabhängig von
der Motordrehzahl und dem Versorgungsdruck ist, und
wobei der Schritt (b) den Schritt des Lieferns von
Druckbrennstoff an das Rückschlagelement vorsieht,
und zwar durch Durchlässe in dem Injektorkörper.
77. Verfahren nach einem der Ansprüche 71 bis 76, wobei
das Verfahren ferner den Schritt des Wiederholens
des Schritts (b) nach dem Schritt (c) aufweist.
78. Verfahren zum Einspritzen oder Injizieren von Brenn
stoff in eine Verbrennungskammer eines internen
Verbrennungsmotors unter Verwendung eines Einheits
injektors mit einem Injektorkörper, einem Hochdruck
speichervolumen, das in dem Injektorkörper angeord
net ist, einen Plunger oder Kolben, der sich in das
Hochdruckspeichervolumen erstreckt und bewegbar ist,
um den darinnen befindlichen Brennstoff unter Druck
zu setzen, einem Rückschlag oder Rückschlagelement,
das in dem Injektorkörper angeordnet ist und erste
und zweite Rückschlagelementenden mit im wesent
lichen gleichen effektiven Querschnittsabmessungen
besitzt und das bewegbar ist zwischen Einspritz- und
Nicht-Einspritzpositionen, einem Drucksteuerventil,
das in Strömungsmittelverbindung mit dem Hochdruck
speichervolumen steht und einem Sitzventil, das in
Strömungsmittelverbindung zwischen den Rückschlag
elementenden und dem Hochdruckspeichervolumen und
einer Quelle eines niedrigen Strömungsmitteldrucks
steht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte
aufweist:
- (a) Vorsehen eines Elektromagneten in dem Injektor körper mit einem ersten Anker, der mit dem Druck steuerventil gekoppelt ist, einem zweiten Anker, der mit dem Sitzventil gekoppelt ist und einer Windung bzw. Wicklung, die erregbar ist um zu bewirken, daß die Anker relativ zueinander versetzt werden;
- (b) Erregen der Wicklung, wenn sich der Plunger in dem Hochdruckspeichervolumen bewegt, um zu bewirken, daß das Drucksteuerventil das Hochdruckspeichervo lumen schließt und zum Unterdrucksetzen des darinnen befindlichen Brennstoffs;
- (c) Enterregen der Wicklung, um die ersten und zwei ten Rückschlagelementenenden in Strömungsmittelver bindung mit dem Hochdruckspeichervolumen zu bringen; und
- (d) erneutes Erregen der Wicklung, um das erste Rückschlagelementende in Strömungsmittelverbindung mit der Quelle des niedrigen Strömungsmitteldrucks zu bringen und das zweite Rückschlagelementende in Strömungsmittelverbindung mit dem Hochdruckspeicher volumen zu bringen, so daß ein Druckdifferential an dem Rückschlagelement das Rückschlagelement zu der Einspritzposition bewegt und die Brennstoffein spritzung initiiert bzw. startet.
79. Verfahren nach Anspruch 78, wobei die Feder in Kon
takt mit dem Rückschlagelement ist, und das Ver
fahren ferner den Schritt des Enterregens der Wick
lung nach dem Schritt (d) aufweist, um das Druck
differential an dem Rückschlagelement zu entfernen
und zu bewirken, daß das Rückschlagelement zu der
Nicht-Einspritzposition bewegt wird, und zwar unter
dem Einfluß der Feder.
80. Verfahren nach Anspruch 79, wobei das Verfahren
ferner den Schritt des Wiedererregens der Wicklung
aufweist, um das Rückschlagelement ein zweites Mal
zu der Injektionsposition zu bewegen.
81. Verfahren nach einem der Ansprüche 78 bis 80, wobei
der Schritt (a) den Schritt des Vorsehens einer
Feder zwischen den ersten und zweiten Ankern vor
sieht zum voneinander weg oder auseinander Drücken
oder Drängen der Anker.
82. Verfahren nach einem der Ansprüche 78 bis 81, wobei
das Drucksteuerventil das Hochdruckspeichervolumen
geschlossen hält, wenn der Strömungsmitteldruck in
dem Hochdruckspeichervolumen oberhalb eines bestimm
ten Niveaus ist.
83. Verfahren nach einem der Ansprüche 78, bis 82, wobei
das Verfahren ferner den Schritt aufweist, daß dem
Kolben erlaubt wird, Energie nach der Brennstoff
injektion wiederzugewinnen.
84. Verfahren nach einem der Ansprüche 78 bis 83, wobei
das Verfahren ferner den Schritt des Vorsehens eines
nockenangetriebenen Kipphebels bzw. Schwenkarms
vorsieht, um den Plunger in dem Hochdruckspeicher
volumen zu bewegen.
85. Verfahren nach einem der Ansprüche 78 bis 84, wobei
das Verfahren ferner den weiteren Schritt des Vor
sehens einer Hydraulikvorrichtung vorsieht, um den
Plunger in dem Hochdruckspeichervolumen zu bewegen.
86. Einheitsbrennstoffinjektor, der in der Lage ist,
Brennstoff von einer Brennstoffversorgung mit einem
relativ niedrigen Druck aufzunehmen und Brennstoff
mit relativ hohem Druck in eine Verbrennungskammer
eines internen Verbrennungsmotors zu injizieren bzw.
einzuspritzen, und zwar über eine Serie von Injek
torzyklen hinweg, wobei der Injektor folgendes
aufweist:
- (a) einen Injektorkörper, der eine Innenbohrung und Injektorventilmittel aufweist;
- (b) einen Plunger, der zur Hin- und Herbewegung mit variierender Geschwindigkeit innerhalb der Innen bohrung angebracht ist;
- (c) ein Hochdruckspeichervolumen, in dem Brennstoff mit geringem Druck von der Brennstoffversorgung aufgenommen wird, und aus dem Brennstoff periodisch mit relativ hohem Druck abgegeben wird, und zwar durch die Injektorventilmittel in die Verbrennungs kammer; und
- (d) Injektionssteuermittel zum Bewirken, daß eine Brennstoffmenge zu einer ausgewählten Zeit durch das Injektorventil eingespritzt wird, und zwar mit einem Druck, der unabhängig ist von: (1) dem Brennstoff druck, der von der Brennstoffversorgung aufgenommen wurde, (2) Veränderungen in der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Plungers; (3) der Brenn stoffmenge, die durch die Injektorventilmittel ge liefert wird; und (4) vorhergehende Injektionszyk len.
87. Einheitsbrennstoffinjektor nach Anspruch 86 zur
Verwendung in einem internen Verbrennungsmotor mit
einem Nocken zum Betrieb des Einheitsinjektors,
wobei der Plunger in der Lage ist, sich zwischen
Bewegungsgrenzen hin- und herzubewegen, und zwar
ansprechend auf die Drehung eines Nockens.
88. Einheitsbrennstoffinjektor nach Anspruch 86 oder 87,
wobei die Brennstoffdruckkammer zwischen dem Plunger
und den Drucksteuermitteln angeordnet ist.
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---|---|---|---|
US24250194A | 1994-05-13 | 1994-05-13 | |
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