DE19640826A1 - Speicherkraftstoffeinspritzsystem - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen
auf ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für
Kraftfahrzeuge und im besonderen auf ein
Speicherkraftstoffeinspritzsystem, das derart gestaltet
ist, daß es einen in einem Speicher gespeicherten
Kraftstoff bei verschiedenen Motorbetriebszuständen über
Kraftstoffinjektoren mit einem optimalen Druck in
Motorzylinder einspritzt.
Die japanische Patenterstveröffentlichung Nr. 62-258160
lehrt ein herkömmliches Speicherkraftstoffeinspritzsystem,
das den Kraftstoff über Kraftstoffinjektoren in
Motorzylinder einspritzt und dann weiteren Kraftstoff durch
eine Pumpe mit variabler Kapazität bzw. eine Verstellpumpe
an eine gemeinsame Verteilerleiste (Common Rail) liefert,
die als ein Speicher der im Motor verbrauchten
Kraftstoffmenge vorgesehen ist.
Fig. 1 zeigt einen Aufbau des vorstehenden
Speicherkraftstoffeinspritzsystems.
Der Motor 51 weist Einspritzeinrichtungen bzw.
Injektoren 52 auf, die jeweils in Brennkammern der
Motorzylinder eingerichtet sind. Die Kraftstoffeinspritzung
von den Injektoren 52 in den Motor 51 wird über EIN-AUS-
Betriebe der Einspritzsteuersolenoidventile 53 geregelt
bzw. gesteuert. Die Injektoren 52 stehen mit einem
Hochdruckspeicherrohr oder einer sogenannten gemeinsamen
Verteilerleiste 54 in Verbindung, das bzw. die mit jedem
Motorzylinder in Verbindung steht. Während der Zeit, in der
das Solenoidventil 53 offen ist, wird Kraftstoff in der
gemeinsamen Verteilerleiste 54 über die Injektoren 52 in
den Motor 51 eingespritzt. Daher muß in der gemeinsamen
Verteilerleiste 54 zu jedem Zeitpunkt Kraftstoff mit einem
dem momentanen Kraftstoffeinspritzdruck entsprechenden
hohen Druck gespeichert sein. Aus diesem Grund ist eine
Hochdruckversorgungspumpe 57 vorgesehen, die über ein
Rückschlagventil 56 mit einer Versorgungsleitung 55 in
Verbindung steht.
Die Hochdruckversorgungspumpe 57 hebt den Druck des
Kraftstoffs, der durch eine bekannte, einen niedrigeren
Druck erzeugende Versorgungspumpe 59 aus einem
Kraftstoffbehälter 58 angesaugt wird, auf einen für das
System erforderlichen hohen Pegel an und hält den
Kraftstoffdruck auf diesem Pegel. Um den Druck in der
gemeinsamen Verteilerleiste 54 auf einem bestimmten hohen
Pegel zu halten, seien die folgenden beiden Verfahren
vorgeschlagen.
- (1) Es wird immer eine konstante Kraftstoffmenge an die gemeinsame Verteilerleiste geliefert, wobei eine Pumpe mit einer ausreichenden Kapazität verwendet und ein Überschuß des an die gemeinsame Verteilerleiste gelieferten Kraftstoffs von einem Entlastungs- bzw. Überdruckventil abgegeben wird.
- (2) Es wird immer die Kraftstoffmenge an die gemeinsame Verteilerleiste geliefert, die erforderlich ist, um den Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste konstant zu halten. Im besonderen ist eine Pumpenabgabemengesteuervorrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit von Steuerbefehlen, geregelt bzw. gesteuert werden kann, die von einer externen Vorrichtung ausgegeben werden.
Aufgrund des Verlusts an Antriebsdrehmoment der
Versorgungspumpe ist der Vorschlag (2) dem Vorschlag (1)
klar überlegen. Daher ist in dem gezeigten herkömmlichen
System an der Pumpe 57 eine
Pumpenabgabemengesteuervorrichtung 60 vorgesehen, wobei die
Pumpe 57 ein Überströmventil aufweist, das dazu dient, den
Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste zu jedem Zeitpunkt
konstant zu halten.
Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 61 nimmt
Informationssignale auf, die für die durch einen
Motordrehzahlsensor 62 und einen Lastsensor 63 überwachte
Motorgeschwindigkeit bzw. -drehzahl und Motorlast
kennzeichnend sind, so daß an die Solenoidventile 53
Steuersignale ausgegeben werden, damit in Abhängigkeit von
den Betriebszuständen des Motors ein optimaler
Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und eine optimale
Kraftstoffeinspritzmenge (d. h. der Einspritzzeitraum)
eingerichtet und gleichzeitig an die
Pumpenabgabemengesteuervorrichtung 60 ein Steuersignal
derart vorgesehen wird, daß der Einspritzdruck in
Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast
optimiert wird.
Ein Drucksensor 64, der den Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste mißt, ist in der gemeinsamen
Verteilerleiste 54 angeordnet. Die
Pumpenabgabemengesteuervorrichtung 60 steuert die
Abgabemenge der Versorgungspumpe 57 derart, daß ein Signal
vom Drucksensor 64 einen in Abhängigkeit von der
Motordrehzahl und der Motorlast bestimmten optimalen Pegel
anzeigt. Im besonderen wird durch das Durchführen einer
Rückkopplungssteuerung des Drucks in der gemeinsamen
Verteilerleiste eine präzisere Druckeinstellung bzw.
-regelung erzielt.
Die Fig. 2(a) bis 2(d) sind Zeitschaubilder der
Drucksteuerung für die gemeinsame Verteilerleiste, die
durch das vorstehende Kraftstoffeinspritzsystem
durchgeführt wird.
Immer dann, wenn an die Injektoren 52 jeweils ein
Steuerimpulssignal vorgesehen wird, wird eine konstante
Kraftstoffmenge, die in der gemeinsamen Verteilerleiste 54
mit einem Druck von beispielsweise 100 MPa gespeichert ist,
verbraucht (die von der bei der Kraftstoffeinspritzung
verbrauchten Kraftstoffmenge und der hydraulischen
Servosteuerung der Injektoren abhängt), wie es in Fig. 2(a)
durch einen schraffierten Bereich dargestellt ist. Die
Hochdruckversorgungspumpe 57 liefert an die gemeinsame
Verteilerleiste 54 die erforderliche Kraftstoffmenge, wie
es in Fig. 2(d) durch eine schraffierte Fläche gezeigt ist,
die nur der verbrauchten Kraftstoffmenge äquivalent ist.
Diese erforderliche Kraftstoffmenge ändert sich gewöhnlich
in Abhängigkeit von der Kraftstoffeinspritzmenge und der
Motordrehzahl, und die Pumpenabgabemengesteuervorrichtung
60 steuert diese Menge folgenderweise. Wenn die
Kraftstoffeinspritzmenge beispielsweise sehr klein ist,
dann ist auch die Abgabemenge der Versorgungspumpe 57
klein. Wenn dagegen eine maximale Kraftstoffmenge in den
Motor eingespritzt werden soll, dann muß die
Versorgungspumpe 57 eine große Kraftstoffmenge abgeben.
Eine präzisere Drucksteuerung wird, wie vorstehend
dargelegt, durch ein ständiges Überwachen des Drucks in der
gemeinsamen Verteilerleiste 54 durch den Drucksensor 64 und
durch eine Steuerung der Abgabemenge der Versorgungspumpe
57 derart erzielt, daß der Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 54 in Abhängigkeit von der Motordrehzahl
und der Motorlast einen bestimmten Pegel erreicht.
Um den vorstehend erwähnten Hochdruckkraftstoff zu
liefern, aufzubewahren und zu steuern, ist es effektiv, den
Kraftstoff in jedem Betriebszyklus des
Kraftstoffeinspritzsystems oder auf jeden
Kraftstoffeinspritzbetrieb abgestimmt zu liefern. Dies kann
mit der Verwendung einer intermittierenden
Hubkolbeneinspritzpumpe als Hochdruckpumpe 57 erzielt
werden, die wie eine herkömmliche vertikale Einspritzpumpe
derart gestaltet ist, daß sie in jedem Brennzyklus des
Motors einen unter Druck stehenden Kraftstoff liefert.
Bei dem vorstehenden herkömmlichen
Kraftstoffeinspritzsystem, in welchem die Verstellpumpe
(d. h. die Hochdruckversorgungspumpe 57) an die gemeinsame
Verteilerleiste 54 nur die Kraftstoffmenge liefert, die der
durch die Injektoren in den Motor eingespritzten
Kraftstoffmenge äquivalent ist, kann eine konstante
Kraftstoffversorgung, die der im Motor verbrauchten
Kraftstoffmenge entspricht, wie es in den schraffierten
Flächen in Fig. 2(d) gezeigt ist, wenn der Motorbetrieb von
einem Teillast- bzw. Niedriglastzustand in einen Vollast
bzw. Hochlastzustand geschaltet wird, leicht durch ein
Erhöhen der Abgabemenge der Hochdruckpumpe 57 erzielt
werden. Wenn jedoch das Gaspedal vollständig entlastet
wird, um ein Fahrzeug während eines Hochlastmotorbetriebs
plötzlich zu verzögern, dann wird der Druck in der
gemeinsamen Verteilerleiste 54 durch eine geringe
Kraftstoffleckage nur leicht vermindert, und zwar auch
dann, wenn die Kraftstoffversorgung von der Hochdruckpumpe
57 abgeschaltet ist. Der Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 54 bleibt somit im wesentlichen auf einem
hohen Pegel. Wenn das Gaspedal schließlich leicht
niedergedrückt wird, um den Motor in einem
Niedriglastzustand zu betreiben, ist der momentane
Druckpegel in der gemeinsamen Verteilerleiste 54 viel höher
als ein Sollpegel, wodurch ein bei einem
Wiederbeschleunigen des Motors erzeugter unangenehmer
Beschleunigungsstoß, eine Verschlechterung der Emissionen
und ein Ansteigen des mechanischen Lärms hervorgerufen
wird.
