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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Brennstoffeinspritzung
und insbesondere auf hydraulisch betätigte Strömungsmitteleinspritzvorrichtungen
mit Direktsteuernadelventilen und Brennstoffeinspritzsysteme und
-verfahren, die diese verwenden.
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Bekannte
hydraulisch betätigte
Brennstoffeinspritzsysteme und/oder -komponenten sind beispielsweise
in folgenden Schriften gezeigt:
US 5 121 730 A ,
US 5 271 371 A und
US 5 297 523 A . Bei diesen
hydraulisch betätigten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen öffnet sich ein federvorgespanntes
Nadelrückschlagelement,
um eine Brennstoffeinspritzung zu beginnen, wenn der Druck von einer
Verstärkungskolben/Stößel-Anordnung
auf einen Ventilöffnungsdruck
gesteigert wird. Auf den Verstärkungskolben
wirkt ein Betätigungsströmungsmittel
mit relativ hohem Druck, wie beispielsweise Motorschmieröl, wenn
ein Elektromagnetsteuerventil den Hochdruck-Einlaß der Einspritzvorrichtung öffnet. Die
Einspritzung wird beendet durch Deaktivieren des Elektromagneten,
um den Druck über
dem Verstärkungskolben
zu lösen.
Dies wiederum bewirkt einen Abfall des Brennstoffdruckes, was bewirkt,
daß sich
das Nadelrückschlagelement
schließt
und eine Einspritzung beendet, und zwar unter Einwirkung seiner Rückstellfeder.
Während
diese hydraulisch betätigten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen viele Jahre hervorragend gearbeitet
haben, bleibt dennoch Raum für
Verbesserungen, insbesondere auf dem Gebiet des Formens oder Steuerns
einer Einspritzratenbahn oder -kurve vom Beginn zum Ende, um präzise einen Satz
von Motorbetriebszuständen
zu entsprechen.
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Aus
der
DE 41 18 237 A1 ist
ein Einspritzsystem für
Brennkraftmaschinen bekannt, das eine Voreinspritzung und eine anschliessende
Haupteinspritzung ermöglicht,
mit einem Pumpenkolben, der mit einem Arbeitskolben grösseren Durchmessers
in Verbindung steht, wobei die Kolben jeweils, an ihrer von der
Verbindung abgewandten Seite, mit dem Pumpengehäuse einen Zylinderraum begrenzen, und
mit einem Druckraum, der eine Düsennadel
umgibt und dessen Druck die Düsennadel
in Öffnungsrichtung
beaufschlagt, wobei die Düsennadel
eine Verbindung zwischen Druckraum und einem Brennraum der Brennkraftmaschine
zur Einspritzung von Kraftstoff öffnen
kann oder diese Verbindung schliessen kann, mit einer Einspritzleitung,
die den Zylinderraum des Pumpenkolbens mit dem Druckraum verbindet,
mit einem Mitteldruckanschluss, der einen unter Mitteldruck stehenden
Kraftstoffspeicher über
ein in Richtung auf den Druckraum öffnendes Rückschlagventil mit dem Druckraum
verbindet, und mit einem Steuerventil, das in einer Schaltstellung
den Zylinderraum des Arbeitskolbens mit dem Mitteldruckanschluss
und in einer anderen Schaltstellung den Zylinderraum mit einem Leckölsystem
verbindet, sowie mit einem Federraum, in welchem eine auf eine Düsennadel
in Schliessrichtung einwirkende Feder angeordnet ist, wobei die
Düsennadel
durch den Druck im Federraum in Schliessrichtung beaufschlagbar
ist, wobei das Steuerventil drei Schaltstellungen aufweist und vorzugsweise
als 4/3-Weg-Ventil ausgebildet ist, um die Einspritzung von Kraftstoff aus
dem Mitteldrucksystem zu ermöglichen,
wobei das Steuerventil in seiner ersten Stellung den Zylinderraum
des Arbeitskolbens mit dem Leckölsystem und
den Federraum mit dem Mitteldrucksystem verbindet, das Steuerventil
in seiner zweiten Stellung sowohl den Zylinderraum des Arbeitskolbens
als auch den Federraum mit dem Leckölsystem verbindet und das Steuerventil
in seiner dritten Stellung den Zylinderraum des Arbeitskolbens mit
dem Mitteldrucksystem und den Federraum mit dem Leckölsystem
verbindet.
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US 4 440 132 A offenbart
ein Brennstoffeinspritzsystem mit einer Brennstoffzuleitung, die
von einem Brennstoffbehälter
zu einer Einspritzdüse
durch einen Druck verstärker
verläuft
und flüssigkeitsseitig von
einem Flüssigkeitskreis
zum Betrieb des Druckverstärkers
und von einem Flüssigkeitskreis
zum Betrieb eines Düsennadelantriebs,
der arbeitsseitig mit der Brennstoffeinspritzdüse zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung
verbunden ist, getrennt ist. Die beiden Flüssigkeitskreise haben eine
gemeinsame Druckflüssigkeitsvorratsquelle,
die vom Brennstoffbehälter
unabhängig
und geeignet ist, allgemeine Hydraulikeinheiten zu betreiben. Ein
elektronisch betätigtes
Druckregelventil wird von einem Regler gesteuert, um den Druckverstärker mit
einem Flüssigkeitsdruck
anzutreiben, der sich im Verhältnis
zu einer veränderlichen
Motorlast, d.h. Vollast, Teillast und Leerlauf, ändert.
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US 4 249 497 A offenbart
eine Kraftstoffeinspritzanlage mit mindestens einem Kraftstoffeinspritzventil,
insbesondere für
Großmotoren
mit einem axial in einem Gehäuse
eines Kraftstoffeinspritzventils verschiebbaren Ventilkörper, dessen
eine Stirnseite in eine mit einer Kraftstoffzuführung über eine Verbindungsleitung
angeschlossene Druckkammer ragend eine mit einem Ventilsitz zusammenwirkende Ventilnadel
trägt und
dessen andere Stirnseite über eine
Steuerung gesteuert druckbeaufschlagbar ist, so daß der Ventilsitz
durch die Ventilnadel abgedichtet ist und zur Einspritzung druckentlastbar
ist, wobei über
die mit dem Einspritzdruck beaufschlagte Ventilnadelseitige Stirnseite
der Ventilkörper
mit seiner Düsennadel
vom Ventilsitz abhebbar ist, wobei in der zur Druckkammer geführten Kraftstoffzuführung eine im
Takt der Einspritzung gesteuerte Absperrvorrichtung vorgesehen ist,
durch die die Verbindungsleitung zwischen der Druckkammer und der
Kraftstoffzuführung
mindestens während
eines großen
Teiles der Einspritzpause unterbrochen und in einer etwas größeren Zeitspanne
als der Einspritzdauer freigegeben ist.
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Über die
Jahre haben die Ingenieure erkannt, daß Motoremissionen bei gewissen
Betriebszuständen
beträchtlich
verringert werden können, und
zwar durch Vorsehen einer speziellen Einspritzratenbahn oder -kurve.
In vielen Fällen
werden Emissionen verbessert, wenn die anfängliche Einspritzrate steuerbar
ist und wenn es ein nahezu abruptes vertikales Ende für die Einspritzung
gibt. Während diese
früheren
hydraulisch betätigten
Brennstoffeinspritzsysteme eine gewisse Fähigkeit besitzen, die Einspritzratenform
zu steuern, bleit immer noch Raum zur Verbesserung der Fähigkeit,
die Einspritzratenform mit hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzsystemen
zu steuern.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fähigkeit
von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen
zu verbessern, eine Einspritzratenform während jedes Einspritzvorgangs zu
steuern.
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Diese
Aufgabe wird gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung gelöst durch
eine hydraulisch betätigte
Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es
ist auch ein Brennstoffeinspritzsystem offenbart, das eine Vielzahl
von hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen
mit Direktsteuernadelventilen oder direkt gesteuerten Nadelventilen aufweist.
Jede Einspritzvorrichtung besitzt ein Nadelventil mit einer hydraulischen
Verschlußoberfläche, die
dem Druck in einer Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist, und zumindest
ein Steuerventil, welches abwechselnd die Nadelsteuerkammer zu einer
Hochdruck-Strömungsmittelquelle
oder einem Niederdruck-Durchlaß öffnet. Jede
Einspritzvorrichtung besitzt auch einen Betätigungsströmungsmitteleinlaß, einen
Betätigungsströmungsmittelablauf
und einen Brennstoffversorgungsdurchlaß. Eine Brennstoffquelle ist
mit dem Brennstoffversorgungsdurchlaß jeder Einspritzvorrichtung
verbunden. Eine Hochdruck-Betätigungsströmungsmittelquelle
ist mit dem Betätigungsströmungsmitteleinlaß jeder
Einspritzvorrichtung verbunden. Ein Niederdruck-Reservoir ist mit dem Betätigungsströmungsmittelablauf
jeder Einspritzvorrichtung verbunden. Schließlich ist ein Computer in Verbindung
mit jedem der zumindest einen Steuerventile und ist fähig, es
zu steuern.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Brennstoffeinspritzung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 auf.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines hydraulisch betätigten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzsystems;
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2 ist
eine geschnittene Teilansicht eines Oberteils von einer der in 1 gezeigten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen;
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3 ist
eine geschnittene Teilansicht eines unteren Teils von einer der
in 1 gezeigten Einspritzvorrichtungen;
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4 ist
eine Schnittansicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß eines
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine vergrößerte geschnittene
Teilansicht eines oberen Teils der in 4 gezeigten Brennstoffeinspritzvorrichtung;
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6 ist
eine vergrößerte geschnittene
Teilansicht eines unteren Mittelteils der in 4 gezeigten
Brennstoffeinspritzvorrichtung;
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7 ist
eine geschnittene Teilansicht eines unteren Teils einer Einspritzvorrichtung
gemäß eines wei teren
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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Mit
Bezug auf die 1–3. in denen ähnliche
Bezugszeichen ähnliche
Elemente oder Merkmale in den Figuren bezeichnen, ist ein hydraulisch-betätigtes,
elektronisch-gesteuertes Brennstoffeinspritzsystem 10 gezeigt
(auf welches im folgenden als ein HEUI-B-Brennstoffsystem Bezug genommen wird).
