DE19732447A1 - Nadelgesteuertes Kraftstoffsystem mit zyklischer Druckerzeugung - Google Patents

Nadelgesteuertes Kraftstoffsystem mit zyklischer Druckerzeugung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem für einen Innenverbren­ nungsmotor und insbesondere ein Kraftstoffsystem für einen mehrzylindrigen Motor mit Kompressionszündung, das zur zyklischen Erzeugung von Einspritzdruckperio­ den bzw. -zeitspannen für eine optimale Steuerung des Einspritzdrucks und der Ein­ spritzzeitpunkteinstellung imstande ist.
Ein Motorkraftstoffsystem bzw. Kraftstoffeinspritzsystem ist die Komponente eines Innenverbrennungsmotors, die häufig die größte Auswirkung auf die Leistung und die Kosten hat. Daher wurde den Kraftstoffsystemen für Innenverbrennungsmotoren ein wesentlicher Teil der gesamten technischen Arbeit gewidmet, die bisher für die Entwicklung von Innenverbrennungsmotoren aufgewendet wurde. Aus diesem Grund steht heute dem Motorkonstrukteur eine außergewöhnliche Reihe von Wahl- und Austauschmöglichkeiten von bekannten Kraftstoffsystemkonzepten und -merkmalen zur Verfügung. Die Konstruktionsarbeit beinhaltet für gewöhnlich äu­ ßerst komplexe und diffizile Kompromisse hinsichtlich verschiedener Punkte, wie Ko­ sten, Größe, Zuverlässigkeit, Leistung, einfache Herstellung und Umbaufähigkeit be­ stehender Motorkonstruktionen.
Die Herausforderung ist für gegenwärtige Konstrukteure durch die Notwendigkeit, auf von Regierungen verordnete Standards zur Emissionsverringerung Rücksicht zu nehmen und gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, deutlich größer ge­ worden. Angesichts der Ausreifung von Kraftstoffsystemkonstruktionen ist es be­ sonders schwierig, bei weiteren Innovationen der Kraftstoftsystemtechnik sowohl eine verbesserte Motorleistung als auch eine Emissionsverringerung zu erreichen. Wirtschaftlich konkurrenzfähige Kraftstoffeinspritzsysteme der Zukunft müssen mit großer Wahrscheinlichkeit nicht nur neue Merkmale enthalten, um verschiedene Ziel­ setzungen einschließlich einer verbesserten Motorleistung und Emissionsverringe­ rung zu erreichen, sondern auch geeignete Merkmale auf effektivste Weise kombinie­ ren, um ein System zu bilden, das besonders effizient, effektiv und zuverlässig die größte Anzahl von Zielsetzungen erfüllt.
Einige der wesentlichsten Merkmale zur Erfüllung von Zielsetzungen, wie der ver­ besserten Motorleistung und Emissionsverringerung, umfassen eine hohe Einspritz­ druckfähigkeit, eine verbesserte hydraulische und mechanische Effizienz, eine rasche Druckübertragung und eine effektive und zuverlässige Gestaltungsmöglichkeit der Einspritzrate bzw. -menge. Zu weiteren wesentlichen Merkmalen zählen die Schall­ dämpfung beim Antrieb und ein flexibles Gehäuse, so daß ein Einbau bei verschie­ denen Motoranordnungen möglich ist.
Die US-A-5,463,996 offenbart einen Versuch, zumindest einige dieser Zielsetzun­ gen bei einem Kraftstoffeinspritzsystem zu erfüllen, das zyklisch Hochdruckkraftstoff in vorbestimmten Perioden erzeugt, in welchen eine Einspritzung stattfinden kann, die durch ein jeweiliges servobetätigtes Nadelventil gesteuert wird, das jedem einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren zugeordnet ist, die an eine gemeinsame Sammellei­ tung angeschlossen sind. Jeder Injektor enthält eine Verstärkeranordnung und ein Magnetventil, das sich zur Senkung des Drucks in einem druckgesteuerten Volumen, das über dem Nadelventilelement angeordnet ist, öffnet und sich zur Beendigung der Einspritzung schließt. Diese Druckschrift offenbart auch ein Umlauf- oder Rückge­ winnungsmittel für die hydraulische Energie zur Rückführung der Energie, die in dem druckbeaufschlagten Betätigungsfluid gespeichert ist, zu einer Pumpquelle. Die zy­ klische Druckerzeugung wird jedoch bei jedem Injektor durch Hochdruckkraftstoff in der Sammelleitung erzeugt, der auf einen Injektorplungerkolben wirkt, während die Sammelleitung auf einem hohen Drucklevel bleibt. Daher benötigt jeder Injektor in diesem System ein Magnetsteuerventil stromauf der Verstärkeranordnung zur Auslö­ sung einer Druckerzeugung zusätzlich zu zwei Einspritzsteuerventilen zur Steuerung der Dosierung und der Zeitpunkteinstellung eines Einspritzvorgangs, wodurch zu­ sätzlich unnötige Kosten entstehen und das System komplexer wird. Außerdem benötigt das Rückgewinnungsmittel für hydraulische Energie gemäß US-A- 5,463,996 ein zusätzliches Steuerventil, einen Hydromotor und zugehörige Kraft­ stoffkanäle, was ein unnötig teures System zur Folge hat.
Das SAE Technical Paper 961285 schlägt ein Kraftstoffsystem zur zyklischen Erzeu­ gung von Hochdruckkraftstoffperioden für die Einspritzung vor, wobei eine gleich­ mäßige Druckbeaufschlagung und Druckentlastung möglich ist, um eine Torsionsan­ regung und mechanische Geräusche des Antriebs auf ein Minimum zu verringern.
Ähnliche Kraftstoffeinspritzsysteme sind in der GB-A-2 289 313 und der GB-A-2 291 936 offenbart. Diese Kraftstoffsysteme enthalten einen nockenbetätigten Plun­ gerkolben, der jedem Injektor zugeordnet ist, um ein Speichervolumen von Kraftstoff unter Druck zu setzen, so daß es an einen Nadelraum abgegeben wird, wobei die Ein­ spritzung durch ein magnetgesteuertes Nadelsteuerventil gesteuert wird. In dem ge­ nannten Artikel wird vorgeschlagen, daß dieses Konzept an "mechanisch betätigte elektronische Injektoreinheits-, hydraulisch-elektronische Injektoreinheits-, elektroni­ sche Pumpeneinheits- und Pumpen/Leitungs/Düsensysteme" anpassungsfähig ist. Jede dieser Verweisstellen offenbart jedoch nur eine mechanisch betätigte Injektor­ einheitsanwendung, die aus Injektoreinheiten besteht, die jeweils einen Plungerkol­ ben aufweisen, der durch eine Kraftstoffeinspritznocke betätigt wird. Daher haben alle diese Systeme die Nachteile von mechanisch betätigten Injektoreinheitssystemen, wie eine von der Motordrehzahl abhängige Drucksteuerung, einen begrenzten Be­ reich der Zeitpunkteinstellung für die Kraftstoffeinspritzung, eine kurze Zeitdauer der Druckerzeugung in Zusammenhang mit dem Einspritzvorgang, hohe Drehmoment­ schwankungen und ein stärkeres Geräusch des Antriebsstrangs, im Vergleich zu Kraftstoffsystemen mit gemeinsamer Sammelleitung.