Fig. 3 zeigt ein weiteres herkömmliches
Speicherkraftstoffeinspritzsystem, das ein Wegeventil mit
drei Anschlüssen verwendet.
Das gezeigte Speicherkraftstoffeinspritzsystem weist
ein Wegeventil 72 mit drei Anschlüssen und eine
Ventilsteuerschaltung 75 auf. Wenn der Kraftstoffdruck in
einem Speicherrohr 71 höher ist, als ein Sollsteuerdruck
bzw. ein Solldruck, dann schaltet die Ventilsteuerschaltung
75 das Wegeventil 72 derart in eine Ventilschaltstellung,
daß für einen kurzen Zeitraum über einen Fluidkanal 74
zwischen dem Speicherrohr 71 und einem Niederdruckbereich
(d. h. einem Ablauf) eines Kraftstoffsystems eine
Fluidverbindung eingerichtet wird, wodurch ein Teil des im
Speicherrohr 71 gespeicherten Hochdruckkraftstoffs an den
Niederdruckbereich des Kraftstoffsystems abgegeben wird, so
daß der Druck im Speicherrohr 71 schnell vermindert wird.
Dies läßt den Kraftstoffdruck im Speicherrohr 71 auch dann
einem Solldruck schnell folgen, wenn ein Kraftstoffinjektor
73, beispielsweise während einer
Kraftstoffversorgungsabschaltung, geschlossen wird.
Außerdem kann, wenn der Kraftstoffdruck im Speicherrohr
71 höher ist als ein Solldruck, ein Druckabfall im
Speicherrohr 71 dadurch bewerkstelligt werden, daß das
Wegeventil 72 in zeitlichen Abständen, die kürzer sind als
eine Verzögerungszeit zwischen dem Umschalten des
Wegeventils 72 und der Wiederaufnahme der
Kraftstoffeinspritzung des Injektors 73, zyklisch ein- und
ausgeschaltet wird, so daß zwischen einer Hochdruckseite
und einer Niederdruckseite eine Fluidkommunikation
intermittierend eingerichtet wird. Eine derartige Steuerung
des Wegeventils 72 ist jedoch nur für ein Ventil mit drei
Anschlüssen anwendbar und wird im allgemeinen als
Schaltleckage bezeichnet, das als ein nützliches Verfahren
zur Verminderung des Kraftstoffdrucks in einer
Hochdruckseite bekannt ist.
Seit einigen Jahren besteht ein steigender Bedarf für
kompakte Kraftstoffeinspritzpumpen, die in Dieselmotoren
von kleiner Baugröße verwendet werden. Es besteht die
Forderung, zum Zwecke der Verringerung der Kapazität einer
Pumpe in einem Speicherkraftstoffeinspritzsystem anstelle
eines Wegeventils mit drei Anschlüssen ein Wegeventil mit
zwei Anschlüssen zu verwenden. Die Verwendung des
Wegeventils mit zwei Anschlüssen verhindert jedoch die
Schaltleckage, die eine Fluidkommunikation zwischen einer
Hochdruckseite und einer Niederdruckseite einrichtet, wie
es in dem System der Fall ist, in welchem das Wegeventil
mit drei Anschlüssen eingesetzt ist. Somit ist auch dann,
wenn die Kraftstoffversorgung von einer
Kraftstoffeinspritzpumpe während eines Zeitraums blockiert
ist, in welchem in den Motor kein Kraftstoff eingespritzt
wird, beispielsweise während einer Kraftstoffabschaltung,
keine Möglichkeit gegeben, den Druck in einer
Speicherkammer mit einer großen Kapazität, wie z. B. in
einer gemeinsamen Verteilerleiste, schnell zu vermindern.
Das System muß somit auf einen leichten Druckabfall in der
Speicherkammer warten, der durch eine geringe
Kraftstoffleckage von gleitenden Teilen der Pumpe und des
Ventils verursacht wird.
Dementsprechend setzt die Verwendung des Wegeventils
mit zwei Anschlüssen gewöhnlich die Ansprechempfindlichkeit
des Systems herab, wodurch ein unangenehmer
Beschleunigungsstoß, eine Verschlechterung in den
Emissionen und ein mechanischer Lärm verursacht wird.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
daher in der Vermeidung der technisch bekannten Nachteile.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
ein Kraftstoffeinspritzsystem vorzusehen, das derart
gestaltet ist, daß es den vorstehend beschriebenen
Beschleunigungsstoß, die schlechteren Emissionen und den
mechanischen Lärm vermeidet, welche erzeugt werden, wenn
ein Motor während eines Niedriglastzustands, der an eine
plötzliche Verzögerung während eines Hochlastmotorbetriebs
anschließend folgt, wieder beschleunigt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine
Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die
aufweist: (a) eine erste Speicherkammer, in der ein
Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist, (b)
einen mit der ersten Speicherkammer in Verbindung stehenden
Kraftstoffinjektor, (c) eine Steuerschaltung, die an den
Kraftstoffinjektor ein Steuersignal liefert, so daß ein
Teil des in der ersten Speicherkammer gespeicherten
Kraftstoffs in einen Motor eingespritzt wird, (d) eine
zweite Speicherkammer, (e) einen Ablaufkanal, der die erste
Speicherkammer mit der zweiten Speicherkammer in Verbindung
bringt, um den Kraftstoff von der ersten Speicherkammer zur
zweiten Speicherkammer ablaufen zu lassen, (f) eine
Ventileinrichtung zum selektiven Einrichten und Blockieren
der Verbindung zwischen der ersten Speicherkammer und der
zweiten Speicherkammer und (g) eine Druckregeleinrichtung,
um den Druck des in der zweiten Speicherkammer
gespeicherten Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten
Druck niedrigeren zweiten Druck zu regeln.
Bei der bevorzugten Betriebsart der Erfindung sieht die
Steuerschaltung, wenn ein Drosselklappenöffnungsgrad
während eines Hochlastmotorbetriebs im wesentlichen auf
Null übergeht, ein Steuersignal an die Ventileinrichtung
vor, so daß zwischen der ersten Speicherkammer und der
zweiten Speicherkammer die Verbindung eingerichtet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine
Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die
aufweist: (a) eine Speicherkammer, in der Kraftstoff mit
einem ersten Druck gespeichert ist, (b) eine Vielzahl von
mit der Speicherkammer in Verbindung stehenden
Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs im
Speicher in Motorzylinder eines Motors, (c) einen
Ablaufkanal, um den im Speicher gespeicherten Kraftstoff
ablaufen zu lassen, und (d) eine Druckregeleinrichtung, um
den Druck des durch den Ablaufkanal abgelassenen
Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten Druck
niedrigeren zweiten Druck zu regeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine
Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die
aufweist: (a) eine Speicherkammer, in der Kraftstoff mit
einem ersten Druck gespeichert ist, (b) eine Vielzahl von
mit der Speicherkammer in Verbindung stehenden
Kraftstoffinjektoren zum Einspritzen des Kraftstoffs im
Speicher in Motorzylinder eines Motors, (c) eine erste
Einrichtung zum Bestimmen, ob eine bestimmte
Druckabbaubedingung zum Abbauen des Drucks des im Speicher
gespeicherten Kraftstoffs erfüllt ist oder nicht, wobei die
erste Einrichtung ein Lösesignal vorsieht, wenn die
bestimmte Druckabbaubedingung erfüllt ist, (d) eine auf das
Lösesignal von der ersten Einrichtung ansprechende zweite
Einrichtung, die dazu dient, den im Speicher gespeicherten
Kraftstoff ablaufen zu lassen, wobei dessen Druck auf einen
im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck
geregelt wird.
Bei der bevorzugten Betriebsart der Erfindung hat die
erste Einrichtung eine Motordrehzahlbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen einer Motordrehzahl, eine
Drosselklappenöffnungsgradbestimmungseinrichtung zum
Bestimmen eines Öffnungsgrads einer Drosselklappe und eine
Verzögerungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob ein
bestimmter Motorbetriebszustand, nämlich daß der Motor mit
einer bestimmten Rate verzögert, wenn der Öffnungsgrad der
Drosselklappe kleiner ist als ein im voraus gewählter Wert,
vorliegt oder nicht, und zwar in Abhängigkeit von der durch
die Motordrehzahlbestimmungseinrichtung bestimmten
Motordrehzahl und des durch die
Drosselklappenöffnungsgradbestimmungseinrichtung bestimmten
Öffnungsgrads der Drosselklappe, wobei die
Verzögerungsbestimmungseinrichtung das Lösesignal an die
zweite Vorrichtung vorsieht, wenn der bestimmte
Motorbetriebszustand vorliegt.