Das beispielhafte HEUI-B-Brennstoffsystem 10 ist in 1 angepaßt für einen
Diesel-Verbrennungsmotor 12 mit Direkteinspritzung gezeigt.
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Das
HEUI-B-Brennstoffsystem 10 weist eine oder mehrere hydraulisch
betätigte
elektronisch gesteuerte Einspritzvorrichtungen 14 auf,
wie beispielsweise Einheitsbrennstoffinjektoren oder Brennstoffeinspritzeinheiten,
wobei jede geeignet ist, um in einer jeweiligen Zylinderkopfbohrung
des Motors positioniert zu sein. Das System 10 weist weiter
eine Einrichtung oder Mittel 16 auf zum Liefern von Hydraulikbetätigungsströmungsmittel
an jede Einspritzvorrichtung 14, eine Einrichtung oder
Mittel 18 zum Liefern von Brennstoff an jede Einspritzvorrichtung 14, eine
Einrichtung oder Mittel 20 zum elektronischen Steuern der
Brennstoffeinspritzmenge, des Einspritztimings oder eines Einspritzzeitplans,
der Pilot- oder Vorsteuereinspritzung, mehrfacher Einspritzungen,
einer Nacheinspritzung, von Veränderungen
der Anfangsanstiegsrate der Drücke
und/oder des Betätigungsströmungsmitteldruckes
des HEUI-B-Brennstoffsystems 10 unabhängig von der Motordrehzahl und
-belastung, und eine Einrichtung oder Mittel 22 zum Rezirkulieren
oder Wiedergewinnen von hydraulischer Energie des Hydraulikbetätigungsströmungsmittels,
das an die Einspritzvorrichtungen 14 geliefert wird.
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Die
Hydraulikbetätigungsströmungsmittel-Liefermittel 16 weisen
vorzugsweise folgendes auf: Einen Betätigungs strömungsmittelsumpf oder -tank 24,
eine Betätigungsströmungsmittelübertragungspumpe 26 mit
relativ niedrigem Druck, einen Betätigungsströmungsmittelkühler 28,
einen oder mehrere Betätigungsströmungsmittelfilter 30,
eine Quelle oder Mittel 32 zum Erzeugen von Betätigungsströmungsmittel
mit relativ hohem Druck (wie beispielsweise eine Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit
relativ hohem Druck), und zumindestens eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 für relativ
hohen Druck.
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Obwohl
das für
das Betätigungsströmungsmittel
ausgewählte
Strömungsmittel
Brennstoff sein könnte,
könnten
andere verfügbare
Motorströmungsmittel
verwendet werden. In den bevorzugten Ausführungsbeispielen ist das Betätigungsströmungsmittel
Motorschmieröl
und der Betätigungsströmungsmittelsumpf 24 ist
ein Motorschmierölsumpf.
Dies gestattet es, daß das
Brennstoffeinspritzsystem als parasitisches Untersystem zum Schmierölzirkulationssystem
des Motors angeschlossen wird. Alternativ kann das Betätigungsströmungsmittel
Brennstoff sein, der von einem Brennstofftank 42 geliefert
wird, oder es kann aus einer anderen Quelle sein, wie beispielsweise
Kühlströmungsmittel
usw.
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Vorzugsweise
ist eine Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 für jeden
Zylinderkopf mit einer Bank von Einspritzvorrichtungen 14 vorgesehen
und damit assoziiert. Jede Betätigungsströmungsmittelsammelleitung 36 besitzt
einen gemeinsamen Schienendurchlaß oder Common-Rail-Durchlaß 38 und
eine Vielzahl von Zweigdurchlässen 40, die
sich von dem Common-Rail-Durchlaß 38 weg
erstrecken.
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Der
Common-Rail-Durchlaß 38 ist
in Strömungsmittelverbindung
mit dem Auslaß der
Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 mit
relativ hohem Druck angeordnet. Die Anzahl von Zweigdurchlässen 40 für jede Sammelleitung 36 entspricht
der Anzahl von Einspritzvorrichtungen 14, die in jeden
Zylinderkopf positioniert sind. Jeder Zweigdurchlaß 40 ist
in Strömungsmittelverbindung
zwischen dem Common-Rail-Durchlaß 38 und einem Betätigungsströmungsmitteleinlaß einer
jeweiligen Einspritzvorrichtung 14 angeordnet.
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Die
Brennstoffliefermittel 18 weisen vorzugsweise folgendes
auf: Einen Brennstofftank 42, einen Brennstofflieferdurchlaß 44,
und zwar in Strömungsmittelverbindung
zwischen dem Brennstofftank 42 und einem Brennstoffeinlaß einer
jeden Einspritzvorrichtung 14 angeordnet, eine Brennstoffübertragungspumpe 46 mit
relativ niedrigem Druck, einen oder mehrere Brennstoffilter 48,
ein Brennstoffversorgungsventil 49 und einen Brennstoffzirkulations- und
-rückführdurchlaß 50,
der in Strömungsmittelverbindung
zwischen der (den) Einspritzvorrichtung(en) 14 und dem
Brennstofftank 42 angeordnet ist. Vorzugsweise definiert
jeder Zylinderkopf einen internen Brennstofflieferdurchlaß 44,
der in Verbindung mit einem ringförmigen Brennstoffeinlaß 52 jeder
Einspritzvorrichtung 14 in Verbindung steht, die mit dem jeweiligen
Zylinderkopf assoziiert ist. Vorzugsweise definiert jeder Zylinderkopf
auch einen getrennten internen Brennstoffauslaßdurchlaß 50, der mit einem Brennstoffauslaß 54 einer
jeden Einspritzvorrichtung 14 in Verbindung steht, die
mit dem jeweiligen Zylinderkopf assoziiert ist. Alternativ können der
Brennstofflieferdurchlaß 44 und
der Brennstoffauslaßdurchlaß 50,
die im Zylinderkopf definiert sind, ein einziger interner Durchlaß sein.
Alternativ können
die Durchlässe 44, 50 eine
einzelne oder ein Paar von externen Leitungen sein, die außerhalb
des Zylinderkopfes positioniert sind. Wahlweise kann eine (nicht gezeigte)
Hülse dichtend
in der Einspritzungsbohrung positioniert sein, und zwar radial zwischen
der Einspritzvorrichtung 14 und dem Zylinderkopf, um die internen
Kühlmittelkammern
des Zylinderkopfes von der Einspritzvorrichtung 14 zu trennen.
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Die
elektronischen Steuermittel 20 oder die Steuereinrichtung
weisen vorzugsweise ein elektronisches Steuermodul 56 (Computer)
auf, welches folgendes steuert: 1) Das Brennstoffeinspritztiming
oder den Brennstoffeinspritzzeitplan, 2) die Gesamtbrennstoffeinspritzmenge
während
eines Einspritzzykluses, 3) den Brennstoffeinspritzdruck, 4) die
Anzahl von getrennten Einspritzungen oder Einspritzsegmenten oder
Einspritzabschnitten während
eines Einspritzzykluses, 5) den (die) Zeitintervall(e) zwischen
dem (den) Einspritzsegment(en), 6) die Brennstoffmenge eines jeden
Einspritzsegmentes während eines
Einspritzzyklusses; und 7) irgendeine Kombination des (der) obigen
Parameter zwischen einer Vielzahl von Einspritzvorrichtungen 14.
Jeder der obigen Parameter ist variabel steuerbar, und zwar unabhängig von
der Motordrehzahl und Belastung.
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Vorzugsweise
ist jede Einspritzvorrichtung 14 ein Einheitsinjektor oder
eine Einspritzeinheit, wo sowohl eine Brennstoffdruckvorrichtung 58 als
auch eine Direktsteuerbrennstoffeinspritzvorrichtung 60 in der
gleichen Einheit aufgenommen sind. Obwohl hier als eine zusammengebaute
oder vereinigte Einspritzvorrichtung 14 gezeigt, könnte die
Einspritzvorrichtung alternativ von modularer Konstruktion sein,
wobei die Brennstoffeinspritzvorrichtung 16 getrennt von
der hydraulischen Brennstoffdruckvorrichtung 58 positioniert
ist. Die Einspritzvorrichtung 14 weist eine imaginäre Längsmittelachse 62 als
Referenz auf.