Die US-A-5,133,645 offenbart ein Kraftstoffeinspritzsystem mit zwei gemeinsamen Sammelleitungen, die jeweilige Gruppen bzw. Sätze von Injektoren versorgen. Jeder Sammelleitung wird Kraftstoff durch eine jeweilige nockenbetätigte, hin- und herge­ hende Plungerkolbenpumpe zugeführt. Jeder Injektor enthält ein Düsenelement, das in einem Federraum angeordnet ist, der Hochdruckkraftstoff von einer gemeinsamen Sammelleitung über ein Rückschlagventil aufnimmt. Der Federraum ist auch über eine Öffnung mit einem Drucksteuervolumen verbunden, das über dem Düsenelement an­ geordnet ist. Ein Magnetsteuerventil öffnet sich, um das Steuervolumen mit einem Auslauf zu verbinden, wodurch die Einspritzung ausgelöst wird, wenn Kraftstoff aus dem Düsenraum durch die Öffnung zum Auslauf strömt, und schließt sich zur Beendi­ gung der Einspritzung. Die gemeinsame Sammelleitung wird jedoch auf einem ver­ hältnismäßig konstanten hohen Drucklevel gehalten, und daher kann dieses System nicht rasch und effizient den Druck in der gemeinsamen Sammelleitung ändern, um einen gewünschten entsprechenden Einspritzdruck zu erhalten. Der Druck der Sam­ melleitungen kann nur langsam im Laufe mehrerer Einspritzvorgänge gesenkt wer­ den, wenn Kraftstoff aus der jeweiligen Sammelleitung zur Einspritzung entnommen wird oder ineffizient durch Entleerung von Kraftstoff in einen Auslauf gesenkt wer­ den.
Die US-A-5,176,120 offenbart ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer nockenbetä­ tigten Kraftstoffpumpe zur Versorgung einer gemeinsamen Sammelleitung, die einen Injektor versorgt, mit Hochdruckkraftstoff. Der Injektor umfaßt ein Nadelventil, das unter dem Einfluß von Kraftstoffdifferentialdrücken bewegbar ist, die durch ein Ma­ gnetventil gesteuert werden. Die Kraftstoftpumpe wird zur Änderung des Drucks in der gemeinsamen Sammelleitung in direktem Verhältnis zu der Niederdrückrate des Beschleunigungspedals bzw. der Stellung des Gaspedals und der Motordrehzahl ge­ steuert. Je größer die Niederdrückrate des Beschleunigungspedals bzw. je stärker das Gaspedal gedrückt und je höher die Motordrehzahl ist, um so höher ist der Zieldruck. Wenn jedoch ein geringerer Druck in der gemeinsamen Sammelleitung gewünscht wird, wird der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Sammelleitung allmählich durch die langsame schrittweise Kraftstoffentnahme zur Einspritzung ohne Zugabe von Kraftstoff in die Sammelleitung gesenkt. Daher kann dieses System den Druck in der gemeinsamen Sammelleitung nicht rasch ändern, um einen gewünschten entspre­ chenden Einspritzdruck zu erhalten. Ferner sind das servogesteuerte Nadelventil und die Betätigungsventilanordnung unnötig komplex. Außerdem besitzt dieses System kein Mittel zur Wiedergewinnung von Energie, die in der gemeinsamen Sammellei­ tung gespeichert ist.
Die US-A-4,249,497 offenbart ein Kraftstoffeinspritzsystem, wobei die Kraftstoff­ einspritzung durch Steuerung des Differentialdrucks über ein Düsenventilelement un­ ter Verwendung eines einzigen Ventils gesteuert wird, das sich öffnet, um Kraftstoff zu einem Auslauf zu leiten, so daß die Einspritzung beginnt, und sich zur Beendigung der Einspritzung schließt. Dieses System erfordert jedoch zwei Steuerventile für jeden Injektor, wodurch die Kosten des Systems unnötig erhöht werden. Ein Mittel zur Er­ zielung eines weiten Bereichs von Kraftstoffeinspritzdrücken, raschen Druckände­ rungen und einer Gestaltung der Einspritzrate wird nicht offenbart.
Folglich besteht ein Bedarf an einem Hochdruckkraftstoffsystem für einen Innenver­ brennungsmotor, das imstande ist, zyklisch Einspritzdruckperioden zu erzeugen und effektiv eine optimale Steuerung der Kraftstoffeinspritzung während der Einspritzpe­ rioden zu bieten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein insbesondere für hohe Kraftstoffdrücke geeignetes Kraftstoffeinspritzsystem sowie eine insbesondere dafür einsetzbare Kraftstoffinjek­ toreinheit bereitzustellen, die den Zeitpunkt und die Dosierung der Kraftstoffeinsprit­ zung effektiv und vorhersagbar, insbesondere mit kurzer Reaktionszeit, steuern kön­ nen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftstoffeinspritzsystem bzw. eine Kraftstoffinjektoreinheit nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Insbesondere umfaßt das vorschlagsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in die Brennräume eines mehrzylindrigen Innenverbren­ nungsmotors eine Kraftstoffzuführeinrichtung mit einer Niederdruckkraftstoffversor­ gung zur Zuleitung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine erste gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluid­ verbindung gebracht werden kann. Das System enthält auch eine erste Hochdruck­ pumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von der Niederdruckkraftstoffver­ sorgung und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der Sam­ melleitung, um aufeinanderfolgende Pumpvorgänge zu erzeugen. Jeder der Pumpvorgänge beinhaltet eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Peri­ ode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt. Die Sammelleitung steht mit der Niederdruck­ kraftstoffversorgung zwischen den Pumpvorgängen in Fluidverbindung. Das Kraft­ stoffeinspritzsystem enthält auch einen ersten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die erste Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der ersten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in entsprechende Brennräume des Motors angeschlossen sind. Das System kann auch eine zweite Sammelleitung enthalten, die an die Niederdruckkraftstoffversorgung angeschlossen ist, und eine zweite Hochdruckpumpe zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der zweiten Sammelleitung zur Erzeugung aufeinanderfolgender Pumpvorgänge, die sich mit den Pumpvorgängen der ersten Sammelleitung und der ersten Hoch­ druckpumpe abwechseln. Die zweite Sammelleitung steht auch mit der Niederdruck­ kraftstoffversorgung zwischen den Pumpvorgängen in Fluidverbindung. Ein zweiter Satz von Injektoren ist an die zweite Sammelleitung zum Einspritzen von Kraftstoff in entsprechende Brennräume angeschlossen. Jeder Injektor des ersten und zweiten Satzes von Injektoren kann einen Injektorkörper enthalten, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis, eine Einspritzöffnung und einen Plungerkolben enthält, der zur Hin- und Herbewegung in dem Injektorraum angeordnet ist. Jeder Plungerkolben, der einem Injektor zugeordnet ist, kann sich bei jedem Pumpvorgang abhängig von dem steigenden und sinkenden Kraftstoffdruck hin- und herbewegen, so daß sich alle Injektorplungerkolben, die einer bestimmten Sammelleitung zugeord­ net sind, bei jedem Pumpvorgang durch die Hochdruckpumpe, welche dieser Sammel­ leitung zugeordnet ist, hin- und herbewegen. Jede Hochdruckpumpe enthält einen hin- und herbewegbaren Pumpenplungerkolben und eine Pumpenkammer, die neben einem Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist. Die Pumpenkammer jeder Hochdruckpumpe steht bei jedem Pumpvorgang in kontinuierlicher Fluidverbindung mit der entsprechenden Sammelleitung und dem Kraftstoffüberleitungskreis jedes In­ jektors in der zugehörigen Sammelleitung. So enthält das vorliegende System ein Druckenergierückgewinnungsmittel zur Nutzung des Drucks des Kraftstoffs in der Sammelleitung, der eine Folge der in dem Kraftstoff aufgrund der elastischen Kom­ primierbarkeit des Kraftstoffs gespeicherten Energie ist, um das Zurückziehen des Hochdruckpumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstützen.