Ferner ist ein Ablaufkanal vorgesehen, der den in der
Speicherkammer gespeicherten Kraftstoff ablaufen läßt. Die
zweite Einrichtung weist ein im Ablaufkanal angeordnetes
Solenoidventil und eine mit dem Solenoidventil in
Verbindung stehende zweite Speicherkammer auf.
Das Solenoidventil hat einen Steueranschluß, an dem ein
Ventilsitz ausgebildet ist, ein Ventil, das selektiv in und
außer Anlage bzw. Eingriff mit dem Ventilsitz des
Steueranschlusses gebracht wird, um den Ablaufkanal zu
öffnen und zu schließen, eine das Ventil in Eingriff mit
dem Ventilsitz des Steueranschlusses drückende Ventilfeder,
einen Solenoid, der das Ventil außer Eingriff mit dem
Ventilsitz des Steueranschlusses bewegt, wenn der Solenoid
eingeschaltet ist, einen im Ventil ausgebildeten Zylinder
mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des
Ventilsitzes des Steueranschlusses, eine Ausgleichsstange
bzw. einen Ausgleichskolben, die bzw. der im Zylinder
flüssig-dicht gleitbar angeordnet ist, eine im Zylinder
durch den Ausgleichskolben definierte Ausgleichsdruckkammer
und einen im Ventil ausgebildeten Kanal, der zu jedem
Zeitpunkt zwischen dem Steueranschluß und der
Ausgleichsdruckkammer in Verbindung steht.
Eine Federkraft der Ventilfeder ist derart eingestellt,
daß eine bei einer Speicherung des Kraftstoffs in der
Speicherkammer mit einem maximalen Druck erzeugte
Hydraulikkraft das Ventil gegen die Federkraft der
Ventilfeder außer Eingriff mit dem Ventilsitz drückt.
Eine Anziehkraft des Solenoids, der das Ventil außer
Eingriff mit dem Ventilsitz bewegt, ist derart eingestellt,
daß diese mit der Summe einer auf das Ventil wirkenden
Hydraulikkraft, wenn der Kraftstoff in der Speicherkammer
mit einem minimalen Druck in einem bestimmten normalen
Bereich gespeichert ist, und einer Federkraft der
Ventilfeder im Gleichgewicht steht.
Zwischen der Speicherkammer und dem Ventilsitz des
Steueranschlusses befindet sich desweiteren eine Mündung
bzw. ein Drosselventil.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Verbindung ist eine
Drucksteuervorrichtung für die Verwendung in einer
Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer
Speicherkammer, in der ein Kraftstoff mit einem bestimmten
Druck gespeichert ist, und einem elektrisch gesteuerten
Kraftstoffinjektor zum Einspritzen des Kraftstoffs in der
Speicherkammer in einen Motorzylinder vorgesehen, wobei die
Drucksteuervorrichtung aufweist: (a) einen Steueranschluß,
an dem ein Ventilsitz ausgebildet ist, der mit der
Speicherkammer durch einen Ablaufkanal in Verbindung steht,
um den Kraftstoff in der Speicherkammer ablaufen zu lassen,
(b) ein Ventil, das selektiv in und außer Eingriff mit dem
Ventilsitz des Steueranschlusses gebracht wird, um den
Ablaufkanal zu öffnen und zu schließen, (c) eine das Ventil
in Eingriff mit dem Ventilsitz des Steueranschlusses
bewegende Ventilfeder, (d) einen Solenoid, der das Ventil
außer Eingriff mit dem Ventilsitz des Steueranschlusses
bewegt, wenn der Solenoid eingeschaltet ist, (e) einen im
Ventil ausgebildeten Zylinder mit einem Durchmesser, der
kleiner ist als der des Ventilsitzes des Steueranschlusses,
(f) einen Ausgleichskolben, der im Zylinder flüssig-dicht
gleitbar angeordnet ist, (g) eine im Zylinder durch den
Ausgleichskolben definierte Ausgleichsdruckkammer und (h)
einen im Ventil ausgebildeten Kanal, der zu jedem Zeitpunkt
zwischen dem Steueranschluß und der Ausgleichsdruckkammer
in Verbindung steht.
Bei der bevorzugten Betriebsart ist eine Federkraft der
Ventilfeder derart eingestellt, daß eine Hydraulikkraft,
die bei einer Speicherung des Kraftstoffs in der
Speicherkammer mit einem maximalen Druck erzeugt wird, das
Ventil gegen die Federkraft der Ventilfeder außer Eingriff
mit dem Ventilsitz drückt.
Eine Anziehkraft des Solenoids, der das Ventil außer
Eingriff mit dem Ventilsitz bewegt, ist derart eingestellt,
daß diese mit der Summe einer auf das Ventil wirkenden
Hydraulikkraft, wenn der Kraftstoff in der Speicherkammer
mit einem minimalen Druck in einem bestimmten normalen
Bereich gespeichert ist, und einer Federkraft der
Ventilfeder im Gleichgewicht steht.
Zwischen der Speicherkammer und dem Ventilsitz des
Steueranschlusses ist ferner ein Drosselventil vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand einer nachstehend
gegebenen ausführlichen Beschreibung und den begleitenden
Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
besser verständlich, die jedoch nicht als eine Beschränkung
der Erfindung auf eine besondere Ausführungsform gehalten
werden soll, sondern nur der Verdeutlichung und dem
Verständnis dient.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches
Speicherkraftstoffeinspritzsystem zeigt,
Fig. 2(a) bis 2(d) Zeitschaubilder, die Betriebe des in
Fig. 1 gezeigten Speicherkraftstoffeinspritzsystems zeigen,
Fig. 3 ein Blockdiagramm, das einen weiteren Typ des
herkömmlichen Speicherkraftstoffeinspritzsystems zeigt,
Fig. 4 ein Blockdiagramm, das ein erfindungsgemäßes
Speicherkraftstoffeinspritzsystem zeigt,
Fig. 5(a) bis 5(d) Zeitschaubilder, die Betriebe des in
Fig. 4 gezeigten Speicherkraftstoffeinspritzsystems zeigen,
Fig. 6 bin Blockdiagramm, das eine zweite
Ausführungsform eines Speicherkraftstoffeinspritzsystems
der Erfindung zeigt,
Fig. 7 einen Querschnitt, der einen zweiteiligen
Kraftstoffinjektor zeigt, der in dem in Fig. 6 gezeigten
Speicherkraftstoffeinspritzsystem aufgenommen ist,
Fig. 8 einen Querschnitt, der ein Drucksteuerventil
zeigt, das in das in Fig. 6 gezeigte
Speicherkraftstoffeinspritzsystem eingebaut ist, und
Fig. 9 eine graphische Abbildung, die den Zusammenhang
zwischen einer auf ein Ventil 43 wirkenden
Ventilbetriebskraft und des Drucks des Kraftstoffs in einer
gemeinsamen Verteilerleiste 5 in dem in Fig. 6 gezeigten
Speicherkraftstoffeinspritzsystem zeigt.
Nun sei auf die Bezeichnungen Bezug genommen und
insbesondere auf Fig. 4, in der ein erfindungsgemäßes
Speicherkraftstoffeinspritzsystem gezeigt ist, das
beispielsweise mit einem Vierzylindermotor verwendet wird.
Das Kraftstoffeinspritzsystem weist im allgemeinen eine
Niederdruckpumpe 2, eine Hochdruckpumpe 3, eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 4, eine erste
Speicherkammer 5 (auf die nachstehend als eine gemeinsame
Verteilerleiste (Common Rail) bezuggenommen sei), einen
Drucksensor 8, ein Solenoidventil 9, eine zweite
Speicherkammer (auf die nachstehend als eine zweite
gemeinsame Verteilerleiste (Sub-Common Rail) bezuggenommen
sei) 10 und einen Druckregler 11 auf.
Die Niederdruckpumpe 2 saugt den in einem
Kraftstoffbehälter 1 gespeicherten Kraftstoff an, um diesen
an die Hochdruckpumpe 3 zu fördern. Die Hochdruckpumpe 3
erhöht den Druck des Kraftstoffs auf einen bestimmten
erforderlichen Pegel, fördert ihn an die gemeinsame
Verteilerleiste 5 und hält den Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 während der Steuerung der ECU 4 konstant.
Injektoren 7 sind vorgesehen, jeweils einer für jeden
Motorzylinder eines Motors 6, um den in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 gespeicherten Hochdruckkraftstoff im
Ansprechen auf von der ECU 4 aus gegebene Steuersignale in
die Motorzylinder einzuspritzen. Der Drucksensor 8
überwacht den Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
derart, daß er ein dafür kennzeichnendes Signal an die ECU
vorsieht.
Die gemeinsame Verteilerleiste 5 steht durch einen
Ablaufkanal 35 mit dem Kraftstoffbehälter 1 in Verbindung.
Das Solenoidventil 9 ist auf ein Steuersignal von der ECU 4
derart ansprechend, daß es zwischen der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 und der zweiten gemeinsamen
Verteilerleiste 10 selektiv eine Verbindung einrichtet und
unterbricht, um den in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
gespeicherten Hochdruckkraftstoff an die zweite gemeinsame
Verteilerleiste 10 ablaufen zu lassen. Der Druck in der
zweiten gemeinsamen Verteilerleiste 10 wird durch den
Druckregler 11 auf einen im voraus gewählten Pegel
geregelt, beispielsweise etwa 12 MPa, was einem minimalen
Einspritzdruck eines typischen Motors entspricht. Der
Druckregler 11 kann ein mechanischer Regler oder ein
Solenoidventil sein. Das Solenoidventil 9 ist normalerweise
geschlossen, so daß die Verbindung zwischen der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 und der zweiten gemeinsamen
Verteilerleiste 10 blockiert wird.