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Die
Einspritzvorrichtung 14 weist eine elektrische Betätigungs-
oder Betätiger-
und Ventilanordnung 64 auf, die betreibbar ist, um selektiv
unter Druck gesetztes Betätigungsströmungsmittel
an die Einspritzvorrichtung 14 zu leiten, und zwar ansprechend
auf den Empfang von einem oder mehreren variabel ausgewählten elektronischen
Steuersignalen S10 während eines Einspritzzyklus.
Die Ein spritzvorrichtung weist weiter folgendes auf: einen Gehäuseteil 66,
einen Düsenteil 68,
elektrische Betätigungsmittel
oder eine Vorrichtung (oder mehrere Vorrichtungen) 70,
ein elektronisch gesteuertes erstes Drucksteuerventil 72,
ein hin- und herbewegliches Brennstoffverstärkungs- und Druckglied 74,
ein direkt betätigtes
Nadelventil 76, eine erste Vorspannvorrichtung 78,
ein elektrisch gesteuertes zweites Drucksteuerventil 80 und
eine zweite Vorspannvorrichtung 82. Das Ventil 80 kann
auch als ein Nadelsteuerventil bezeichnet werden.
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Die
Betätigungs-
und Ventilanordnung
64 weist eine Betätigungsvorrichtung
84 auf,
vorzugsweise in der Form einer Elektromagnetanordnung, und ein Ventil
86,
vorzugsweise in der Form eines Sitz- oder Kolbenventils. Die Elektromagnetanordnung
84 weist
eine (nicht gezeigte) feste Stator- oder Spulenanordnung
88 und
einen beweglichen Anker
90 auf. Das Steuerventil
86 ist über die
Spulenvorspannfeder
87 vorgespannt, um den Betätigungsströmungsmitteleinlaß
41 zu
schließen
und um den Betätigungsströmungsmittelabfluß
33 zum
Betätigungsströmungsmittelhohlraum
35 zu
offnen. Vorzugsweise verkörpert
die Betätigungs-
und Ventilanordnung
64, genauso wie das Verstärkungs-
und Druckglied
74 andere Merkmale oder Verbesserungen,
die in
US 5 271 371
A offenbart sind.
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Der
Gehäuseteil 66 definiert
einen Brennstoffsteuerdurchlaß 92 und
eine integrale Brennstoffdruckkammer 94. Das interne Strömungsmittelvolumen
der Brennstoffdruckkammer 94 ist vorzugsweise fest und
unter anderem abhängig
von der gewünschten
Maximalbrennstoffmenge bemessen, die während eines Einspritzzyklus' eingespritzt wird,
vom gewünschten
oder Soll-Spitzenbrennstoffeinspritzdruck während eines Einspritzzyklus', vom Soll-Brennstoffeinspritzdruckabfall
oder -nachlassen während
eines Einspritzzyklus',
von dem Massenmodul oder der Viskosität des Brennstoffs und der Verschiebung
des Gliedes 74 (das heißt Hub und Effektivquerschnitt). Der
Steuerdurchlaß 92 bezieht
sich allgemein entweder auf einen Brennstoffversorgungsdurchlaß 96 mit relativ
niedrigerem Druck, oder auf einen Brennstoffauslaßdurchlaß 98 mit
relativ niedrigerem Druck, und zwar definiert im Einspritzvorrichtungskörper 14.
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Die
elektrischen Betätigungsmittel 70 sind zum
Steuern der Positionen der ersten und zweiten Ventile 72, 80 vorgesehen.
Die elektrischen Betätigungsmittel 70 werden
selektiv abgeschaltet oder erregt. Beispielsweise können die
elektrischen Betätigungsmittel 70 einen
einzelnen Elektromagneten oder eine Vielzahl von Elektromagneten
aufweisen. Alternativ können
die Mittel 70 eine piezoelektrische Vorrichtung aufweisen.
Das erste Ventil 72 ist vorzugsweise in der Brennstoffdruckkammer 94 positioniert
und ist selektiv zwischen einer ersten Position, in der die elektrischen
Betätigungsmittel 70 abgeschaltet
sind, und einer zweiten Position beweglich, in der die elektrischen
Betätigungsmittel 70 entweder erregt
oder abgeschaltet sind, wie unten erklärt. In seiner ersten Position öffnet das
erste Ventil 72 die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Brennstoffdruckkammer 94 und dem Niederdruck-Durchlaß 96. Das
erste Ventil 72 wird erregt um sich von seiner ersten (geöffneten)
Position in seine zweite (geschlossene) Position zu bewegen. In
seiner geschlossenen Position blockiert das erste Ventil 72 die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Brennstoffdruckkammer 94 und dem Niederdruck-Durchlaß 96. Vorzugsweise
weist ein Endteil des ersten Ventils 72 einen vergrößerten Kopf
auf, der in der Brennstoffdruckkammer 94 positioniert ist.
Ein anderer Teil des ersten Ventils 72 weist einen Steg
auf, der in der Bohrung 134 des Gehäuses 132 positioniert
ist. Der äußere Umfang
des Steges weist einen oder mehrere sich axial erstreckende Flachteile
oder Durchlässe auf.
Die Flachteile sind angeordnet, um Brennstoff von dem Niederdruck-Durchlaß 96 zu
den elektrischen Betätigungs mitteln 70 zu
leiten, und zwar zum Kühlen
und Ausgleichen der Strömungsmitteldrücke.
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Der
Düsenteil 68 definiert
eine Bohrung 100, eine Düsenkammer 102 integral
mit oder in der Strömungsmittelverbindung
mit der Brennstoffdruckkammer 94 angeordnet, eine Nadelsteuerkammer 104, und
zwar getrennt von der Düsenkammer 102 und der
Brennstoffdruckkammer 94, einen Spitzensitz 106 und
zumindest einen Düsenauslaß 108.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
weist das Verstärkungs- und Druckglied 74 vorzugsweise
einen Verstärkungskolben 109 und
einen hin und her beweglichen Stößel 110 auf.
Der Kolben 109 ist positioniert oder angeordnet, um sich
in der Kolbenbohrung 111 zwischen einer zurückgezogenen
oder eingefahrenen Position, wie gezeigt, und einer vorgeschobenen
oder ausgefahrenen Position hin- und herzubewegen. Der Stößel 110 ist
in der Stößelbohrung 128 positioniert
und ist zwischen einer ersten zurückgezogenen Position und einer
zweiten ausgefahrenen Position selektiv beweglich. Wenn das erste
Ventil 72 geöffnet
ist (das heißt
seine erste Position) ist der Stößel 110 während seiner
Bewegung aus seiner ersten in seine zweite Position betätigbar,
um ein erstes variabel gewähltes
Brennstoffvolumen von der Brennstoffdruckkammer 94 in den
Niederdruck-Durchlaß 96 zu
verdrängen
oder zu bewegen. Wenn das erste Ventil 72 geschlossen ist
(das heißt seine
zweite Position) ist der Stößel 110 während der Bewegung
von seiner ersten in seine zweite Position betätigbar, um ein zweites variabel
gewähltes
Brennstoffvolumen in die Brennstoffdruckkammer 94 zu bewegen
oder zu verdrängen,
wodurch ein solcher Brennstoff auf einen vorgewählten variablen Druck unter
Druck gesetzt wird. Anders gesagt, nachdem das erste Ventil 72 geschlossen
ist, komprimiert der Stößel 110 den
Brennstoff auf ein gesteuertes Volumen, das geringer als das feste
Volumen ist. Um den Einspritzdruck zu maximieren, der am Beginn
der Einspritzung verfügbar
ist, wird die Elektromagnet anordnung 84 elektrisch erregt,
und zwar vorzugsweise so, daß eine
Bewegung des Stößels 110 aus
seiner ersten in seine zweite Position beginnt, bevor die Anfangsbrennstoffeinspritzung
in einem Einspritzzyklus beginnt. Dies sieht auch einen variabel
gewählten Einspritzdruck
am Beginn der Einspritzung vor.
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Um
den mittleren wirksamen Einspritzdruck zu steigern, der von der
Einspritzvorrichtung 14 erzeugt wird, bewegt sich der hydraulisch
betätigte
Stößel 110 weiter
aus seiner ersten in seine zweite Position während der anfänglichen
Brennstoffeinspritzung in einem Einspritzzyklus. Alternativ kann
die Elektromagnetanordnung 84 sogar früher elektrisch erregt werden,
so daß eine
Bewegung des Stößels 110 aus
seiner ersten Position in eine komprimierte oder zusammengedrückte Position
vor der Anfangsbrennstoffeinspritzung während eines Einspritzzyklus' vollendet ist. Der
Kolben 109 und der Stößel 110 ziehen
sich zwischen den Einspritzvorrichtungen unter Einwirkung einer
Kolben/Stößel-Rückstellfeder oder
Rückholfeder 120 zurück.