Jeder Injektor kann auch eine Betätigungs- bzw. Stellkammer enthalten, die zwischen dem Plungerkolben und der Sammelleitung und einer Hochdruckkammer ausgebildet ist, die in dem Injektorraum zwischen dem Plungerkolben und der Einspritzöffnung gebildet ist. Jede der Betätigungs- bzw. Stellkammern steht mit der entsprechenden Sammelleitung bei jedem Pumpvorgang in Fluidverbindung. Diese Konstruktion bil­ det einen weiteren Teil des Druckenergierückgewinnungsmittels, das den Druck des Kraftstoffs in der Hochdruckkammer jedes Injektors nutzt, um das Zurückziehen des Hochdruckpumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstützen.
Jeder der Injektoren kann eine/ein Kraftstoffdruckverstärkungsanordnung/modul zur Druckbeaufschlagung von Einspritzkraftstoff enthalten, einschließlich eines Betäti­ gungsplungerkolbens und eines Hochdruckplungerkolbens, die zur Hin- und Herbe­ wegung in den Injektorraum zwischen der Betätigungs- bzw. Stellkammer und der Hochdruckkammer eingebaut sind. Der Betätigungs- bzw. Stellplungerkolben weist eine Plungerkolbenquerschnittsfläche auf, die dem Kraftstoff in der Betätigungs- bzw. Stellkammer ausgesetzt ist, während der Hochdruckplungerkolben eine Plun­ gerkolbenquerschnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Hochdruckkammer ausgesetzt ist. Die Betätigungsplungerkolbenquerschnittsfläche ist größer als die Hochdruckplungerkolbenquerschnittsfläche, wodurch der Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Sammelleitung den Betätigungs- bzw. Stellplungerkolben während eines Pumpvorganges bewegt, so daß der Kraftstoff in der Hochdruckkammer auf einen Druckwert gebracht wird, der größer als der Druck in der Sammelleitung und der Betätigungs- bzw. Stellkammer ist. Der Kraftstoffüberleitungskreis kann einen Abgabekanal enthalten, der in dem Betätigungs- bzw. Stellplungerkolben und dem Hochdruckplungerkolben ausgebildet ist, um Kraftstoff von der Betätigungs- bzw. Stellkammer an die Hochdruckkammer abzugeben. Jeder Injektor kann auch ein Plungerkolbenpositionserfassungsmittel aufweisen, d. h. einen linearen variablen Dif­ ferentialtransformer, das in dem Injektorraum zum Erfassen der Verschiebung eines der Injektorplungerkolben befestigt ist.
Jede Hochdruckpumpe kann auch ein Pumpensteuerventil zur Steuerung der effekti­ ven Verschiebung des Betätigungs- bzw. Pumpenplungerkolbens enthalten. Jedes Pumpensteuerventil kann ein Pumpensteuerventilelement enthalten, das in die Pum­ penkammer reicht. Zusätzlich kann ein Pumpengehäuse vorgesehen sein, in dem sowohl die erste als auch die zweite Hochdruckpumpe und eine Nocke zur Hin- und Herbewegung der Pumpenplungerkolben enthalten sind. Die Pumpen können in dem Gehäuse an gegenüberliegenden Seiten der Nocke angeordnet sein, um die Pumpen­ plungerkolben entlang einer gemeinsamen Achse hin- und herzubewegen. Die Nocke kann eine Exzenternocke sein, die eine Gleitlagerhülse enthält, die zwischen der Nocke und dem Pumpenplungerkolben angeordnet ist.
Jeder Injektorkörper kann eine Injektoraufnahme, die einen Aufnahmeraum bildet, und ein Düsenmodul umfassen, das in dem Aufnahmeraum mit einem inneren Düsen­ gehäuse und einem einstückigen äußeren Düsengehäuse, das in Anlage mit dem inne­ ren Düsengehäuse angeordnet ist, befestigt ist. Jeder Injektorkörper kann auch ein Einspritzbetätigungs- bzw. -stellmodul enthalten, das in Anlage mit dem äußeren Dü­ sengehäuse zur Halterung eines Einspritzsteuerventils angeordnet ist. Diese Kon­ struktion schafft weniger als vier Hochdruckverbindungen, die in Längsrichtung entlang dem Injektor zwischen dem Einspritzsteuerventil und der Einspritzöffnung beabstandet erforderlich sind, um Kraftstoff in dem Kraftstoffüberleitungskreis zu hal­ ten. In einem Ausführungsbeispiel enthält jeder Injektor nur zwei Hochdruckverbin­ dungen: eine, die zwischen dem inneren Düsengehäuse und dem äußeren Düsenge­ häuse ausgebildet ist, und eine zweite, die zwischen dem äußeren Düsengehäuse und dem Betätigungsmodul ausgebildet ist.