Der mit der zweiten gemeinsamen Verteilerleiste 10 in
Verbindung stehende Druckregler 11, der eine Besonderheit
der vorliegenden Erfindung ist, sei hierin nachstehend
erläutert.
Betrachtet man den Fall, daß der Druckregler 11 nicht
vorgesehen ist, dann wird der von der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 durch das Solenoidventil 9 in die zweite
gemeinsame Verteilerleiste 10 geleitete Hochdruckkraftstoff
direkt an den Kraftstoffbehälter 1 abgegeben. Wenn der
Druck dieses Kraftstoffs schnell bis auf etwa
Atmosphärendruck vermindert wird, dann erzeugt der
Kraftstoff aufgrund der Druckdifferenz eine große
Wärmemenge, wodurch die Temperatur im Kraftstoffbehälter 1
ansteigt. Wenn außerdem das Solenoidventil 9 versagt,
während es geöffnet ist, so daß die gemeinsame
Verteilerleiste 5 mit dem Kraftstoffbehälter 1 in
Verbindung steht, dann führt dies dazu, daß die gemeinsame
Verteilerleiste 5 der Atmosphäre ausgesetzt bleibt. Somit
kann der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
unmöglich erhöht werden, was dazu führt, daß das ganze
System außer Betrieb gesetzt ist. Daher ist in dem
Kraftstoffeinspritzsystem dieser Ausführungsform der
Druckregler 11 an der zweiten gemeinsamen Verteilerleiste
10 angeordnet, um zu verhindern, daß die gemeinsame
Verteilerleiste 5 über das Solenoidventil 9 mit der
Atmosphäre direkt in Verbindung steht, so daß der
Kraftstoff an den Kraftstoffbehälter 1 über die zweite
Verteilerleiste 10 zurückgegeben wird, in welcher der Druck
beispielsweise auf etwa 12 MPa eingestellt ist, was einem
minimalen Kraftstoffeinspritzdruck eines typischen Motors
entspricht. Aufgrund dessen bewahrt das
Kraftstoffeinspritzsystem auch dann wenigstens den
minimalen Kraftstoffeinspritzdruck bei, wenn der Betrieb
des Solenoidventils 9 versagt. Dies verhindert, daß das
gesamte System plötzlich versagt. Da ferner der
Hochdruckkraftstoff nicht direkt bis auf Atmosphärendruck
vermindert wird, ist die vorstehend erwähnte, durch die
Druckdifferenz erzeugte Wärme im Vergleich zu dem System
ohne die zweite gemeinsame Verteilerleiste gering.
Die ECU 4 empfängt Sensorsignale, die für die
Motordrehzahl und den Öffnungsgrad einer Drosselklappe (d. h.
den Beschleunigungsgrad) kennzeichnend sind, die durch
einen Motordrehzahlsensor 30 und einen Drosselklappensensor
40 überwacht werden, um einen Motorbetriebszustand zu
bestimmen, und bestimmt in Abhängigkeit von dem bestimmten
Motorbetriebs zustand einen optimalen
Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die
Kraftstoffeinspritzmenge derart, daß zur Steuerung der EIN-
AUS-Betriebe der Injektoren 7 Steuersignale vorgesehen
werden. Die ECU 4 ist gleichzeitig auf ein Sensorsignal vom
Drucksensor 8 ansprechend, so daß an die Hochdruckpumpe 3
ein Steuersignal vorgesehen wird. Die Hochdruckpumpe 3
erhöht dann den Druck des an die gemeinsame Verteilerleiste
5 zu liefernden Kraftstoffs auf einen vom System
erforderlichen Pegel und hält ihn auf diesem Pegel. Die ECU
4 bestimmt außerdem, ob die Drosselklappe während eines
Hochlast-(Hochdruck-)Motorbetriebs für eine Verzögerung des
Fahrzeugs plötzlich vollständig geschlossen wird oder
nicht, und zwar in Abhängigkeit von den Sensorsignalen vom
Motordrehzahlsensor 30 und Drosselklappensensor 40. Wenn ein
derartiger Zustand vorliegt, liefert die ECU 4 an das
Solenoidventil 9 ein Steuersignal, so daß dieses geöffnet
wird, um den in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
gespeicherten Hochdruckkraftstoff an die zweite gemeinsame
Verteilerleiste 10 derart abzugeben, daß der Druck in der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 auf den momentanen
Kraftstoffeinspritzdruck (d. h. einen Sollpegel) vermindert
wird.
Unter Bezugnahme auf die Zeitschaubilder der Fig. 5(a)
bis 5(d) erfolgt nachstehend die Beschreibung eines
Betriebs des Kraftstoffeinspritzsystems dieser
Ausführungsform.
Fig. 5(a) zeigt den Druck in der gemeinsamen
Verteilerliste 5. Fig. 5(b) zeigt den Öffnungsgrad der
Drosselklappe. Fig. 5(c) zeigt ein an das Solenoidventil 9
vorgesehenes EIN-AUS-Steuersignal. Fig. 5(d) zeigt die von
der Hochdruckpumpe 3 abgegebene Kraftstoffmenge. In diesen
Zeitschaubildern arbeitet der Motor 6 bis zum Zeitpunkt t1
in einem Hochlast-(Hochdruckkraftstoff-)Betriebszustand,
verzögert am Zeitpunkt t1, wobei der
Drosselklappenöffnungsgrad Null (0) ist, und beginnt dann
am Zeitpunkt t2 in einem Niedriglast-
(Niederdruckkraftstoff-)Betriebszustand wieder mit der
Beschleunigung.
Wie es aus den Zeichnungen ersichtlich ist, setzt die
ECU 4 die Hochdruckpumpe 3 außer Betrieb, so daß die
Kraftstoffversorgung an die gemeinsame Verteilerleiste 5
unterbrochen wird, wenn die Drosselklappe während des
Hochlastmotorbetriebs am Zeitpunkt t1 für die Verzögerung
des Motors 6 vollständig geschlossen wird. Im herkömmlichen
System wird der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste
jedoch, wie es in Fig. 5(a) mit einer gestrichelten Linie
gezeigt ist, aufgrund der vorstehend dargelegten geringen
Kraftstoffleckage nur leicht vermindert. Somit ist am
Zeitpunkt t2, wenn der Niedriglastmotorbetrieb beginnt, ein
momentaner Kraftstoffeinspritzdruck (d. h. ein Druck in der
gemeinsamen Verteilerleiste) viel höher als ein von der ECU
4 geforderter Solldruckpegel. Dies führt dann zu den im
einleitenden Teil dieser Anmeldung dargelegten Problemen.
Im Kraftstoffeinspritzsystem dieser Ausführungsform
öffnet die ECU 4, wenn die Drosselklappe während des
Hochlastmotorbetriebs am Zeitpunkt t1 vollständig
geschlossen wird, das Solenoidventil 9, so daß zwischen der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 und der zweiten gemeinsamen
Verteilerleiste 10 eine Fluidverbindung eingerichtet wird,
um den in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 gespeicherten
Hochdruckkraftstoff an den Kraftstoffbehälter 1
zurückzugeben und dadurch den Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste (d. h. einen momentanen
Kraftstoffeinspritzdruck) rasch auf den Solldruckpegel zu
vermindern. Nach dem Zeitpunkt t2 wird beim Starten des
Niedriglastmotorbetriebs der momentane
Kraftstoffeinspritzdruck gemäß einem Ansteigen des durch
die ECU 4 bestimmten Solldruckpegels erhöht; dadurch können
die Motorbetriebszustände über die ECU 4 präzise gesteuert
werden.
Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform des
Speicherkraftstoffeinspritzsystems dieser Erfindung, das
eine Drucksteuereinheit 15 aufweist, die derart gestaltet
ist, daß sie im wesentlichen denselben Betrieb wie bei der
vorstehenden ersten Ausführungsform bezüglich den Fig.
5(a) bis 5(d) ausführt. Dieselben Bezugszeichen, die in der
vorstehenden ersten Ausführungsform verwendet wurden,
beziehen sich auf dieselben Teile, und eine ausführliche
Erklärung davon sei hier ausgelassen.
Das Speicherkraftstoffeinspritzsystem dieser
Ausführungsform weist über Hochdruckkanäle 89 mit der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 in Verbindung stehende
Kraftstoffinjektoren 7 von einem Typ mit zwei Anschlüssen,
sowie eine mit dem Kraftstoffbehälter 1 direkt in
Verbindung stehende Drucksteuereinheit 15 auf. Die
Drucksteuereinheit 15 arbeitet im Ansprechen auf ein
Steuersignal, das durch die ECU 4 in Abhängigkeit von einem
Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste, einer
Motordrehzahl und einer Motorlast vorgesehen wird, die
wiederum durch den Drucksensor 8, den Motordrehzahlsensor
30 und den Drosselklappensensor 40 überwacht werden. Wenn
der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste höher ist als
ein Solldruckpegel, der in Abhängigkeit von einem durch die
Motordrehzahl und die Motorlast hergeleiteten
Motorbetriebszustand bestimmt wird, sieht die ECU 4 an die
Drucksteuereinheit 15 ein Steuersignal vor, so daß der
Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste auf den
Solldruckpegel vermindert wird.