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Das
Nadelventil 76 ist in der Bohrung des Düsenteils positioniert und ist
selektiv beweglich zwischen einer ersten Position, die die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Düsenkammer 102 und dem
Düsenauslaß 108 blockiert,
und einer zweiten Position, die die Strömungsmittelverbindung zwischen
der Düsenkammer 102 und
dem Düsenauslaß 108 öffnet. Das
Nadelventil 76 besitzt ein ersten Endteil 112 und
einen zweiten Endteil 114. Der erste Endteil 112 definiert
ein hydraulisches Öffnungsflächengebiet,
das zumindest teilweise in Strömungsmittelverbindung
mit dem Druck in der Düsenkammer 102 angeordnet
ist, wenn das Nadelventil 76 geschlossen ist (das heißt seine
erste Position). Das hydraulische Öffnungsflächengebiet ist angeordnet oder
geeignet, um in vollständiger
Strömungsmittelverbindung
mit der Düsenkammer 102 zu
sein, wenn das Nadelventil 76 geöffnet ist (das heißt seine
zweite Position). Der zweite Endteil 114 definiert ein
hydraulisches Verschlußflächengebiet,
das in Strömungsmittelverbindung
angeordnet ist, so daß es
dem Druck innerhalb der Nadelsteuerkammer 104 ausgesetzt
ist. Die erste Vorspannvorrichtung 78 weist vorzugsweise
eine erste mechanische Feder 116 auf, die betätigbar oder betreibbar
ist, um das Nadelventil 76 in seine geschlossene oder erste
Position vorzuspannen. Das Nadelventil 76 ist als ein nach
innen öffnendes
Ventil veranschaulicht. Alternativ kann das Nadelventil ein nach
außen öffnendes
Ventil sein, das zumindest eine Einspritzzumeßöffnung definiert, wenn es vom Spitzensitz
abhebt, oder ein Ventil, das direkt angebracht ist und von einer
Betätigungsvorrichtung
angetrieben wird, wie beispielsweise von einem Elektromagneten.
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Das
zweite Ventil 80 ist selektiv zwischen einer abgeschalteten
ersten Position und einer erregten zweiten Position beweglich. Vorzugsweise
ist das zweite Ventil 80 ein Dreiwegeventil, wie beispielsweise
ein Sitzventil oder Kolbenventil. Das zweite Ventil 80 blockiert
in seiner ersten Position die Strömungsmittelverbindung zwischen
der Nadelsteuerkammer 104 und dem Niederdruck-Durchlaß 98 und öffnet die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Nadelsteuerkammer 104 und der Düsenkammer 102.
Das zweite Ventil 80 öffnet
in seiner zweiten Position die Strömungsmittelverbindung zwischen
der Nadelsteuerkammer 104 und dem Niederdruck-Durchlaß 98 und
blockiert die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Nadelsteuerkammer 104 und der Düsenkammer 102.
Wenn das Nadelventil 76 geschlossen ist, und das zweite
Ventil 80 in seiner zweiten Position ist, sind die hydraulischen Öffnungs-
und Verschlußflächengebiete
betreibbar oder wirksam, um das Nadelventil 76 in seine
zweite (geöffnete)
Position zu bewegen. Wenn das Nadelventil 76 in seiner zweiten
(geöffneten)
Position ist, und das zweite Ventil 80 in seiner ersten
Position ist, sind die hydraulischen Öffnungs- und Verschlußflächengebiete
betätigbar
oder wirksam, um entgegenwirkende hydraulische Kräfte auszubalancieren
oder auszugleichen, wodurch der ersten Vorspannvorrichtung 78 gestattet wird,
das Nadelventil 76 in seine erste (geschlossene) Position
zu bewegen.
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Die
zweite Vorspannvorrichtung 82 weist vorzugsweise eine zweite
mechanische Feder 118 auf, zum Vorspannen von sowohl den
ersten als auch den zweiten Ventilen 72, 80 in
ihre jeweiligen ersten Positionen. Alternativ kann die zweite Vorspannvorrichtung 82 eine
Vielzahl von Federn sein, die die jeweiligen ersten und zweiten
Ventile in ihre jeweiligen ersten Positionen vorspannt.
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In
dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
weist die Einspritzvorrichtung 14 unter anderem auch Folgendes
auf: Eine Trommel 126, die eine Stößelbohrung 128 definiert,
in der der Stößel 110 sich
hin und her bewegt, und zwar gemäß oder in
einer vorbestimmten engen Passung, ein Gehäuse 132, das mit der
Trommel 126 verbunden ist oder integral damit ausgeformt
ist, und eine Bohrung 134 definiert, in der sich das erste
Ventil 72 hin und her bewegt, und zwar gemäß oder in
einer relativ lockeren Passung, eine (nicht gezeigte) optionale
Hülse,
oder ein gehärteter
rohrförmiger
Einsatz, die oder der dichtend zwischen der Trommel 126 und
dem Gehäuse 132 positioniert
ist, und zumindest teilweise die Brennstoffdruckkammer 94 definiert,
einen elektrischen Verbinder oder Stecker (nicht gezeigt), der elektrisch
mit der elektrischen Betätigungsvorrichtung 70 verbunden
ist, eine obere Dichtung 140, einen oberen Stop oder Anschlag 142,
der eine Bohrung 144 definiert, in der sich das zweite
Ventil 80 hin und her bewegt, und zwar gemäß oder in
einer vorbestimmten engen Passung, eine Scheibe oder Beabstandung
(Abstandhalter) 146, einen unteren Stop oder Anschlag 148,
eine Sitzhülse 150,
die zwischen der Beabstandung 146 und dem unteren Anschlag 148 positioniert
ist, einen Körper 152,
der die Bohrung 100 definiert, in der sich ein Teil des
Nadelventils 76 gemäß oder in
einer vorgewählten
engen Passung hin und her bewegt, eine Spitze 154, die
den Spitzensitz 106 und die Düsenauslässe 108 definiert, und
ein Gehäuse
oder eine Hülle 156,
die mit dem Gehäuse 132 verbunden
ist.
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Das
Gehäuse 132 und
das erste Ventil 72 definieren jeweils einen Sitz oder
Sitze 158, 160, die sich dichtend berühren, wenn
das erste Ventil 72 geschlossen ist. Der obere Anschlag 142 und
das zweite Ventil 80 definieren jeweils einen Sitz oder
Sitze 162, 164, die sich dichtend berühren, wenn
das zweite Ventil 80 in seiner zweiten Position ist. Die
Sitzhülse 150 und
das zweite Ventil 80 definieren jeweils einen getrennten
Sitz oder Sitze 168, 170, die sich berühren, wenn
das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist.
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Vorzugsweise
definiert die Sitzhülse 150 eine
Bohrung 172, in der sich das zweite Ventil 80 hin und
her bewegt, und zwar gemäß oder in
einer vorbestimmten engen Passung. Vorzugsweise ist die Sitzhülse 150 zwischen
der Scheibe oder Beabstandung 146 und dem unteren Anschlag 148 positioniert. Die
Sitzhülse 150 definiert
auch eine oder mehrere getrennte Steuerzumeßöffnungen, die im allgemeinen
in radialer Richtung zwischen der Bohrung 172 und dem äußeren Umfang
der Sitzhülse 150 eine Verbindung
herstellen oder verbunden sind, und daher mit dem Niederdruck-Durchlaß 98.
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Vorzugsweise
ist die elektrische Betätigungsvorrichtung 70 mit
dem Gehäuse 132 verbunden.
Der obere Anschlag 142, die Beabstandung 146,
der untere Anschlag 148, der Körper 152 und die Spitze 154 werden
zwischen der Umhüllung 156 und
dem Gehäuse 132 gehalten.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 2 und 3 ist die Betätigungs-
und Ventilanordnung 64 kolinear oder in einer Linie mit
der Achse 62 positioniert. Alternativ kann die Betätigungs-
und Ventilanordnung 64 in einem Winkel (von beispielsweise
90 Grad) relativ zur Achse 62 positioniert sein, oder sogar
von der Einspritzvorrichtung 14 getrennt.
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Die
Hydraulikenergierückführungs-
oder -wiedergewinnungsmittel 22 weisen vorzugsweise folgendes
auf: Ein Auslaßbetätigungsströmungsmittelsteuerventil 174 für jede Einspritzvorrichtung 14, eine
gemeinsame Rückführungsleitung 176,
die mit jedem Ventil 174 verbunden ist, und einen Hydraulikmotor 178,
der zwischen der Betätigungsströmungsmittelpumpe 34 und
der Rückführungsleitung 176 verbunden
ist. Vorzugsweise ist jedes Steuerventil 174 ein Elektromagnetsteuerventil,
das selektiv vom elektronischen Steuermodul oder ECM 56 aktiviert wird.
Das Steuerventil 174 öffnet
nachdem die Einspritzung der jeweiligen Einspritzvorrichtung 14 vollendet
ist, und schließt
nachdem der Strömungsmitteldruck
mit der Rückführungsleitung 176 und
dem Hydraulikmotor 178 verbunden ist. Vorzugsweise besitzt
der Hydraulikmotor 178 eine drehbare Ausgangswelle, die
geeignet ist, um drehend oder drehbar den Antriebsstrang des Motors 12 anzutreiben oder
davon angetrieben zu werden.
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Mit
Bezug auf die 4–6 ist ein
Ausführungsbeispiel
einer HEUI-B-Brennstoffeinspritzvorrichtung 14' gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 14' könnten für die in 1 gezeigten
Brennstoffeinspritzvorrichtungen 14 eingesetzt werden.