Jeder Injektor des ersten und zweiten Satzes von Kraftstoffinjektoren kann auch eine geschlossene Düsenanordnung mit einem Nadelventilelement enthalten, das zur Hin- und Herbewegung zwischen einer geschlossenen Position, in welcher der Kraftstoff­ fluß durch die Einspritzöffnung blockiert ist, und einer offenen Position, die einen Kraftstofffluß durch die Einspritzöffnung ermöglicht, ausgebildet ist. Jeder Injektor kann auch eine Nadelventilsteuereinrichtung zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und der geschlossenen Position enthalten. Die Nadelventil­ steuereinrichtung kann ein Steuervolumen, das neben einem äußeren Ende des Na­ delventilelements angeordnet ist, einen Auslaufkreis zum Ableiten von Kraftstoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf, und das Einspritzsteuerventil um­ fassen, das entlang dem Auslaufkreis zur Steuerung des Kraftstoffdurchflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, so daß die Bewegung des Nadelventilelements zwi­ schen der offenen und geschlossenen Position durch das Ventil steuerbar ist. Das Na­ delventilsteuermittel kann ferner einen Steuervolumenbeschickungskreis zur Zulei­ tung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis zu dem Steuervolumen ent­ halten. Jeder Injektor kann ferner eine Durchflußbegrenzungseinrichtung enthalten, welche den Kraftstofffluß von dem Steuervolumen zu dem Niederdruckauslauf be­ grenzt, wenn sich das Nadelsteuerelement in der offenen Position befindet. Die Durchflußbegrenzungsvorrichtung kann eine Steuervolumeneinlaßöffnung, welche den Beschickungskreis und das Steuervolumen in Fluidverbindung bringt, eine Steu­ ervolumenauslaßöffnung, welche das Steuervolumen und den Auslaufkreis in Fluid­ verbindung bringt, und ein Durchflußbegrenzungsventil umfassen, das an dem äuße­ ren Ende des Nadelventilelements ausgebildet ist, um zumindest teilweise die Steuer­ volumeneinlaßöffnung und die Steuervolumenauslaßöffnung zu blockieren, so daß der Kraftstofffluß zu dem Niederdruckauslauf begrenzt ist.
Das System kann auch einen Erfassungskanal enthalten, der die erste und die zweite Sammelleitung verbindet, sowie einen Drucksensor, der an dem Erfassungskanal zum Erfassen des Drucks sowohl in der ersten als auch der zweiten Sammelleitung ange­ ordnet ist.
Insbesondere umfaßt die Kraftstoffinjektoreinheit zur Aufnahme von Niederdruck­ kraftstoff von einer Kraftstoffversorgung und zum Einspritzen des Kraftstoffs bei Hochdruck in einen Brennraum eines Motors einen Injektorkörper mit einem Injek­ torraum, einem Kraftstoffüberleitungskreis und einer Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, einen Plungerkolben, der in dem Injektor­ raum angeordnet ist, und eine Hochdruckkammer, die zwischen dem Plungerkolben und der Einspritzöffnung ausgebildet ist. Der Plungerkolben ist in die Hochdruck­ kammer bewegbar, um den Druck des Kraftstoffs in der Kammer zu erhöhen. Der In­ jektor enthält auch eine Schließdüsenanordnung mit einem Ventilelement, das zwi­ schen einer offenen und geschlossenen Position bewegbar ist, und eine Nadelventil­ steuereinrichtung zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen seinen Positio­ nen. Die Nadelventilsteuereinrichtung kann ein Steuervolumen, das an einem Ende des Nadelventilelements angeordnet ist, einen Steuervolumenbeschickungskreis zur Zuleitung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis, einen Auslaufkreis zum Ableiten von Kraftstoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf und ein Einspritzsteuerventil umfassen, das an dem Auslaufkreis zur Steuerung des Kraft­ stoffdurchflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, so daß die Bewegung des Nadelventilelements steuerbar ist. Das Einspritzsteuerventil ist ein Zweiweg-Magnet­ ventil, das in eine geschlossene Position bewegbar ist, um einen Kraftstofffluß aus dem Steuervolumen zu blockieren, und in eine offene Position, so daß ein Kraftstoff­ fluß aus dem Steuervolumenbeschickungskreis in das Steuervolumen und von dem Steuervolumen zu dem Niederdruckauslauf möglich ist. Der Steuervolumenbeschic­ kungskreis kann eine erste Endöffnung direkt in den Nadelraum enthalten, der in dem Injektorkörper zur Aufnahme des Nadelventilelements ausgebildet ist. Das magne­ tisch gesteuerte Einspritzsteuerventil kann eine Spulenanordnung enthalten, die ent­ lang dem Injektorkörper zwischen der Hochdruckkammer und dem Steuervolumen angeordnet ist. Der Injektor kann ferner ein magnetisch gesteuertes Drucksteuer­ ventil zur Steuerung des Kraftstoffflusses zwischen der Hochdruckkammer und der Kraftstoffversorgung enthalten. Das Drucksteuerventil enthält auch eine Spulenan­ ordnung, die in dem Injektorkörper mit Abstand zu der Spritzverstellermagnetspulen­ anordnung liegt.