Fig. 7 zeigt einen inneren Aufbau jedes
Kraftstoffinjektors 7 im Querschnitt. Der dargestellte
Kraftstoffbehälter 1 muß nicht immer ein Kraftstoffbehälter
sein, der einem Atmosphärendruck ausgesetzt ist; alternativ
dazu kann er einem Niederdruckteil eines Kraftstoffsystems,
beispielsweise einem Ablauf, entsprechen.
Der durch die Hochdruckpumpe 3 unter Druck gesetzte
Kraftstoff wird in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 mit
einem bestimmten Druck gespeichert und außerdem durch einen
Einlaßkanal bzw. -anschluß 12 an den Kraftstoffinjektor 7
geliefert. Ein Teil des Kraftstoffs wird durch einen Kanal
13 in einen durch einen Ventilsitz für eine Nadel 14
definierten Ölbehälter 15 geleitet, so daß eine
Hydraulikkraft erzeugt wird, die die Nadel 14 in der
Zeichnung gesehen aufwärts drückt. Wenn die Nadel 14 an
eine das Ventil öffnende Schaltstellung verschoben ist,
wird der Kraftstoff, wie es nachstehend ausführlich
beschrieben ist, von einer Düsenöffnung 39 abgegeben.
Ein Teil des in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
gespeicherten Kraftstoffs wird außerdem durch eine Mündung
bzw. ein Drosselventil 16 an eine Gegendruckkammer 17
geliefert, so daß ein Hydraulikdruck erzeugt wird, der die
Nadel 14 in der Zeichnung gesehen abwärts drückt. Die
Gegendruckkammer 17 steht durch einen Kanal 18 ständig mit
einem Steueranschluß 20 eines hydraulischen Steuerventils
19 mit zwei Anschlüssen in Verbindung. Eine Feder (die der
Kürze der Veranschaulichung wegen nicht dargestellt ist)
steht mit der Nadel 14 in Eingriff, um die Nadel 14 nach
unten zu drücken, so daß die Düsenöffnung 39 ungeachtet des
im Ölbehälter 15 und der Gegendruckkammer 17 wirkenden
Hydraulikdrucks geschlossen wird. Zwischen der
Gegendruckkammer 17 und dem oberen Ende der Nadel 14 kann
ferner ein Steuerkolben derart vorgesehen sein, daß dieser
durch die Bewegung der Nadel 14 bewegt wird.
Das hydraulische Steuerventil 19 weist einen
Ventilkörper 21 und ein Ventil 23 auf. Das Ventil 23 ist in
einem im Ventilkörper 21 ausgebildeten Ventilzylinder 22
gleitbar angeordnet und wird durch eine Ventilfeder 24 nach
unten gedrückt, so daß ein konusförmiger Ventilkopf 25 in
Eingriff mit einem an einem oberen Rand des
Steueranschlusses 20 ausgebildeten Ventilsitz 26 gebracht
und eine Fluidverbindung zwischen dem Steueranschluß 20 (d. h.
der Gegendruckkammer 17) und einem im Ventilkörper 21
ausgebildeten Ablaufanschluß 27 unterbrochen wird. Der
Ablaufanschluß 27 steht mit dem Kraftstoffbehälter 1 in
Verbindung.
Das hydraulische Steuerventil 19 weist ferner einen am
Ventilkörper 21 angeordneten Solenoid 29 auf, der aus einem
um einen Magnetkern 28 gewickelten Draht besteht. Der
Solenoid 29 wird im Ansprechen auf ein Steuersignal, das
von der ECU 4 über eine Steuerschaltung (nicht dargestellt)
ausgegeben wird, ein- und ausgeschaltet. Das Ventil 23
weist einen Magnetanker 30 auf, der nach oben gezogen wird,
wenn der Solenoid 29 eingeschaltet ist. Im besonderen wird
das Ventil 23, wenn der Solenoid 29 eingeschaltet ist,
gegen eine Federkraft der Feder 24 derart nach oben bewegt,
daß der Ventilkopf 25 den Ventilsitz 26 verläßt, so daß
zwischen dem Steueranschluß 20 und dem Ablaufanschluß 27
eine Fluidverbindung eingerichtet wird.
Das Ventil 23 weist, wie es in der Zeichnung klar
dargestellt ist, ferner einen am Ventilkopf 25
ausgebildeten zylindrischen Stift 31 auf. Der Stift 31 ist
in einem bestimmten Bewegungsbereich des Ventils 23 derart
im Steueranschluß 20 eingesetzt, daß zwischen dem Umfang
des Stifts 31 und der inneren Wand des Steueranschlusses 20
ein zweites Drosselventil 32 definiert wird.
Im Ventil 23 ist ein sich in Längsrichtung des Ventils
23 erstreckender Zylinder 33 mit einem kleinen Durchmesser
ausgebildet. Im Zylinder 33 befindet sich eine kolbenartige
Ausgleichsstange bzw. ein Ausgleichskolben 34, wobei ein
oberes Ende mit einer unteren Oberfläche des Magnetkerns 28
in Eingriff steht, und definiert in Abhängigkeit von einer
vertikalen Bewegung des Ventils 23 eine
Ausgleichsdruckkammer 35. Die Ausgleichsdruckkammer 35
steht durch einen sich entlang der Mittellinie des Ventils
23 erstreckenden feinen Kanal 36 mit der Gegendruckkammer
17 in Verbindung.
Im Betrieb steht der Ventilkopf 25 des Ventils 23, wenn
der Solenoid 29 ausgeschaltet ist, mit dem Ventilsitz 26 in
Eingriff, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, so daß die
Fluidverbindung zwischen dem Steueranschluß 20 und dem
Ablaufanschluß 27 unterbrochen ist. Somit wirkt der Druck
in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 derart auf die
Gegendruckkammer 17, daß die Nadel 14, unterstützt durch
die Federkraft der Feder (nicht dargestellt), nach unten
gedrückt wird, wodurch die Düsenöffnung 39 geschlossen
wird. Der in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 gespeicherte
Kraftstoff wird durch den Eingangsanschluß 12, den Kanal
13, den Ölbehälter 15 und den um die Nadel 14 herum
definierten Kanal 38 zur Düsenöffnung gefördert. Wenn sich
das Ventil 23 in einer das Ventil schließenden
Schaltstellung befindet, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, dann
ist der die Nadel 14 nach oben drückende Hydraulikdruck im
Ölbehälter 15 niedriger als die Summe des Hydraulikdrucks
in der Gegendruckkammer 17 und der die Nadel 14 nach unten
drückenden Federkraft der Feder (nicht dargestellt), und
zwar derart, daß die Nadel 14 die Düsenöffnung 39 weiterhin
verschließt.
Wenn durch den Kraftstoffinjektor 7 der Kraftstoff in
den Motor 6 eingespritzt werden soll, schaltet die ECU 4
den Solenoid 29 ein, so daß das Ventil 23 zum Einrichten
der Fluidverbindung zwischen dem Steueranschluß 12 und dem
Ablaufanschluß 27 nach oben angezogen wird. Der Druck in
der Gegendruckkammer 17 wird dann vermindert, wodurch der
Hydraulikdruck im Ölbehälter 15, der auf die Nadel 14 einen
Druck in Aufwärtsrichtung ausübt, über die Summe des
Hydraulikdrucks in der Gegendruckkammer 17 und der die
Nadel 14 nach unten schiebenden Federkraft der Feder (nicht
dargestellt) derart hinausgeht, daß die Nadel 14 nach oben
bewegt wird, so daß die Düsenöffnung 39 geöffnet wird. Der
in der Nähe des Düsenanschlusses 39 ankommende Kraftstoff
wird dann in den Motor 6 gespritzt.
Wenn die Kraftstoffversorgung zum Motor 6 unterbrochen
werden soll, schaltet die ECU 4 den Solenoid 29 aus. Dies
führt dazu, daß die elektromagnetische Kraft, die den Anker
30 anzieht, verschwindet, wodurch das Ventil 23 durch die
Federkraft der Feder 24 nach unten gedrückt wird, so daß
der Ventilkopf 25 in Eingriff mit dem Ventilsitz 26
gebracht wird; dadurch wird die Fluidverbindung zwischen
dem Steueranschluß 20 und dem Ablaufanschluß 27
unterbrochen. Der in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
gespeicherte Kraftstoff strömt dann durch das erste
Drosselventil 16 in die Gegendruckkammer 17, so daß der
Druck in dieser bis auf denselben Druckpegel wie in der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 ansteigt, wobei die Nadel 14,
unterstützt durch die Federkraft der Feder (nicht
dargestellt), nach unten gedrückt wird. Wenn diese
Druckkraft eine auf die Nadel 14 wirkende Hubkraft
überschreitet, die durch den Kraftstoffdruck im Ölbehälter
15 vorgesehen wird, wird die Nadel 14 derart nach unten
verschoben, daß die Düsenöffnung 39 wieder geschlossen
wird.