Dieses Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von der vorher beschriebenen Ausführung durch
das Vorsehen eines Drei-Positionen-Steuerventils, welches von einem
einzigen Elektromagneten angetrieben wird, anstelle eines Paares
von Zwei-Positionen-Steuerventilen, die von zwei Elektromagneten
gesteuert werden wie im vorherigen Ausführungsbeispiel. Somit wird ein
Elektromagnet eliminiert, aber das zweite Ausführungsbeispiel behält das Merkmal
des Direktsteuernadelventils der vorherigen Ausführung.
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Die
Brennstoffeinspritzvorrichtung 14' hat viele Merkmale mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 14 gemeinsam,
insbesondere die Weise, in der die beiden Brennstoffeinspritzvorrichtungen
hydraulisch Brennstoff unter Druck setzen. Die Einspritzvorrichtung 14' weist einen
Einspritzvorrichtungskörper 215 mit
einer Stößelbohrung 224 und
einem Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 auf,
der sich in einen Hochdruck-Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 öffnet, einen
Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 218 und
eine Kolbenbohrung 222. Ein Hülsenventilglied 255 wird
durch eine Druckfeder 259 aus einer geschlossenen Position,
wie gezeigt, zu einer offenen Position hin vorgespannt. Wenn das
Hülsenventilglied 255 in
seiner geschlossenen Position ist, wie gezeigt, ist der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 gegenüber dem
Hochdruck-Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 geschlossen,
jedoch offen zum Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 218.
Wenn das Hülsenventilglied 255 sich
unter Einwirkung der Druckfeder 259 in seine offene Position
bewegt, wird der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 zum
Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 hin
geöffnet
und zum Auslaß 218 hin
geschlossen. Die Position des Hülsenventilgliedes 255 wird
durch einen Drei-Positionen-Elektromagneten 250 gesteuert,
der fähig
ist, ein Betätigungsventilglied 252 zwischen
einer ersten Position, einer zweiten Position und einer dritten
Position gegen die Wirkung der Druckfeder 254 zu bewegen.
Wenn der Elektromagnet 250 abgeschaltet ist, wie gezeigt,
drückt
die Druckfeder 254 das Betätigungsventilglied 252 in
seine erste Position, in der der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 zum Auslaß 218 hin
offen ist, und der Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zu
einem zweiten Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 220 hin
offen ist.
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Wenn
der Elektromagnet 250 mit einem vollen oder Pull-in- oder Einzugsstrom
erregt wird, wird das Betätigungssteuerventilglied 252 nach
links gegen seinen Anschlag in eine zweite Position gezogen. Wenn
dies auftritt, wird das Hülsenventilglied 255 hydraulisch
ausgeglichen und bewegt sich in seine offene Position unter Einwirkung
der Druckfeder 259. Zur gleichen Zeit öffnet das Betätigungsventilglied 252 den
Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß zu einem
Transfer- oder Übertragungsdurchlaß 236,
der sich zum Hochdruck im Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 hin öffnet und schließt den Steuerdurchlaß 238 zum
Abfluß 220. Wenn
der Elektromagnet 250 mit einem mittleren oder Halte- oder
Hold-In-Strom erregt wird, bewegt sich das Betätigungsventilglied 252 geringfügig nach rechts,
und zwar um einen ausreichenden Abstand, um den Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zum
Hochdruck im Transfer- oder Übertragungsdurchlaß 236 zu
schließen,
und öffnet
den selbigen zum Niederdruck-Auslaß 220. Jedoch ist
der Haltestrom nicht ausreichend, um irgendeine Veränderung der
Position des Hülsenventilglieds 255 zu
bewirken, welches in seiner offenen Position bleibt, wobei der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 zum Hochdruck-Einlaß 216 hin
offen ist.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
kann das Hülsenventilglied 255 als
ein Betätigungsströmungsmittelsteuerventil
angesehen werden, jedoch wird dem Fachmann klar sein, daß durch
erneutes Anordnen von verschiedenen Durchlaßwegen das Betätigungsventilglied 252 und
das Hülsenventilglied 255 zu
einem einzigen Kolbenventilglied zusammengeführt werden könnten.
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Ein
Verstärkungskolben 260 ist
angeordnet, um sich in einer Kolbenbohrung 222 zwischen
einer vorderen Position und einer Rückkehrposition hin- und herzubewegen,
wie gezeigt. Ein Stößel 264 ist positioniert,
um sich in der Stößelbohrung 224 zwischen
einer zurückgezogenen
oder eingefahrenen Position, wie gezeigt, und einer ausgefahrenen
Position hin- und herzubewegen. Der Verstärkungskolben 260 und
der Stößel 264 sind über eine
Druckfeder 262 in ihre jeweiligen Rückstell- und eingefahrenen Positionen
vorgespannt. Ein Teil der Stößelbohrung 224 und
des Stößels 264 definieren
eine Brennstoffdruckkammer 230, die zu einer Düsenkammer 228 über einen
Düsenversorgungsdurchlaßweg 235 hin offen
ist, der in dieser Schnittansicht verborgen ist. Die Düsenkammer 228 wiederum öffnet sich
zu einem Düsenauslaß 229,
der sich zur Brennkammer des Motors hin öffnet.
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Ein
Nadelventil 280 ist innerhalb der Düsenkammer 228 montiert
und kann sich zwischen einer geschlossenen Position, wie gezeigt,
in der die Düsenkammer 228 zum
Düsenauslaß 229 hin
verschlossen ist, und einer offenen Position bewegen, in der die
Düsenkammer 228 zum
Düsenauslaß 229 hin offen
ist. Ein Ende der Nadel definiert eine hydraulische Schließoberfläche 284,
die offen ist und einem Strömungsmitteldruck
innerhalb der Nadelsteuerkammer 240 ausgesetzt ist. Die
Düsenkammer 228 ist
von. der Nadelsteuerkammer 290 durch die relativ enge Passung
in der Bohrung 254 isoliert. Die Nadelsteuerkammer 240 und
ihr Verbindungsdurchlaß 248 sind
abwechselnd offen zu einer Hochdruck-Strömungsmittelquelle oder einem
Niederdruck-Durchlaß,
und zwar durch ein Nadelsteuerventil 270, welches innerhalb
des Einspritzvorrichtungskörpers 215 montiert
ist. Das Nadelsteuerventil 270 ist beweglich zwischen einer
Aus-Position, in der das die Nadelsteuerkammer 240 zu einem
Hochdruck in der Brennstoffdruckkammer 230 über einen
Verbindungsdurchlaß 242 geöffnet ist,
und einer An-Position, in der die Nadelsteuerkammer 240 zu
einem Niederdruck-Durchlaß 244 hin
offen ist. Die An- oder Aus-Positionierung des Nadelsteuerventils 270 wird durch
den Druck innerhalb des Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlasses 238 gesteuert.
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Das
Nadelventil 280 weist eine hydraulische Öffnungsoberfläche 282 auf,
die dem Druck innerhalb der Düsenkammer 228 ausgesetzt
ist. Die hydraulische Schließoberfläche 284 und
die hydraulische Öffnungsoberfläche 282 sind
bemessen und angeordnet, so daß das
Nadelventil 280 zu seiner geschlossenen Position hin vorgespannt
ist, wenn die Nadelsteuerkammer 240 zur Brennstoffdruckkammer 230 hin
geöffnet
ist. Diese Vorspannung kann bewirkt werden durch eine hydraulische
Unausgeglichenheit im Nadelventil 280 auf Grund der relativen Größe der hydraulischen
Oberflächen
und/oder durch die Wirkung einer Druckrückstellfeder 286.
Die Druckfeder 286 spannt das Nadelventil 280 zu
seiner geschlossenen Position hin vor, wenn der Druck in der Düsenkammer 228 unter
einem Ventilöffnungsdruck
ist, und das Nadelsteuerventil 240 wird zu einem Niederdruck-Durchlaß 244 hin
geöffnet.
Das Nadelventil 280 ist zu seiner offenen Position hin
vorgespannt, wenn die Nadelsteuerkammer 240 zum Niederdruck-Durchlaß 244 hin
geöffnet
ist, und der Brennstoffdruck innerhalb der Düsenkammer 228 größer ist
als ein Ventilöffnungsdruck,
der ausreicht, um die Druckfeder 286 zu überwinden.
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Mit
Bezug auf 5 ist eine vergrößerte Ansicht
des Betätigungsventilgebietes
der Brennstoffeinspritzvorrichtung 14' gezeigt, um besser die Positionierung
und die Anschlüsse
zu erklären,
die mit dem Betätigungsströmungsmittel
assoziiert sind. Das Hülsenventilglied 255 weist
ein hohles Inneres oder einen hohlen Innenraum 257, gegenüberliegende
hydraulische Endoberflächen
und eine Vielzahl von radialen Öffnungen 258 auf.
Wenn der Elektromagnet 250 abgeschaltet wird, drückt die
Druckfeder 254 das Betätigungsventilglied 252 nach
rechts, was wiederum das Kugelventil 219 gegen den Sitz 225 drückt. Dies
setzt die hydraulische Endfläche 256 des
Hülsenventilgliedes 255 dem
niedrigen Druck des Betätigungsströmungsmittelauslasses 220 aus.