Außerdem ist ein Kabelbaum zur elektrischen Verbindung einer oder mehrerer elek­ trisch betriebener Vorrichtungen, die an eine Kraftstoffabgabevorrichtung gekoppelt sind, die in einer Aufnahme- bzw. Befestigungsbohrung befestigt ist, die in einem Motor ausgebildet ist, mit einer Stromquelle vorgesehen, wobei der Kabelbaum einen Kabelbaumkörper mit einem leitenden Element, einen Isoliermantel, der zumindest einen Teil des leitenden Elements umgibt, und einen ersten Verbinder zur Verbindung mit der elektrische betriebenen Vorrichtung umfaßt. Der Kabelbaumkörper ist fest an dem Motor in einer unveränderlichen vorbestimmten Position relativ zu der Befesti­ gungsbohrung der Kraftstoffabgabeeinrichtung befestigt. Die Bewegung der Kraft­ stoffabgabeeinrichtung in die Befestigungsbohrung verbindet gleichzeitig die elek­ trisch betriebene Vorrichtung der Kraftstoffabgabeeinrichtung mit dem ersten Ver­ binder. Die Kraftstoffabgabeeinrichtung kann ein Kraftstoffinjektor sein und die elek­ trisch betriebene Vorrichtung kann ein magnetisch gesteuertes Kraftstoffdurchfluß­ steuerventil sein. Der Kabelbaumkörper kann einen zweiten Verbinder für den Ein­ griff mit einem Verschiebungssensorverbinder enthalten, der auf einer Verstärkungs­ plungerkolbenanordnung befestigt ist, um eine elektrische Verbindung mit einem Ver­ stärkungsplungerkolbenverschiebungssensor herzustellen, der an der Pumpenanord­ nung befestigt ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsy­ stems mit einer gemeinsamen Hochdrucksammelleitung, das den Druck unabhängig von der Motordrehzahl steuern kann, während zyklisch ein optimaler Einspritzdruck in der gemeinsamen Sammelleitung für jeden Einspritzvorgang abhängig von Be­ triebsbedingungen bereitgestellt wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffsystems mit einer gemeinsamen Hochdrucksammelleitung, das den Kraftstoffdruck in der gemein­ samen Sammelleitung zyklisch erhöhen und senken kann, um Einspritzperioden für eine selektive Einspritzung durch ein Nadelsteuerdüsenventil, das an die Sammellei­ tung angeschlossen ist, bereitzustellen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hochdruckkraftstoff­ einspritzsystems, das einen weiten Einspritzdruckbereich in der Sammelleitung bereit­ stellen kann, der zum Einspritzen von einem Einspritzvorgang zum nächsten zur Ver­ fügung steht.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines hocheffizienten Hochdruckkraftstoffeinspritzsystems, das zur Wiedergewinnung der Druckenergie imstande ist, die in dem unter Druck stehenden Kraftstoff bei jedem Einspritzvorgang gespeichert wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsy­ stems mit einer gemeinsamen Hochdrucksammelleitung, das Plungerkolbenanordnun­ gen in jedem an die Sammelleitung angeschlossenen Injektor effektiv zur Wiederge­ winnung der Druckenergie nutzt, die in dem unter Druck stehenden Kraftstoff bei je­ dem zyklischen Druckerzeugungsvorgang gespeichert wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hochdruckkraftstoff­ einspritzsystems, das zur Bereitstellung von extrem hohen Drücken imstande ist, wäh­ rend Antriebsdrehmomentschwankungen in dem Kraftstoffpumpenantriebssystem auf ein Minimum verringert werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsy­ stems mit einer gemeinsamen Sammelleitung, das den Druck in der Sammelleitung bei jedem Einspritzvorgang zyklisch erhöhen und senken kann, so daß eine optimale Steuerung des Einspritzdrucks und -zeitpunkts möglich ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsy­ stems mit einer gemeinsamen Sammelleitung, das Energie, die in dem unter Druck ste­ henden Kraftstoff gespeichert ist, unter Verwendung der Plungerkolbenanordnungen eines Injektorsatzes bei jedem Einspritzvorgang wiedergewinnt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffsystems mit einer gemeinsamen Sammelleitung, das Injektoren mit einer Verstärkungsplungerkol­ benanordnung und nur zwei Fluidverbindungsleitungen pro Injektor enthält.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hochdruckkraftstoff­ einspritzsystems, das Injektoren mit Verstärkungsplungerkolbenanordnungen umfaßt und die Möglichkeit aufweist, die einzelnen Injektorleistungen durch Erfassen der Bewegung des Verstärkerplungerkolbens zu überwachen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffeinspritzsy­ stems, das zwei gemeinsame Sammelleitungen und entsprechende Sätze von Kraft­ stoffinjektoren aufweist, wobei ein einziger Drucksensor zur Aufzeichnung des Drucks in beiden gemeinsamen Sammelleitungen verwendet werden kann.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffsystems mit einer gemeinsamen Hochdrucksammelleitung, wobei der Kraftstoffdruck in der Sam­ melleitung zyklisch und allmählich erhöht wird, um einen unter Druck stehenden Ein­ spritzkraftstoff an alle Injektoren zu liefern, die an die gemeinsame Sammelleitung an­ geschlossen sind, und allmählich gesenkt wird, so daß die Injektoren die unver­ brauchte Energie in dem unter Druck stehenden Kraftstoff auf das Motorantriebssy­ stem rückübertragen können.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffsystems, das zwei gemeinsame Sammelleitungen und entsprechende Hochdruckpumpen aufweist, wobei jede Hochdruckpumpe einen Plungerkolben enthält, der sich mit einem Druck­ hub von mindestens 100° Kurbelwinkel hin- und herbewegt, um den Druck in den Sammelleitungen über einen weiten Bereich von Einspritzdrücken allmählich und zyklisch zu erhöhen und zu senken.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kraftstoffsystems, das eine geteilte Sammelleitung, wobei ein Satz Injektoren jeder Sammelleitung zugeord­ net ist, und unabhängige Kraftstoffdruckbeaufschlagungssysteme, die jeder Sammel­ leitung zugeordnet sind, aufweist, so daß eine Interferenz zwischen benachbarten Dosiervorgängen und die Notwendigkeit, alle Injektoren im Falle eines Versagens entlang einer Sammelleitung oder in einem Satz von Injektoren abzuschalten, elimi­ niert werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hochdruckkraftstoff­ einspritzsystems mit einer Mehrzahl von Injektoren mit Nadelsteuereinspritzung, einer Verstärkungsplungerkolbenanordnung und einer Hochdruckpumpenanordnung, wobei jeder Injektor, jede Verstärkungsplungerkolbenanordnung und jede Hoch­ druckpumpe an einer Vielzahl von Stellen an dem Motor angeordnet werden kann, um eine optimale Nutzung des Motorraums, insbesondere im Bereich des Zylinder­ kopfes, zu erreichen und gleichzeitig eine effiziente und effektive Kraftstoffeinsprit­ zung zu bieten.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen Kraftstoff­ einspritzsystems mit einer gemeinsamen Hochdrucksammelleitung, das syner-gistisch eine Hochdrucktauglichkeit, eine rasche Druckumsetzung, eine hohe Pumpeffizienz, eine Einspritzdruckflexiblität und ein verringertes Antriebsstranggeräusch erzeugen kann.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, kostengün­ stigen Hochdruckinjektoreinheit, die ein hydraulisch gesteuertes Nadelventil, ein Stellglied zur Steuerung des hydraulischen Flusses zur Regulierung der Einspritzung und ein Pumpensteuerventil zur Auslösung eines Druckerzeugungsvorgangs umfaßt, wobei das Einspritzstellventil und das Pumpensteuerventil zur Vereinfachung der In­ jektorkonstruktion optimal positioniert und gesteuert sind und gleichzeitig für eine optimale und effektive Steuerung der Einspritzung sorgen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines nadelgesteuerten Kraftstoffinjektors, der die Kraftstoffmenge verringert, die bei jedem Einspritzvorgang zu einem Niederdruckauslauf strömt.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kabelbaums bzw. ei­ ner Verdrahtung zur elektrischen Verbindung elektrisch betriebener Vorrichtungen die einem Kraftstoffinjektor oder einer Pumpenanordnung zugeordnet sind, wie eines Einspritzsteuerventils oder einer Plungerkolbenpositionserfassungseinrichtung, mit einer Stromquelle durch einfache Befestigung des Injektors oder der Pumpenanord­ nung an dem Zylinderkopf eines Motors ohne weitere Verbindungsschritte.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Kabelbaums, der die Verbindung einer elektrisch betriebenen Kraftstoffabgabevorrichtung mit einer Stromquelle gleichzeitig mit der Befestigung der Kraftstoffabgabevorrrichtung an ei­ nem Motor ermöglicht.