Bei dem vorstehenden Aufbau des
Kraftstoffeinspritzsystems wird zumindest ein Teil einer
durch den Druck des Kraftstoffs in der Gegendruckkammer 17
vorgesehenen Aufwärtskraft, die am Steueranschluß 20 derart
wirkt, daß das Ventil 23 nach oben bewegt wird, durch eine
auf das Ventil 23 wirkende Abwärtskraft aufgehoben, die
durch den Druck des über den Kanal 36 in die
Ausgleichsdruckkammer 35 eintretenden Kraftstoffs
vorgesehen wird. Dies ermöglicht, daß sowohl die das Ventil
23 in die ventilschließende Schaltstellung drückende
Federkraft der Feder 24, wie auch die das Ventil 23 gegen
die Federkraft der Feder 24 nach oben ziehende
elektromagnetische Kraft des Solenoids 29 vermindert
werden, was zu einem kompakten und ökonomischen Aufbau des
Systems führt.
Bei dem vorstehenden Aufbau des Kraftstoffinjektors 7
mit zwei Anschlüssen strömt, wenn das hydraulische
Steuerventil 19 geöffnet ist, der in den Einlaßanschluß 12
eintretende Hochdruckkraftstoff durch das erste
Drosselventil 16, das einen kleineren Durchmesser
(beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm) hat, und das zweite
Drosselventil 32 zum Ablaufkanal 27. Im besonderen findet
im Kraftstoffinjektor 7 mit zwei Anschlüssen die sogenannte
Schaltleckage, die durch den Schaltbetrieb des
Hydrauliksteuerventils 72 mit drei Öffnungen, wie es in
Fig. 3 gezeigt ist, eine Hochdruckseite mit einer
Niederdruckseite direkt in Verbindung bringt, nicht statt.
Daher wird, wenn sich das hydraulische Steuerventil 19 in
der ventilschließenden Schaltstellung befindet, ein
Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste 5, wie
vorstehend dargelegt, bei einer fehlenden Kraftstoffabgabe
von der Hochdruckpumpe 3 nur durch eine Leckage von einem
Kraftstoff verursacht, der durch Spielräume der gleitenden
Teile strömt; daher ist ein relativ langer Zeitraum
erforderlich, bis der Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 einen bestimmten unteren Pegel erreicht.
Um den vorstehend erwähnten Nachteil zu vermeiden,
weist das Speicherkraftstoffeinspritzsystem dieser
Ausführungsform die Drucksteuereinheit 15 auf.
Fig. 8 zeigt einen inneren Aufbau der
Drucksteuereinheit 15. Die Drucksteuereinheit 15 hat den
Vorteil, daß sie einen Aufbau hat, der dem des
hydraulischen Steuerventils 19 ähnlich ist, das in dem
zweiteiligen Kraftstoffinjektor 7 verwendet wird, und somit
aus denselben Teilen bestehen kann, die im hydraulischen
Steuerventil 19 verwendet sind.
Die Drucksteuereinheit 15 ist, wie es in der Zeichnung
klar gezeigt ist, über ein an einem unteren Abschnitt eines
Ventilkörpers 41 ausgebildetes Gewinde unter Verwendung
einer Dichtung (nicht dargestellt) flüssig-dicht an der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 eingerichtet. An der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 ist der Drucksensor 8
angebracht, der den inneren Druck derart mißt, daß er ein
dafür kennzeichnendes Signal an die ECU 4 vorsieht.
Die Drucksteuereinheit 15 weist ein Ventil 43 auf, das
in einem im Ventilkörper 41 ausgebildeten Ventilzylinder 42
derart eingesetzt ist, daß es in eine in der Zeichnung
gesehene vertikale Richtung gleitbar ist. Das Ventil 43
wird durch eine Ventilfeder 44 derart nach unten gedrückt,
daß ein an einem Kopfabschnitt des Ventils 43 ausgebildeter
konischer Ventilkopf 45 in Eingriff mit einem an einem
oberen Rand eines Steueranschlusses 52 ausgebildeten
Ventilsitz 46 gebracht wird, der durch einen Kanal 51 mit
dem Inneren der gemeinsamen Verteilerleiste 5 in Verbindung
steht, wodurch eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren
der gemeinsamen Verteilerleiste 5 und einem im Ventilkörper
41 ausgebildeten Ablaufanschluß 47 blockiert wird. Der
Kanal 51 hat einen kleineren Durchmesser als der
Steueranschluß 52, so daß ein Drosselventil definiert wird.
Der Ablaufanschluß 47 steht mit dem Kraftstoffbehälter 1 zu
jedem Zeitpunkt in Verbindung.
Ein Solenoid 49, der aus einem um einen Magnetkern 48
gewickelten Draht besteht, ist am Ventilkörper 41
eingerichtet und wird durch ein Steuersignal von der ECU 4
ähnlich wie das hydraulische Steuerventil 19 ein- und
ausgeschaltet. Am Ventil 43 ist ein Anker 50 ausgebildet,
der aus einem magnetischen Bauteil besteht, das gegen eine
Federkraft der Ventilfeder 44 nach oben gezogen wird, wenn
der Solenoid 44 eingeschaltet ist. Wenn der Anker 50 zum
Solenoid 49 angezogen wird, wird der Ventilkopf 45 außer
Eingriff mit dem Ventilsitz 46 bewegt, wodurch über den
Steueranschluß 52 und den Kanal 51 die Fluidverbindung
zwischen dem Inneren der gemeinsamen Verteilerleiste 5 und
dem Ablaufanschluß 47 eingerichtet wird.
Im Ventil 43 ist ein sich vertikal erstreckender
Zylinder 53 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Im
Zylinder 53 ist ein Ausgleichskolben 54 derart angeordnet,
daß zwischen den unteren Abschnitten des Ausgleichskolbens
54 und des Zylinders 53 eine Ausgleichsdruckkammer 55
definiert wird. Ein oberes Ende des Ausgleichskolbens 54,
steht mit der Unterseite des Magnetkerns 48 ständig in
Kontakt. Die Ausgleichsdruckkammer 55 steht durch einen in
der Mitte des Ventils 43 ausgebildeten Kanal 56, den
Steueranschluß 52 und den Kanal 51 ständig mit dem Inneren
der gemeinsamen Verteilerleiste 5 in Verbindung.
Die Drucksteuereinheit 15 arbeitet auf eine ähnliche
Art und Weise wie das hydraulische Steuerventil 19, und
eine nähere Erklärung davon sei hier ausgelassen.
Wenn der Solenoid 49 ausgeschaltet ist, steht das
Ventil 43, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, mit dem Ventilsitz
46 in Eingriff, so daß der Steueranschluß 52 derart
blockiert wird, daß der Kraftstoff in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 mit einem bestimmten hohen Druck
gespeichert wird.
Durch Bestimmung des Gleichgewichts eines auf das
Ventil 43 wirkenden vertikalen Hydraulikdrucks und der
Federkraft der Ventilfeder 44 ergibt sich eine auf das
Ventil 43 wirkende Aufwärtskraft FU, wenn der Durchmesser
des Ventilsitzes 46 (d. h. ein dem Steueranschluß 52
ausgesetzter Abschnitt des Ventilkopfs 45) mit ds und der
Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 mit P definiert
wird, durch die folgende Beziehung:
FU = πds² P/4.
Wenn der Durchmesser des Ausgleichskolbens 54 mit dR
und die Federkraft der Ventilfeder 44 mit Fs definiert
wird, ergibt sich eine auf das Ventil 43 wirkende
Abwärtskraft FD durch die folgende Beziehung:
FD = Fs + πdR² P/4.
Wenn der Durchmesser ds des Ventilsitzes 46 3 mm und
der Durchmesser dR des Ausgleichskolbens 54 2,95 mm
beträgt, lauten die Aufwärtskraft FU und die Abwärtskraft
FD folgendermaßen:
FU = 7,07 × 10-2 × P kgf (1)
FD = 6,83 × 10-2 × P + Fs kgf (2).
Aus den vorstehenden Gleichungen (1) und (2) ergibt
sich eine Abwärtskraft F1, die durch eine resultierende
Kraft des Hydraulikdrucks und der auf das Ventil 43 in
Abwärtsrichtung wirkenden Federkraft vorgesehen wird,
folgendermaßen:
F1 = FD - FU = Fs - 0,24 × 10-2 × P kgf (3).
Somit kann durch die Verwendung eines Solenoids 49, der
derart gestaltet ist, daß er eine Anziehkraft erzeugt, die
größer als die Abwärtskraft F1 ist, das Ventil 43 während
der Steuerung der ECU 4 bewegt werden.
Der Durchmesser dR des Ausgleichskolbens 54 (d. h. der
Durchmesser des Zylinder 53) ist kleiner als der
Durchmesser ds des Ventilsitzes 46, und zwar derart, daß
eine resultierende Kraft der auf das Ventil 43 vertikal
wirkenden Hydraulikdrücke, abgesehen von der Federkraft der
Ventilfeder 44 und der Anziehkraft des Solenoids 49, leicht
nach oben gerichtet ist. Dies führt auch dann zu einer
sicheren Funktion, wenn bei der Steuerung des Drucks in der
gemeinsamen Verteilerleiste 5 eine Fehlfunktion auftritt,
nämlich daß der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
aufgrund irgendeiner Abnormität, beispielsweise eines
Versagens des Drucksensors 8, unerwünschterweise erhöht
wird. Wenn im besonderen in der gemeinsamen Verteilerleiste
5 ein maximaler Druck Pmax 1400 kgf/cm² beträgt, soll die
Federkraft Fs der Ventilfeder 44 derart bestimmt werden,
daß die Abwärtskraft F1, wie nachstehend gezeigt, in der
obigen Gleichung (3) Null wird.