Das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel
vom Einlaß 216 wirkt
auf das andere Ende des Hülsenventilgliedes 255,
was es, wie gezeigt, zu seiner geschlossenen Position hin drückt, in
der der Sitz 221 geschlossen ist, jedoch der Sitz 223 offen
ist. In dieser Position ist das Strömungsmittel im Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 niedrig
oder tief, da er offen ist zum Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 218,
und zwar über
den Sitz 223. Auch ist, wenn der Elektromagnet 250 abgeschaltet
ist, der Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 offen
zum Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 220,
und zwar über
einen Sitz 231.
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Wenn
der Elektromagnet 250 vollständig mit einem Pull-In- oder Einzugsstrom
erregt ist, wird das Betätigungskolbenventilglied 252 nach
links bewegt, was den Sitz 231 schließt, da der Sitz 233 den Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zum Druck
innerhalb des Übertragungsdurchlasses 236 hin öffnet. Zur
gleichen Zeit bewegt das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel innerhalb des hohlen
Innenraums 257 das Kugelventil 219 vom Sitz 225 zum
Sitz 227. Dies wiederum gestattet, daß Betätigungsströmungsmittel um das Hülsenventilglied 255 herum
und dahiner strömt,
um auf die hydraulische Endfläche 256 zu
wirken, was das Hülsenventil 255 hydraulisch
ausgeglichen macht. Das Hülsenventil 255 bewegt
sich dann nach rechts unter der Einwirkung der Druckfeder 259,
um den Sitz 223 zu schließen, und den Sitz 221 zu öffnen. Wenn
dies auftritt, fließt
das Hochdruck-Betätigungsströmungsmittel
in den Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 und
den Übertragungsdurchlaß 236 über die
Radialöffnungen 258 im
Hülsenventilglied 255.
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Mit
Bezug auf 6 sind die Ansichten des Direktsteuernadelventils
dieses Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zur Verdeutlichung vergrößert. Das
Nadelsteuerventil 270 weist ein Direktsteuerventilglied 272 auf,
und zwar mit einer hydraulischen Druckfläche 271, die sich
zum Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 hin öff net. Eine
hydraulische Druckfläche 271 ist
an einem Ende positioniert, um eine hydraulische Kraft auf dem Direktsteuerventilglied
zu seiner offenen Position hin zu erzeugen, in der die Nadelsteuerkammer 240 zu
einem Niederdruck-Durchlaß 244 über einen Verbindungsdurchlaßweg 248 und über einen
Sitz 276 geöffnet
ist. Eine Druckfeder 279 spannt normalerweise das Nadelsteuerventil 270 zu
seiner Aus-Position hin vor, in der die Nadelsteuerkammer 240 zur
Brennstoffdruckkammer 230 über die Verbindungsdurchlässe 248 und 242 geöffnet ist,
und zwar über
den Sitz 274.
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Niederdruck-Brennstoff
wird zur Einspritzvorrichtung 14' durch eine Öffnung 226 (siehe 4) geliefert,
die sich zu einem Brennstoffversorgungsdurchlaß 232 hin öffnet. Wenn
der Stößel 264 sich zurückzieht,
fließt
Brennstoff zurück
in die Brennstoffdruckkammer 230 über das Kugelrückschlagelement 234,
welches im Brennstoffversorgungsdurchlaß 232 positioniert
ist. Der Niederdruck-Durchlaß 244 öffnet sich
zu einem internen oder Innendurchlaß 254, der in Verbindung
steht mit einer Rückführöffnung 246, und
zwar zur Rückzirkulation
zu einer weiteren Einspritzvorrichtung.
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Mit
Bezug auf 7 ist ein Teil von noch einer
weiteren Einspritzvorrichtung 14'' gezeigt,
und zwar als eine Variation der in den 4–6 veranschaulichten
Einspritzvorrichtung 14'.
Insbesondere ist die Einspritzvorrichtung 14'' im
wessentlichen identisch mit der früher beschriebenen Einspritzvorrichtung 14', außer daß das Direktsteuerventilglied 272 in
diesem späteren
Ausführungsbeispiel
eliminiert wird, so daß das
Verschließen
des Nadelventils durch direktes Aufbringen eines Betätigungsströmungsmitteldruckes
auf die hydraulische Verschlußoberfläche 323 des
Nadelventils 320 durchgeführt wird. Bei der Einspritzvorrichtung 14' bewegt Betätigungsströmungsmitteldruck
ein Ventil 270, das die hydraulische Verschlußoberfläche einem
Hoch- oder Niederdruck-Brenn stoff aussetzt. Der obere Teil der Einspritzvorrichtung 14'' ist im wesentlichen identisch mit
dem der Einspritzvorrichtung 14' und der Leser sollte für eine Beschreibung
dieser Merkmale von beiden Ausführungsbeispielen
auf 5 und ihre beigefügte Offenbarung Bezug nehmen.
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Die
Einspritzvorrichtung 14'' weist einen
Einspritzvorrichtungskörper 315 auf,
der einen inneren Durchlaß 245 und
eine Nadelverstärkungsbohrung 318 definiert.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist das Nadelventil 320 einen Nadelteil 321 und
einen Endteil 322 auf. Der Endteil 322 arbeitet
als ein Kolben, der die Betätigungsströmungsmitteldruckkraft auf
das Nadelventil 320 verstärkt. Diese zwei Teile des Nadelventils 320 werden
aus getrennten Teilen hergestellt, jedoch wird dem Fachmann klar
sein, daß der
Nadelteil 321 und der Endteil 322 aus einem einzigen
integralen Stück
geeigneten Materials hergestellt werden könnten. Das Nadelventil 320 kann
sich innerhalb der Düsenkammer 228 zwischen
einer geschlossenen Position, in der der Düsenauslaß 229 verschlossen
ist, und einer offenen Position bewegen, in der der Düsenauslaß offen
ist. Das Nadelventil 320 weist zumindest eine hydraulische Öffnungsoberfläche 282 auf,
die dem Strömungsmitteldruck
innerhalb der Düsenkammer 228 ausgesetzt
ist, und eine hydraulische Verschlußoberfläche 323, die dem Druck
innerhalb der Nadelsteuerkammer 340 ausgesetzt ist. Es
sei bemerkt, daß die
Nadelsteuerkammer 340 immer von der Brennstoffdruckkammer 230 isoliert
ist. Die Nadelsteuerkammer 340 ist immer in direkter Strömungsmittelverbindung
mit einem Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238,
wie früher
mit Bezug auf die 4–6 beschrieben.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wirkt das Betätigungskolbenventilglied 252 als
ein Nadelsteuerventil, da es abwechselnd den Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zum
Hochdruck-Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 oder
einem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelablauf 220 (siehe 5) öffnet. Die
hydraulische Öffnungsoberfläche 282 und
die hydraulische Verschlußoberfläche 323 sind
bemessen und angeordnet, so daß das
Nadelventil 320 in eine geschlossene Position vorgespannt
ist, wenn die Nadelsteuerkammer 340 und der Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zu einer
Hochdruck-Strömungsmittelquelle
hin offen sind, d. h. dem Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216.
Wenn der Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zum
Niederdruck-Ablauf 220 hin offen ist, wird das Nadelventil 320 durch
die Wirkung der Rückstellfeder 286 in
seine geschlossene Position vorgespannt. Wenn der Brennstoffdruck
innerhalb der Düsenkammer 228 über einem
Ventilöffnungsdruck
ist, und die Nadelsteuerkammer 340 zum Niederdruck-Ablaufdurchlaß 220 hin
offen ist, wird sich das Nadelventil 320 anheben und gegen
die Wirkung der Feder 286 öffnen, um den Düsenauslaß 229 zu öffnen. Somit
arbeitet dieses Ausführungsbeispiel ähnlich wie
das vorherige Ausführungsbeispiel,
eliminiert jedoch das Direktsteuerventilglied 272 des vorherigen
Ausführungsbeispiels,
so daß das
Betätigungsströmungsmittel
verwendet wird, um direkt hydraulische Kräfte auf das Nadelventil aufzubringen.
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Mit
Bezug auf die Einspritzvorrichtungen der 2 und 3 ist,
bevor ein Einspritzzyklus beginnt, die elektrische Betätigungsvorrichtung 70 oder der
Elektromagnet normalerweise abgeschaltet, so daß das erste Ventil 72 geöffnet ist
und das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist.
Das Nadelventil 76 ist in seiner ersten (geschlossenen)
Position. Das geöffnete
erste Ventil 72 gestattet, daß die Brennstoffdruckkammer 94 und
die Düsenkammer 102 mit Brennstoff
mit relativ geringem Druck gefüllt
werden, der durch den Niederdruck-Durchlaß 96 geliefert wird.