Nachfolgend wir die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung be­ vorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ei­ nes nadelgesteuerten Kraftstoffsystems mit gemeinsamer Sammelleitung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Injektors mit geschlossener Düse und einen Teil­ schnitt einer Hochdruckpumpe, die in dem nadelgesteuerten Kraftstoffsy­ stem mit gemeinsamer Sammelleitung von Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Injektors mit geschlossener Düse, der in dem Kraftstoffsystem von Fig. 1 verwendet wird,
Fig. 4 ein Diagramm, das den variablen Hub und Druck, der zyklisch durch die Hochdruckpumpe des vorliegenden Systems erzeugt werden kann, in Ab­ hängigkeit vom Kurbelwinkel zeigt,
Fig. 5 ein Diagramm, das die zyklisch erzeugten Pumpvorgänge zeigt, die durch die Hochdruckpumpe erzeugt werden, die einer Sammelleitung bzw. einem Satz von Injektoren zugeordnet ist,
Fig. 6 ein Diagramm, das das Antriebsmoment, das für die zyklische Druckerzeu­ gung/Pumpvorgänge benötigt wird, in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel, unter der Annahme keiner Einspritzung und keiner Energieverluste zeigt,
Fig. 7 ein Diagramm, das einen Vergleich eines Antriebsmoments zeigt, das von einer Injektoreinheit nach dem Stand der Technik, einem Kraftstoffsystem mit einer gemeinsamen Sammelleitung nach dem Stand der Technik mit ei­ nem Druckentlastungsventil und dem nadelgesteuerten Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Sammelleitung gemäß der vorliegenden Erfindung er­ zeugt wird,
Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt des Injektors von Fig. 2 und 3, der das Dop­ pelöffnungsverschlußmerkmal gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt eines Injektors mit einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel des Doppelöffnungsverschlußmerkmals gemäß der vorlie­ genden Erfindung,
Fig. 10 ein Diagramm, das verschiedene Kraftstoffdrücke und -mengen während eines Einspritzvorgangs eines herkömmlichen nadelgesteuerten Injektors ohne Verschluß der Einlaß- und Auslaßöffnungen, die mit dem Steuervolu­ men verbunden sind, zeigt,
Fig. 11 ein Diagramm verschiedener Kraftstoffdrücke und -mengen während eines Einspritzvorgangs, die durch einen Injektor nach dem Stand der Technik erzeugt werden, der nur die Nadelsteuervolumenauslaßöffnung schließt,
Fig. 12 ein Diagramm verschiedener Kraftstoffdrücke und -mengen während eines Einspritzvorgangs, die durch einen Injektor gemäß der vorliegenden Erfin­ dung mit der erfindungsgemäßen Durchflußbegrenzungseinrichtung zum wesentlichen Verschließen sowohl der Einlaß- als auch der Auslaßöffnung des Steuervolumens erzeugt werden,
Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorliegenden Systems und eine ver­ änderte Gehäuseanordnung, wobei die Hochdruckpumpe an der Seite ei­ nes Zylinderkopfs befestigt ist und durch eine Nocke, die in dem Kopf an­ geordnet ist, betätigt wird,
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine weitere Gehäusevariation zeigt, wobei die Hochdruckpumpe senkrecht bzw. vertikal in den Zylinderkopf eingebaut ist,
Fig. 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einschließ­ lich eines nadelgesteuerten Injektors und einer getrennten Verstärkungs­ plungerkolbenanordnung, die in einer getrennten Befestigungsbohrung an dem Zylinderkopf befestigt ist,
Fig. 16 ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem nadelgesteuerten Injektor, einer getrennten Verstärkungsplungerkolben­ anordnung und einem Kabelbaum, der eine gleichzeitige elektrische Ver­ bindung des Injektors und der Verstärkungsplungerkolbenanordnung während der Befestigung ermöglicht, und
Fig. 17 eine Schnittansicht einer Injektoreinheit eines anderen Ausführungsbei­ spiels gemäß der vorliegenden Erfindung, die in einer Befestigungsboh­ rung eines Zylinderkopfs angeordnet ist.
In dieser Anmeldung entsprechen die Begriffe "nach innen", "innerste", "nach außen" und "äußerste" den Richtungen zu bzw. weg von dem Punkt, an dem Kraftstoff von einem Injektor tatsächlich in den Brennraum eines Motors eingespritzt wird. Die Be­ griffe "obere(r)" und "untere(r)" bezeichnen die Teile der Injektoranordnung, die je­ weils am entferntesten und am nächsten zu dem Motorzylinder angeordnet sind, wenn der Injektor betriebsbereit an dem Motor befestigt bzw. in diesen eingebaut ist.