F1 = Fs - 0,24 × 10-2 × 1400 = 0.
Die Federkraft Fs der Ventilfeder 44 beträgt somit 3,36
kgf.
Wenn der Druck des in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
gespeicherten Kraftstoffs aus irgendeinem Grund derart hoch
ansteigt, daß er den maximalen Druck Pmax (beispielsweise
1400 kgf/cm²) erreicht, geht die auf das Ventil 43 wirkende
Aufwärtshydraulikkraft über die Federkraft der Ventilfeder
44 hinaus, die den Ventilkopf 45 in Eingriff mit dem
Ventilsitz 46 bringt, wodurch das Ventil 43 nach oben
bewegt wird, so daß zwischen dem Inneren der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 und dem Ablaufanschluß 47 derart eine
Fluidverbindung eingerichtet wird, daß der Kraftstoffdruck
in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 schnell vermindert
wird. Dies verhindert, daß die Verteilerleiste 5 bricht.
Fig. 9 zeigt den Zusammenhang zwischen der auf das
Ventil 43 wirkenden Ventilbetriebskraft und des
Kraftstoffdrucks in der gemeinsamen Verteilerleiste 5. Da
die Federkraft Fs der Ventilfeder 44 auf das Ventil 43 in
Abwärtsrichtung und eine Resultierende aus der
Hydraulikkraft und der erforderlichen Anziehkraft des
Solenoids 49 auf das Ventil 43 in Aufwärtsrichtung wirkt,
wird die folgende Beziehung erfüllt:
Erforderliche Anziehkraft - Federkraft Fs - Hydraulikkraft.
Erforderliche Anziehkraft - Federkraft Fs - Hydraulikkraft.
Wenn der maximale Druck Pmax 1400 kgf/cm² beträgt,
ergibt sich somit:
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 3,36 = 0.
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 3,36 = 0.
Wenn der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
einer Obergrenze von 1200 kgf/cm² entspricht, was im
normalen Bereich liegt, dann ergibt sich:
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 2,88 = 0,48 kgf.
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 2,88 = 0,48 kgf.
Wenn dagegen der Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 einer unteren Obergrenze von 200 kgf/cm²
entspricht, was im normalen Bereich liegt, dann ergibt
sich:
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 0,48 = 2,88 kgf.
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 0,48 = 2,88 kgf.
Somit ist es empfehlenswert, daß die erforderliche
Anziehkraft des Solenoids 49 2,88 kgf beträgt. Dies läßt
das Ventil 43 im normalen Bereich über 200 kgf/cm² normal
arbeiten.
Wenn dagegen der Druck in der gemeinsamen
Verteilerleiste 5 auf einem bestimmten Pegel in einem
Bereich unterhalb der unteren Grenze von 200 kgf/cm² des
normalen Bereichs liegt, beispielsweise bei 100 kgf/cm²,
dann ergibt sich:
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 0,24 = 3,12 kgf.
Erforderliche Anziehkraft = 3,36 - 0,24 = 3,12 kgf.
Im besonderen wird eine auf das Ventil 43 wirkende
Aufwärtshydraulikkraft vermindert, und die erforderliche
Anziehkraft des Solenoids 49 wird somit größer als wenn der
Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 200 kgf/cm²
beträgt. Dies führt dazu, daß das Ventil 43 auch für den
Fall, daß der Solenoid 49 eingeschaltet bleibt, geschlossen
bleibt, wenn der Druck in der gemeinsamen Verteilerleiste 5
unter dem normalen Bereich liegt; dadurch wird verhindert,
daß der Motor 6 bricht, was durch einen unerwünschten
Druckabfall in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 verursacht
werden könnte.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Kanal 51 derart
gestaltet, daß er einen kleineren Durchmesser aufweist als
der Steueranschluß 52, so daß der Kanal 51 die Funktion
eines Drosselventils hat. Dies verhindert, daß am
Steueranschluß 52 ein Kraftstoffdruck von einem dem Druck
in der gemeinsamen Verteilerleiste 5 äquivalenten hohen
Pegel wirkt, wenn das Ventil 43 in die das Ventil öffnende
Schaltstellung verschoben ist, wodurch das Ventil 43 auch
für den Fall mit einer schnellen Ansprechrate in die das
Ventil schließende Schaltstellung bewegt werden kann, wenn
die Ventilfeder 44 schwach ist. Dies läßt außerdem eine
Herabsetzung der vom Solenoid 49 zu erzeugenden Anziehkraft
zu, so daß eine noch kleinere Größe des Solenoids 49
erzielt werden könnte. Anstatt den Durchmesser des Kanals
51 kleiner als den des Steueranschlusses 52 zu gestalten,
kann im Kanal 51 oder im Steueranschluß 52 ein
Drosselventil vorgesehen werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die
bevorzugten Ausführungsform offenbart wurde, um ein
besseres Verständnis davon zu ermöglichen, sei angemerkt,
daß die Erfindung auf verschiedene Weisen ausgeführt werden
kann, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen. Daher
soll die Erfindung so verstanden werden, daß sie alle
möglichen Ausführungsformen und Modifikationen zu den
gezeigten Ausführungsformen einschließt, die ausgeführt
werden können, ohne vom Prinzip der Erfindung abzuweichen,
wie es in den angefügten Ansprüchen dargelegt ist.
Somit wird ein Speicherkraftstoffeinspritzsystem für
Kraftfahrzeuge vorgesehen, das eine Speicherkammer
aufweist, in der Kraftstoff mit einem bestimmten Druck
gespeichert ist, eine Vielzahl von mit der Speicherkammer
in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektoren zum
Einspritzen des in dieser gespeicherten Kraftstoffs in
Motorzylinder eines Motors und einen Druckregler zum Regeln
des Drucks des durch einen Ablaßkanal von der
Speicherkammer in einen Kraftstoffbehälter strömenden
Kraftstoffs. Wenn eine Drosselklappe während eines
Hochlastmotorbetriebs vollständig geschlossen wird, öffnet
der Kraftstoffregler den Ablaßkanal, so daß der Druck des
Kraftstoffs in der Speicherkammer rasch auf einen
Solldruckpegel abgesenkt wird. Dies läßt einen momentanen
Kraftstoffeinspritzdruck in Abhängigkeit vom
Motorbetriebszustand schnell einer Änderung des
Solldruckpegels folgen, wenn die Drosselklappe wieder
geöffnet wird.
Claims (14)
1. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einer ersten Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einem mit der ersten Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektor (7),
einer Steuerschaltung (4), die an den Kraftstoffinjektor (7) ein Steuersignal vorsieht, so daß ein Teil des in der ersten Speicherkammer (5) gespeicherten Kraftstoffs in einen Motor (6) eingespritzt wird, einer zweiten Speicherkammer (10),
einem Ablaufkanal, der die erste Speicherkammer (5) mit der zweiten Speicherkammer (10) in Verbindung bringt, um den Kraftstoff von der ersten Speicherkammer (5) zur zweiten Speicherkammer (10) ablaufen zu lassen,
einer Ventileinrichtung (9) zum selektiven Einrichten und Blockieren der Verbindung zwischen der ersten Speicherkammer (5) und der zweiten Speicherkammer (10) und
einer Druckregeleinrichtung (11) zum Regeln des Drucks des in der zweiten Speicherkammer (10) gespeicherten Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck.
einer ersten Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einem mit der ersten Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektor (7),
einer Steuerschaltung (4), die an den Kraftstoffinjektor (7) ein Steuersignal vorsieht, so daß ein Teil des in der ersten Speicherkammer (5) gespeicherten Kraftstoffs in einen Motor (6) eingespritzt wird, einer zweiten Speicherkammer (10),
einem Ablaufkanal, der die erste Speicherkammer (5) mit der zweiten Speicherkammer (10) in Verbindung bringt, um den Kraftstoff von der ersten Speicherkammer (5) zur zweiten Speicherkammer (10) ablaufen zu lassen,
einer Ventileinrichtung (9) zum selektiven Einrichten und Blockieren der Verbindung zwischen der ersten Speicherkammer (5) und der zweiten Speicherkammer (10) und
einer Druckregeleinrichtung (11) zum Regeln des Drucks des in der zweiten Speicherkammer (10) gespeicherten Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck.
2. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch
1, wobei die Steuerschaltung (4) an die Ventileinrichtung
(9) ein Steuersignal vorsieht, so daß die Verbindung
zwischen der ersten Speicherkammer (5) und der zweiten
Speicherkammer (10) eingerichtet wird, wenn ein
Drosselklappenöffnungsgrad während eines
Hochlastmotorbetriebs im wesentlichen auf Null gesteuert
wird.
3. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einer Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einer Vielzahl von mit der Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektoren (7) zum Einspritzen des Kraftstoffs im Speicher (5) in Motorzylinder eines Motors (6),
einem Ablaufkanal (35), um den im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoff ablaufen zu lassen, und
einer Druckregeleinrichtung (11; 15) zum Regeln des Drucks des durch den Ablaufkanal (35) abgelassenen Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck.
einer Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einer Vielzahl von mit der Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektoren (7) zum Einspritzen des Kraftstoffs im Speicher (5) in Motorzylinder eines Motors (6),
einem Ablaufkanal (35), um den im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoff ablaufen zu lassen, und
einer Druckregeleinrichtung (11; 15) zum Regeln des Drucks des durch den Ablaufkanal (35) abgelassenen Kraftstoffs auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck.
4. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einer Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einer Vielzahl von mit der Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektoren (7) zum Einspritzen des Kraftstoffs im Speicher (5) in Motorzylinder eines Motors (6),
einer ersten Einrichtung zum Bestimmen, ob eine bestimmte Druckabbaubedingung zum Abbauen des Drucks des im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoffs erfüllt ist oder nicht, wobei die erste Einrichtung ein Lösesignal vorsieht, wenn die bestimmte Druckabbaubedingung erfüllt ist,
einer auf das Lösesignal von der ersten Einrichtung ansprechenden zweiten Einrichtung, die dazu dient, den im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoff ablaufen zu lassen, wobei dessen Druck auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck geregelt wird.
einer Speicherkammer (5), in der Kraftstoff mit einem ersten Druck gespeichert ist,
einer Vielzahl von mit der Speicherkammer (5) in Verbindung stehenden Kraftstoffinjektoren (7) zum Einspritzen des Kraftstoffs im Speicher (5) in Motorzylinder eines Motors (6),
einer ersten Einrichtung zum Bestimmen, ob eine bestimmte Druckabbaubedingung zum Abbauen des Drucks des im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoffs erfüllt ist oder nicht, wobei die erste Einrichtung ein Lösesignal vorsieht, wenn die bestimmte Druckabbaubedingung erfüllt ist,
einer auf das Lösesignal von der ersten Einrichtung ansprechenden zweiten Einrichtung, die dazu dient, den im Speicher (5) gespeicherten Kraftstoff ablaufen zu lassen, wobei dessen Druck auf einen im Vergleich zum ersten Druck niedrigeren zweiten Druck geregelt wird.
5. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch
4, wobei die erste Einrichtung eine
Motordrehzahlbestimmungseinrichtung (30) zum Bestimmen
einer Motordrehzahl, eine
Drosselklappenöffnungsgradbestimmungseinrichtung (40) zum
Bestimmen eines Öffnungsgrades einer Drosselklappe und eine
Verzögerungsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob ein
bestimmter Motorbetriebszustand, nämlich daß der Motor (6)
mit einer bestimmten Rate verzögert, wenn der Öffnungsgrad
der Drosselklappe kleiner ist als ein im voraus gewählter
Wert, vorliegt oder nicht, und zwar in Abhängigkeit von der
durch die Motordrehzahlbestimmungseinrichtung (30)
bestimmten Motordrehzahl und des durch die
Drosselklappenöffnungsgradbestimmungseinrichtung (40)
bestimmten Öffnungsgrads der Drosselklappe, wobei die
Verzögerungsbestimmungseinrichtung das Lösesignal an die
zweite Vorrichtung vorsieht, wenn der bestimmte
Motorbetriebszustand vorliegt.
6. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch
4, die ferner einen Ablaufkanal (35) aufweist, der den in
der Speicherkammer (5) gespeicherten Kraftstoff ablaufen
läßt, und wobei die zweite Einrichtung ein im Ablaufkanal
(35) angeordnetes Solenoidventil (11; 15) und eine mit dem
Solenoidventil in Verbindung stehende zweite Speicherkammer
(10) aufweist.
7. Speicherkraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 6,
wobei das Solenoidventil (11; 15) einen Steueranschluß (52)
hat, an dem ein Ventilsitz (46) ausgebildet ist, ein Ventil
(43), das selektiv in und außer Eingriff mit dem Ventilsitz
(46) des Steueranschlusses (52) gebracht wird, um den
Ablaufkanal (35) zu öffnen und zu schließen, eine das
Ventil (43) in Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des
Steueranschlusses (52) drückende Ventilfeder (44), einen
Solenoid (49), der das Ventil (43) außer Eingriff mit dem
Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) bewegt, wenn der
Solenoid (49) eingeschaltet ist, einen im Ventil (43)
ausgebildeten Zylinder (53) mit einem Durchmesser, der
kleiner ist als der des Ventilsitzes (46) des
Steueranschlusses (52), einen Ausgleichskolben (54), der im
Zylinder (53) flüssigdicht gleitbar angeordnet ist, eine im
Zylinder (53) durch den Ausgleichskolben (54) definierte
Ausgleichsdruckkammer (55) und einen im Ventil (43)
ausgebildeten Kanal (56), der zwischen dem Steueranschluß
(52) und der Ausgleichsdruckkammer (56) ständig in
Verbindung steht.
8. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch
7, wobei die Federkraft der Ventilfeder (44) derart
eingestellt ist, daß eine Hydraulikkraft, die erzeugt wird,
wenn der Kraftstoff in der Speicherkammer (5) mit einem
maximalen Druck gespeichert wird, das Ventil (43) gegen die
Federkraft der Ventilfeder (44) außer Eingriff mit dem
Ventilsitz (46) drückt.
9. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch
7, wobei eine Anziehkraft des Solenoids (49), der das
Ventil (43) außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46) bewegt,
derart eingestellt ist, daß diese mit der Summe einer auf
das Ventil (43) wirkenden Hydraulikkraft, wenn der
Kraftstoff in der Speicherkammer (5) mit einem minimalen
Druck in einem bestimmten normalen Bereich gespeichert ist,
und einer Federkraft der Ventilfeder im Gleichgewicht
steht.
10. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach
Anspruch 7, die ferner ein zwischen der Speicherkammer (5)
und dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52)
angeordnetes Drosselventil aufweist.
11. Drucksteuervorrichtung für die Verwendung in einer
Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer
Speicherkammer (5), in der ein Kraftstoff mit einem
bestimmten Druck gespeichert ist, und einem elektrisch
gesteuerten Kraftstoffinjektor (7) zum Einspritzen des
Kraftstoffs in der Speicherkammer (5) in einen
Motorzylinder, wobei die Drucksteuervorrichtung aufweist:
einen Steueranschluß (52), an dem ein Ventilsitz (46) ausgebildet ist und der mit der Speicherkammer (5) durch einen Ablaufkanal in Verbindung steht, um den Kraftstoff in der Speicherkammer (5) ablaufen zu lassen,
ein Ventil (43), das selektiv in und außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) gebracht wird, um den Ablaufkanal zu öffnen und zu schließen,
eine das Ventil (43) in Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) bewegende Ventilfeder (44), einen Solenoid (49), der das Ventil (43) außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) bewegt, wenn der Solenoid (49) eingeschaltet ist,
einen im Ventil (43) ausgebildeten Zylinder (53) mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des Ventilsitzes (46) des Steueranschlusses (52),
einen im Zylinder (53) flüssig-dicht gleitbar angeordneten Ausgleichskolben (54),
eine im Zylinder (53) durch den Ausgleichskolben (54) definierte Ausgleichsdruckkammer (55) und
einen im Ventil ausgebildeten Kanal (56), der ständig zwischen dem Steueranschluß (52) und der Ausgleichsdruckkammer (55) in Verbindung steht.
einen Steueranschluß (52), an dem ein Ventilsitz (46) ausgebildet ist und der mit der Speicherkammer (5) durch einen Ablaufkanal in Verbindung steht, um den Kraftstoff in der Speicherkammer (5) ablaufen zu lassen,
ein Ventil (43), das selektiv in und außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) gebracht wird, um den Ablaufkanal zu öffnen und zu schließen,
eine das Ventil (43) in Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) bewegende Ventilfeder (44), einen Solenoid (49), der das Ventil (43) außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) bewegt, wenn der Solenoid (49) eingeschaltet ist,
einen im Ventil (43) ausgebildeten Zylinder (53) mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des Ventilsitzes (46) des Steueranschlusses (52),
einen im Zylinder (53) flüssig-dicht gleitbar angeordneten Ausgleichskolben (54),
eine im Zylinder (53) durch den Ausgleichskolben (54) definierte Ausgleichsdruckkammer (55) und
einen im Ventil ausgebildeten Kanal (56), der ständig zwischen dem Steueranschluß (52) und der Ausgleichsdruckkammer (55) in Verbindung steht.
12. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach
Anspruch 11, wobei die Federkraft der Ventilfeder (44)
derart eingestellt ist, daß eine Hydraulikkraft, die
erzeugt wird, wenn der Kraftstoff in der Speicherkammer (5)
mit einem maximalen Druck gespeichert wird, das Ventil (43)
gegen die Federkraft der Ventilfeder (44) außer Eingriff
mit dem Ventilsitz (46) drückt.
13. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach
Anspruch 11, wobei eine Anziehkraft des Solenoids (49), der
das Ventil (43) außer Eingriff mit dem Ventilsitz (46)
bewegt, derart eingestellt ist, daß sie mit der Summe einer
auf das Ventil (43) wirkenden Hydraulikkraft, wenn der
Kraftstoff in der Speicherkammer (5) mit einem minimalen
Druck in einem bestimmten normalen Bereich gespeichert ist,
und einer Federkraft der Ventilfeder (44) im Gleichgewicht
steht.
14. Speicherkraftstoffeinspritzvorrichtung nach
Anspruch 11, die ferner zwischen der Speicherkammer (5) und
dem Ventilsitz (46) des Steueranschlusses (52) ein
Drosselventil aufweist.
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