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Der
Stößel 110 wird
hydraulisch nach unten getrieben, und zwar durch unter Druck gesetztes
Hydaulikbetätigungsströmungsmittel,
das selektiv an den Betätigungs strömungsmittelhohlraum 35 und den
Verstärkungskolben 109 nach
elektrischer Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 84 geliefert
wird. Der Stößel 110 beginnt
seinen Hub von seiner zurückgezogenen
oder ersten Position. Nach einer gewählten Größe des Stößelhubes, wird der Elektromagnet 70 erregt,
wodurch ein Schließen
des ersten Ventils 72, eine Bewegung des zweiten Ventils 80 in seine
zweite Position und eine Kompression der zweiten Feder 118 verursacht
wird. Der Elektromagnet 70 bleibt vorzugsweise erregt,
bis der Brennstoffdruck in der Brennstoffdruckkammer 94 einen
Pegel erreicht, der ausreicht, um hydraulisch das erste Ventil 72 geschlossen
zu halten. Der Elektromagnet 70 wird dann abgeschaltet,
wodurch es der zusammengedrückten
zweiten Feder 118 gestattet wird, das zweite Ventil 80 in
seine erste Position zurückzuführen. Der
Brennstoffdruck in der Brennstoffdruckkammer 94 und in
der Düsenkammer 102 fährt fort
auf einen variabel gewählten
Druck anzusteigen, und zwar aufgrund des fortgesetzten Hubes des
Stößels 110. Wenn
das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist, steht
Hochdruck-Brennstoff
in Verbindung mit der Nadelsteuerkammer 104 von der Düsenkammer 102, und
zwar zwischen den geöffneten
Sitzen 162, 164. Wenn das Nadelventil 76 sitzt
oder verschlossen ist, ist das hydraulische Verschlußflächengebiet,
das hohem Brennstoffdruck ausgesetzt ist, größer als das hydraulische Öffnungsflächengebiet,
wodurch verhindert wird, daß sich
das Nadelventil 76 öffnet.
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Um
die Einspritzung zu starten wird der Elektromagnet 70 wieder
erregt, wodurch er das zweite Ventil 80 in seine zweite
Position bewegt, und wieder die zweite Feder 118 zusammendrückt. Dies
schließt die
Sitze 164, 162 des zweiten Ventils und des oberen
Anschlags. Dies öffnet
auch die Sitze 170, 168 des zweiten Ventils 80 und
der Sitzhülse 150,
wobei die Nadelsteuerkammer 104 mit dem Niederdruck-Durchlaß 98 verbunden
wird. Durch Reduzieren des Drucks in der Nadelsteuerkammer 104 und durch
das Vorsehen von hohem Druck in der Düsenkammer 102 öffnet sich
das Nadelventil 76, um die Brennstoffeinspritzung durch
den Düsenauslaß 108 und
in die (nicht gezeigte) Motorbrennkammer zu beginnen.
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Um
die Brennstoffeinspritzung zu beenden, wird der Elektromagnet 70 wieder
abgeschaltet, wodurch es der zusammengedrückten zweiten Feder 118 gestattet
ist, das zweite Ventil 80 zurück in seine erste Position
zu führen,
und die Sitze 170, 168 des zweiten Ventils 80 und
der Sitzhülse 150 zu
schließen, um die Strömungsmittelverbindung
zwischen der Nadelsteuerkammer 104 und dem Niederdruck-Durchlaß 98 zu
blockieren. Darüber
hinaus werden die Sitze 164, 162 des zweiten Ventils 80 und des
oberen Anschlags 142 geöffnet,
wodurch die Nadelsteuerkammer 104 mit der Düsenkammer 102 verbunden
wird, wodurch Hochdruck-Brennstoff zurück in die Nadelsteuerkammer 104 eingeführt oder geleitet
wird.
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Vorzugsweise
sind die hydraulischen Öffnungs-
und Schließflächengebiete
des Nadelventils 76 derart bemessen und angeordnet, daß wenn das Nadelventil 76 geöffnet wird
und das zweite Ventil 80 in seiner ersten Position ist,
die Netto-Hydraulikkräfte,
die auf das Nadelventil 76 wirken, effektiv Null sind.
In anderen Worten, die Netto-Gegenströmungsmitteldrücke sind
gleich und auch die hydraulischen Öffnungs- und Verschlußflächengebiete
auf denen solche Drücke
wirken sind gleich. Wenn das Nadelventil 76 geöffnet wird,
ist die Kraft auf der ersten Feder 116 vorzugsweise die
einzige unausgeglichene oder unbalancierte Kraft, die auf das Nadelventil 76 wirkt,
und folglich das Nadelventil 76 in seine erste (geschlossene)
Position vorspannt. Am Ende des Brennstoffeinspritzzykluses oder
des Einspritzsegmentes drückt
die Kraft der ersten Feder 116 das Nadelventil 76 aus
seiner geöffneten
Position mit einer gewählten
Geschwindigkeit in seine geschlossene Position. Die erste Federkraft
ist vorzugsweise ausgewählt,
um ausreichend hoch für
ein adäquates
Nadelventilansprechen zu sein, jedoch ausreichend niedrig um das
Nadelventil 76 sanft auf den Spitzensitz 106 zu
bewegen, so daß das
Nadelventil 76 nicht die Spitze 154 beim Anfangskontakt überbeansprucht.
Vorteilhafterweise wird das Ende der Brennstoffeinspritzung während eines
Einspritzzykluses oder -segmentes genauer gesteuert, da die Geschwindigkeit
des Nadelventiles 76 in Schließrichtung primär nur durch
die Kraft der ersten Feder 116 bestimmt wird, mit minimaler
Einwirkung durch den Brennstoffeinspritzdruck.
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Mit
Bezug auf die in den 4–6 veranschaulichte
Brennstoffeinspritzvorrichtung 14' wird jede Einspritzsequenz gestartet
durch Anlegen eines Einzugs- oder Pull-In-Stroms an den Elektromagneten 250,
um das Betätigungskolbenventilglied 252 nach
links zu bewegen. Öldruck,
der in die Einspritzvorrichtung eingetreten ist und an einem Sitz 225 abgefangen
wurde, kann nun das Kugelventil 219 auf den Sitz 227 drücken. Hochdruck-Öl kann über den Sitz 225 durch
Quernuten in der Rückseite
des Hülsenventilgliedes 255 fließen, um
auf die Hydraulikstirnfläche 256 zu
wirken. Das Hülsenventilglied 255 ist
nun druckausgeglichen und die Feder 259 bewegt es nach
rechts. Dies öffnet
den Sitz 221 und schließt den Sitz 223. Die
Hauptölversorgung
kann durch die Radialöffnungen 258 fließen, über den
Sitz 221 in dem Betätigungsströmungsmittelhohlraum 217 zum Oberteil
des Verstärkungskolbens 260,
wobei er beginnt sich nach unten zu bewegen. Öl fließt auch durch einen Verbindungsdurchlaß 236 zum
Betätigungskolbenventilglied 252.
Ein Öldruck
auf der Hydraulikdruckoberfläche 271 des
Nadelsteuerventils 270 bewegt das Direktsteuerventilglied 272 nach rechts,
was den Sitz 274 schließt und den Sitz 276 öffnet. Wenn
sich der Verstärkungskolben 260 und der
Stößel 264 nach
unten bewegen, beginnt ein Strömungsmitteldruck,
sich innerhalb der Brennstoffdruckkammer 230 aufzubauen,
was das Kugelrückschlagelement 234 schließt. Wenn
der Elektromagnet-Einzugsstrom an bleibt, wird sich ein Brennstoffdruck
innerhalb der Düsenkammer 228 über ihren Verbindungsdurchlaß 235 zur
Brennstoffdruckkammer 230 aufbauen, bis ein Ventilöffnungsdruck
(VOP = valve opening pressure) erreicht ist, und sich das Nadelventil
gegen die Wirkung der Nadelrückstellfeder 286 öffnet.
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Um
eine Direktsteuerung des Nadelventils 280 vorzusehen, wird
der Elektromagnet-Einzugsstrom auf seinen Haltestrom verringert,
bevor der Brennstoffdruck den Ventilöffnungsdruck (VOP) erreicht.
Durch Vorsehen von zwei Kraftpegeln oder -niveaus des Elektromagneten
(Einzug und Halten) findet eine andere Einspritzcharakteristik statt.
Das Zurückfallen
auf einen Haltestrom vom anfänglichen Einzugsstrom
bewirkt, daß das
Betätigungskolbenventilglied 252 den
Sitz 233 schließt
und den Sitz 231 öffnet.
Der Haltestrom wird genug Kraft liefern, um zu verhindern, daß die Elektromagnetfeder
das Kugelventil 219 vom Sitz 272 wegdrückt. Hochdruck-Öl kann nicht
weiter über
den Sitz 233 in den Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 fließen, um
das Nadelsteuerventil 270 in seine An-Position zu drücken. Stattdessen
kann das unter Druck gesetzte Öl,
welches auf den Hydraulikdruck auf die Oberfläche 271 des Nadelsteuerventils 270 wirkt, über den
Sitz 231 fließen,
der zum Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelablauf 220 offen
ist. Das Lösen
oder Ablassen dieses unter Druck gesetzten Öls gestattet es, daß die Druckfeder 279 das
Nadelsteuerventil 270 nach links drückt, was den Sitz 274 öffnet und
den Sitz 276 schließt.