In Fig. 1 ist ein nadelgesteuertes Kraftstoff(einspritz)system 10 mit gemeinsamer Sam­ melleitung gemäß der vorliegenden Erfindung, das bei einem Sechszylindermotor (nicht dargestellt) eingesetzt wird, dargestellt, wobei jedem Zylinder ein Injektor zu­ geordnet ist. Das Kraftstoffsystem 10 umfaßt eine Niederdruckkraftstoffversorgung 12 zur Zuleitung von Niederdruckkraftstoff sowohl an eine erste Hochdruckpumpe 14 als auch an eine zweite Hochdruckpumpe 16. Die erste Hochdruckpumpe 14 gibt zyklisch Hochdruckkraftstoff an einen entsprechenden ersten Satz von Injektoren 18 über eine erste gemeinsame Sammelleitung 20 ab. Die zweite Hochdruckpumpe 16 gibt ebenso zyklisch Hochdruckkraftstoff an einen entsprechenden zweiten Satz von Injektoren 22 über eine zweite gemeinsame Sammelleitung 24 ab. Jeder Satz von Kraftstoffinjektoren 18, 22 umfaßt einen Kraftstoffinjektor 26, der zum Einspritzen von Kraftstoff in einen entsprechenden Motorzylinder betätigbar ist, um einen Ein­ spritzvorgang während eines Pumpvorgangs, der durch die zugehörige Hochdruck­ pumpe erzeugt wird, zu definieren. Wie in der Folge ausführlich besprochen wird, verwendet dieses System zyklische Druckerzeugungsprinzipien zur zyklischen und allmählichen Erhöhung und Senkung des Kraftstoffdrucks in der ersten und zweiten Sammelleitung 20, 24, wodurch in vorteilhafter Weise ein größerer Bereich verfügba­ rer Einspritzdrücke für jeden Einspritzvorgang erhalten wird, während Antriebsmo­ mentschwankungen minimiert werden. Ferner maximiert das vorliegende System die Effizienz durch die Wiedergewinnung der Druckenergie im Hochdruckkraftstoff, der in der gemeinsamen Sammelleitung und den Kraftstoffinjektoren bei jedem Pumpvor­ gang durch die Hochdruckpumpen 14, 16 vorhanden ist, während sowohl das einge­ schlossene Volumen als auch parasitäre Verluste aufgrund von Kraftstoffabfluß minimiert werden. Daher weist das vorliegende System einen Großteil der Flexibilität eines herkömmlichen Systems mit gemeinsamer Sammelleitung auf, während die Wahl eines größeren Bereichs von Kraftstoffdrücken für jeden Einspritzvorgang möglich ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, können die erste und zweite Hochdruckpumpe 14, 16 in ei­ nem gemeinsamen Pumpengehäuse 28 befestigt und einander gegenüberliegend an beiden Seiten einer Nocke 30 angeordnet werden. Die Nocke 30 kann exzentrisch sein und eine Gleitlagerhülse 32 aufweisen. Jede Hochdruckpumpe weist im wesent­ lichen dieselbe Konstruktion auf und daher werden die Bauteile der Pumpen nur mit Bezugnahme auf die erste Hochdruckpumpe 14 beschrieben. Die zweite Hochdruck­ pumpe 16 unterscheidet sich von der ersten Hochdruckpumpe 14 nur darin, daß sie mit der zweiten Sammelleitung 24 verbunden ist, die von der ersten gemeinsamen Sammelleitung 20 strömungsmechanisch getrennt ist.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt die erste Hochdruckpumpe 14 einen Pumpen­ plungerkolben 34, der in einer Plungerkolbenbohrung 36 angeordnet ist, die in einem Plungerkolbenzylinder 38 gebildet ist, der an einer Oberseite bzw. Außenseite des Gehäuses 28 befestigt ist. Eine Schraubenfeder 40 spannt den Plungerkolben 34 in Anlage mit der Gleitlagerhülse 32 vor. Wenn sich die Nocke 30 dreht, bewirkt die Nocke, daß sich der Pumpenplungerkolben 34 um 180° phasenverschoben zu der Hin- und Herbewegung des Pumpenplungerkolbens, welcher der zweiten Hoch­ druckpumpe 16 zugeordnet ist, hin- und herbewegt.
Die erste Hochdruckpumpe 14 umfaßt auch eine Pumpenkammer 42, die zwischen dem inneren Ende der Plungerkolbenbohrung 36 und dem Pumpenplungerkolben 34 ausgebildet ist, zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von der Kraftstoffversor­ gung 12. Die Hochdruckpumpe 14 enthält ferner ein Pumpensteuerventil 44, das an der Oberseite bzw. Außenseite des Pumpenzylinders 38 befestigt ist und ein Pumpen­ steuerventilelement 46 umfaßt, das sich in die Pumpenkammer 42 erstreckt. Ein Nie­ derdruckkraftstoffversorgungskreis 48, der in dem Pumpenzylinder 38 und dem Pumpensteuerventil 44 ausgebildet ist, gibt Niederdruckkraftstoff an die Pumpen­ kammer 42 über eine Ventilöffnung 50 ab. Das Pumpensteuerventil 44 kann ein ma­ gnetisch gesteuertes Zweiwegventil sein, wobei die Erregung des Elektromagnets das Steuerventilelement 46 in eine geschlossene Position bewegt, in welcher der Durchfluß von der Pumpenkammer 42 durch die Ventilöffnung 50 blockiert ist, und ein Abschalten die Bewegung des Steuerventilelements 46 in eine offene Position ermöglicht, die einen Durchfluß zwischen der Pumpenkammer 42 und dem Nieder­ druckkraftstoffversorgungskreis 48 bewirkt. Ein Auslaßkanal 52, der in dem Zylinder 38 ausgebildet ist, stellt eine Fluidverbindung zwischen der Pumpenkammer 42 und der ersten gemeinsamen Sammelleitung 20 her.
Fig. 2 zeigt, daß jeder Kraftstoffinjektor 26 einen Injektorkörper 54 umfaßt, der aus einem Druckverstärkeraufbau oder -modul 56, einem Betätigungsmodul 58 und ei­ nem/einer Düsenmodul/anordnung 60 aufgebaut ist. Das Verstärkermodul 56 umfaßt ein äußeres Gehäuse 62 mit einem Einlaßkanal 64, der an einem Ende mit der ersten gemeinsamen Sammelleitung 20 und an einem gegenüberliegenden Ende mit einem Plungerkolbenraum 66, der in dem Gehäuse 62 ausgebildet ist, verbunden ist. Das Kraftstoffverstärkermodul 56 umfaßt auch ein inneres Gehäuse 68, das mit dem äuße­ ren Gehäuse 62 zur Bildung eines größeren Raums 70 verschraubt 022ist. Das innere Gehäuse 68 enthält eine Plungerkolbenbohrung 72, die sich nach innen durch das Gehäuse 68 zur Verbindung mit einer Hochdruckkammer 74 erstreckt. Das Verstär­ kermodul 56 umfaßt ferner einen Verstärkungsplungerkolbenaufbau 76 mit einem Be­ tätigungsplungerkolben 78, der zur Hin- und Herbewegung im Plungerkolbenraum 66 angeordnet ist, und einen Hochdruckplungerkolben 80, der zur Hin- und Herbe­ wegung in der Plungerkolbenbohrung 72 angeordnet ist und sich nach außen in den größeren Raum 70 erstreckt und an dem inneren Ende des Betätigungsplungerkol­ bens 78 anliegt. Eine Schraubenfeder 82 spannt den Hochdruckplungerkolben 80 nach außen in die Anlage mit dem Plungerkolben 78 vor. Die Anlagefläche zwischen dem Betätigungsplungerkolben 78 und dem Hochdruckplungerkolben 80 kann eine gekrümmte oder sphärische Form aufweisen, um eine gute Ausrichtung der Enden der Plungerkolben 78 und 80 zu ermöglichen. Ein Ende der Schraubenfeder 82 liegt am äußeren Ende des inneren Gehäuses 68 an, während das gegenüberliegende Ende an einer Federsitzeinrichtung 84 anliegt, die mit dem äußeren Ende des Hochdruckplun­ gerkolbens 80 durch einen Sicherungs- bzw. Sprengring 86 verbunden ist. Eine Be­ tätigungskammer 88 ist in dem Modul 56 zwischen dem Betätigungsplungerkolben 78 und dem inneren Ende des Plungerkolbenraums 66 gebildet.