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Brennstoffdruck
baut sich weiter daher auf, daß sich
der Verstärkungskolben 260 und
der Stößel 264 nach
unten bewegen (oder an dem Punkt angehalten sind, wo der Brennstoff
vollständig
komprimiert ist, was den Stößel hydraulisch
verriegelt), jedoch wird sich das Nadelventil 280 nicht öffnen, da Hochdruck-Brennstoff
von der Brennstoffdruckkammer 230 durch den Verbindungsdurchlaß 242 über den
Sitz 274 in den Verbindungsdurchlaß 248 und schließ lich zur
Nadelsteuerkammer 240 fließen kann, um auf die hydraulische
Schließoberfläche 284 des Nadelventils 280 zu
wirken. Der Druck auf dem Nadelventil 280 sieht eine Kraft
vor, die erforderlich ist, um es geschlossen zu halten. Um das Nadelventil 280 zu öffnen, schaltet
der Elektromagnet 250 vom Haltestrom auf seinen vergrößerten Einzugsstrom. Dies
gestattet es, daß Hochdrucköl zur Hydraulikdruckfläche 271 des
Nadelsteuerventils 270 zurückkehrt, was das Direktsteuerventilglied
nach rechts bewegt, was den Sitz 274 schließt und den
Sitz 276 öffnet.
Hochdruck-Brennstoff kann nicht weiter über den Sitz 274 fließen, um
die hydrdaulische Schließoberfläche 284 des
Nadelventils 280 unter Druck zu setzen. Der unter Druck
gesetzte Brennstoff auf dem Nadelventil kann nun über den
Sitz 276 fließen,
der zum Niederdruck-Durchlaß 244 hin
offen ist. Dies entfernt die Kraft, die das Nadelventil geschlossen hält und nun öffnet es,
was zuläßt, daß Brennstoff aus
der Düsenkammer 228 durch
den Düsenauslaß 229 austritt.
Die Brennstoffeinspritzung kann unterbrochen oder temporär ausgesetzt
werden, und zwar durch Rückführen des
Elektromagnetstromes auf seinen Haltepegel. Dies setzt erneut die
hydraulische Schließoberfläche 284 des
Nadelventils 280 unter Druck, was bewirkt, daß es schließt. Dieses
Direksteuernadelventil 280 gestattet es, daß der Düsenauslaß irgendeine
Anzahl von Malen während
jedes Einspritzzykluses geöffnet
und geschlossen wird.
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Um
die Einspritzung zu beenden und um zu gestatten, daß sich die
Einspritzvorrichtung für
den nächsten
Zyklus wieder selbst mit Brennstoff versorgt, wird der Elektromagnet 250 abgeschaltet.
Dies bewirkt, daß das
Betätigungskolbenventilglied 252 den
Sitz 233 schließt
und den Sitz 231 öffnet.
Dies löst
das unter Druck gesetzte Öl,
welches auf das Nadelsteuerventil 270 wirkt. Die Elektromagnetfeder 254 bewirkt,
daß das
Betätigungsventilglied 252 das Kugelventil 219 vom
Sitz 227 zurück
zum Sitz 225 drückt.
Die Hochdruckölversorgung
ist am Sitz 225 abgeschlossen, und der Öldruck auf der hydraulischen
Endfläche 256 des
Hülsenventilgliedes 255 wird über den
Sitz 227 zum Niederdruck-Ablauf 220 abgelassen.
Das Hülsenventilglied 255 wird
wieder druckvorgespannt, was bewirkt, daß es sich nach links gegen
die Wirkung der Feder 259 bewegt, um den Sitz 221 zu
schließen
und den Sitz 223 zu öffnen. Dies
läßt unter
Druck gesetztes Öl,
welches auf den Oberteil des Verstärkungskolbens 260 wirkt,
durch Öffnen
des Betätigungsströmungsmittelhohlraums 217 zum
Niederdruck-Auslaß 218 über den
Sitz 223 ab. Der Verstärkungskolben 260 und
der Stößel 264 werden
dann nach oben durch die Rückstellfeder 262 zurückgestellt.
Der absinkende Brennstoffdruck bewirkt, daß sich das Kugelrückschlagelement 234 öffnet und
Brennstoff in die Brennstoffdruckkammer 230 nachfüllt.
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Das
Wechseln der Strompegel von Einzug auf Halten bewirkt wahre Freiheit
bei der Lieferung des Brennstoffes während des Einspritzzyklusses. Eine
Einspritzcharakteristik, die auf die speziellen Motorbetriebszustände zugeschnitten
ist, kann erhalten werden. Dieses Einspritzsystem sieht die Möglichkeit
vor, Einspritzdrücke
zu variieren, und zwar durch Steuern des Druckes des Betätigungsströmungsmittels,
und sieht die Möglichkeit
oder Fähigkeit
vor, Einspritzcharakteristiken durch die direkte Steuerung des Nadelventils
zu steuern. Die direkte Steuerung des Nadelventils gestattet es
dem Computer zu steuern, wann das Nadelventil bei irgendeinem Druck
zwischen dem Ventilöffnungsdruck
und einem Maximaleinspritzdruck geöffnet wird Dies sieht beträchtliche
Steuermöglichkeiten über die
Anfangseinspritzmassenflußrate
vor, um, falls erwünscht, eine
gewisse Ratenformung oder -steuerung zu erzeugen. Gleichzeitig gestatten
die Aspekte der direkten Steuerung der vorliegenden Erfindung ein
gewünschtes
abruptes Ende für
die Einspritzung durch Vorsehen der Mittel, durch die das Nadelventil schnell
zu irgendeiner gewünschen
Zeit geschlossen werden kann.
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Mit
Bezug auf die in 7 veranschaulichte Brennstoffeinspritzvorrichtung 14'' wird jeder Einspritzvorgang in
derselben Weise eingeleitet, gesteuert und beendet, wie bei der
zuvor beschriebenen Einspritzvorrichtung 14'. Wenn das Nadelsteuerventil 252 (siehe 5)
den Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 zum
Hochdruck-Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 hin öffnet, wird
das Nadelventil 320 wegen der hydraulischen Kraft geschlossen gehalten,
die auf die hydraulische Verschlußoberfläche 323 wirkt. Nachdem
der Brennstoff innerhalb der Brennstoffdruckkammer 230 und
der Düsenkammer 228 hydraulisch
auf einen Einspritzdruck unter Druck gesetzt worden ist, wird jeder
Einspritzvorgang initialiiert durch Bewegen des Nadelsteuerventils 252,
um den Betätigungströmungsmittelsteuerdurchlaß 238 und
die Nadelsteuerkammer 340 zu einem Niederdruck-Betätigungsströmungsmittelauslaß 220 zu öffnen. Dies
entlastet den Druck auf der hydraulischen Schließoberfläche 323, was es gestattet,
daß sich das
Nadelventil 320 unter der hydraulischen Kraft öffnet, die
von dem unter Druck gesetzten Strömungsmittel erzeugt wird, welches
auf die hydraulische Öffnungsoberfläche 282 wirkt.
Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel
wird die Einspritzung wieder durch Öffnen des Betätigungsströmungsmittelsteuerdurchlasses 238 und
der Nadelsteuerkammer 340 zum Hochdruck-Betätigungsströmungsmitteleinlaß 216 hin
beendet. Somit ist der Betrieb der Einspritzvorrichtung 14'' im wesentlichen identisch mit
dem Betrieb der früher
beschriebenen Einspritzvorrichtung 14', außer daß das Direktsteuerventilglied 272 dafür eliminiert
worden ist, daß zugelassen
wird, daß Hochdruck-
und Niederdruck-Betätigungsströmungsmittel
direkt auf die hydraulische Verschlußoberfläche des Nadelventils wirkt.
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Die
vorliegende Erfindung kann den Spitzenbrennstoffeinspritzdruck unabhängig von
der Motordrehzahl und -belastung variieren. Die vorliegende Erfindung
kann variabel die Brennstoffmenge von jedem getrennten Brennstoffein spritzabschnitt
während
eines Einspritzzyklusses steuern. Die vorliegende Erfinung kann
auch variabel jedes Zeitintervall zwischen jedem getrennten Brennstoffeinspritzabschnitt
während
des Einspritzzyklusses steuern. Darüber hinaus kann (können) der
(die) Einspritzvorrichtungselektromagnet(en) einmal oder eine ausgewählte Vielzahl
von Malen während
eines Einspritzzyklusses errregt und abgeschaltet werden, um eine oder
eine variabel ausgewählte
Vielzahl von Einspritzabschnitten zu bilden.
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Darüber hinaus
verbessern die Hydraulikenergiewiedergewinnungs- und -wiederverwendungsmittel 22 den
Betriebswirkungsgrad des HEUI-B-Brennstoffsystems 10. Anstatt
verbrauchtes Betätigungsströmungsmittel
zum Sumpf oder Tank 24 folgend auf die Einspritzung abzulassen
oder zu leiten, wird die Energie, die in solchen verwendeten oder
gebrauchten, unter Druck gesetzten Betätigungsströmungsmittel gespeichert ist,
zur Quelle 32 zurückgeführt, und
zwar dadurch, daß es
durch den Hydraulikmotor 178 geleitet wird. Der Hydraulikmotor 178 wandelt
hydraulische Strömung
und Druck des Betätigungsströmungsmittels,
das von den Einspritzvorrichtungen 14 erhalten wird, in
mechanische Energie um, die drehbar oder drehend den Antriebsstrang
des Motors 12 antreibt. Diese Anordnung sieht einen verbesserten
spezifischen Bremsbrennstoffverbrauch oder Brennstoffverbrauch (BSFC
= break specific fuel consumption) oder Wirkungsgrad des Motors 12 vor.