Jeder Injektor 26 enthält einen Kraftstoffüberleitungskreis 90 zur Überleitung von Kraftstoff von der ersten Sammelleitung 20 zu dem Düsenmodul 60. Der Kraftstoff­ überleitungskreis 90 umfaßt Einlaßkanäle 64 und einen Zuführkanal 92, der sich in Längsrichtung durch den Betätigungsplungerkolben 78 und Hochdruckplungerkol­ ben 80 zur Verbindung der Betätigungskammer 88 mit der Hochdruckkammer 74 er­ streckt. Der Kraftstoffüberleitungskreis 90 enthält auch einen Kanal 94, der sich von der Druckkammer 74 durch das innere Gehäuse 68 zur Abgabe von Hochdruckkraft­ stoff an das Düsenmodul 60 über das Betätigungsmodul 58 erstreckt. Ein Federspan­ nungsrückschlagventil 95, das in dem Hochdruckplungerkolben 80 in den Zuführ­ kanal 92 eingebaut ist, dient einer Blockierung des Kraftstoffflusses von der Hoch­ druckkammer 74 in den Zuführkanal 92, während ein Kraftstofffluß durch den Zu­ führkanal 92 in die Hochdruckkammer 74 möglich ist, nachdem der Kraftstoff in der Betätigungskammer 88 einen minimalen vorbestimmten Druck erreicht hat, welcher der Spannkraft der Feder entspricht, die in dem Rückschlagventil 95 verwendet wird.
Das Einspritz-Betätigungsmodul 58 umfaßt ein Abstandsstück 96 und ein Einspritz­ steuerventil 98 zur Erzeugung eines Einspritzvorgangs. Das Düsenmodul 60 umfaßt ein inneres Düsengehäuse 100 mit Einspritzöffnungen 102 und ein einstückiges äu­ ßeres Düsengehäuse 104, das zwischen dem inneren Düsengehäuse 100 und dem Ab­ standsstück 96 angeordnet ist. Der Injektorkörper 54 umfaßt ferner eine Injektorauf­ nahme 106, in der das Abstandsstück 96, das äußere Düsengehäuse 104 und das in­ nere Düsengehäuse 100 zusammengepreßt und aneinander anliegend gehalten wer­ den. Das äußere Ende der Aufnahme 106 weist ein Innengewinde zum Eingriff in ein Außengewinde an dem inneren Ende des inneren Gehäuses 68 auf, so daß das Kraft­ stoffverstärkermodul 56 mit dem Betätigungsmodul 58 und dem Düsenmodul 60 durch eine einfache relative Drehung der Aufnahme 106 in bezug auf das innere Ge­ häuse 68 verbunden werden kann.
Das einstückige äußere Düsengehäuse 104 und das innere Düsengehäuse 100 weisen gegenüberliegende Hohlräume auf, die einen Nadelraum 108 zur Aufnahme eines mit einer geschlossenen Düse versehenen Ventilaufbaus 110 mit einem Nadelventilele­ ment 112 und einer Spannfeder 114 bilden. Der Kraftstoffüberleitungskreis 90 umfaßt ferner einen Kanal 116, der an einem Ende mit dem Kanal 94 in Verbindung steht und durch das Abstandsstück 96 geht. Der Überleitungskreis 90 umfaßt auch einen Kanal 118, der an einem Ende mit einem Kanal 116 in Verbindung steht und durch das äuße­ re Düsengehäuse 104 geht, um mit dem Nadelraum 108 in Verbindung zu treten. Es sollte beachtet werden, daß diese Kombination von Injektorbauteilen eine Minimie­ rung der Anzahl von Hochdruckverbindungen erzielen soll, die dem Hochdruckkraft­ stoff ausgesetzt sind, wodurch die Kosten des Injektors und das Ausmaß von Kraft­ stoffleckagen verringert werden. Eine erste Hochdruckverbindung 120 ist zwischen dem inneren Düsengehäuse 100 und dem einstückigen äußeren Düsengehäuse 104 ausgebildet. Eine zweite Hochdruckverbindung 122 ist zwischen dem äußeren Dü­ sengehäuse 104 und seiner Anlage am Betätigungsmodul 58 ausgebildet. Ebenso ist eine dritte Hochdruckverbindung 124 zwischen dem Betätigungsmodul 58 und dem inneren Gehäuse 68 ausgebildet. Somit begrenzt diese Konstruktion die Anzahl von Hochdruckverbindungen auf nur drei, wodurch ein einfacher, kostengünstiger Injek­ tor geschaffen wird, der ein Kraftstofflecken minimiert und somit eher eine effiziente Abgabe von Hochdruckkraftstoff bei jedem Einspritzvorgang gewährleistet.
In Fig. 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffinjektors 126 darge­ stellt, das in Verbindung mit dem nadelgesteuerten Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Sammelleitung der vorliegenden Erfindung anstelle des Ausführungsbeispiels von Fig. 2 verwendet werden kann. Der Kraftstoffinjektor 126 enthält dasselbe Einspritz­ stellmodul 58 und Düsenmodul 60, wie zuvor in bezug auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 beschrieben. Der Kraftstoffinjektor 126 enthält jedoch kein Kraftstoffver­ stärkermodul 56, sondern nur einen äußeren Zylinder 128 mit einem Einlaßkanal 130 und einem Verbindungskanal 132 zur Abgabe von Kraftstoff von der gemeinsamen Sammelleitung an den Kanal 116, der in dem Abstandsstück 96 ausgebildet ist. Daher ist der Injektor 126 besonders bei jenen Anwendungen vorteilhaft, bei welchen sehr hohe, verstärkte Kraftstoffdrücke nicht notwendig sind oder wo in den gemeinsamen Sammelleitungen ein sehr hoher Kraftstoffdruck durch die entsprechenden Hoch­ druckpumpen erzeugt wird.
Beide Injektorausführungsbeispiele von Fig. 2 und 3 umfassen ferner eine Nadel­ ventilsteuereinrichtung 134 zur Bewegung des Nadelventilelements 112 zwischen seiner offenen und geschlossenen Position. Wie in Fig. 2, 3 und 8 dargestellt ist, um­ faßt die Nadelventilsteuereinrichtung 134 ein Steuervolumen oder einen Steuerraum 136, der in einem äußeren Düsengehäuse 104 neben dem äußeren Ende des Nadel­ ventilelements 112 ausgebildet ist, und einen Steuervolumenbeschickungskreis 138, der Kraftstoff von dem Nadelraum 108 in das Steuervolumen 136 leitet. Die Nadel­ ventilsteuereinrichtung 134 enthält auch einen Auslaufkreis 140, der teilweise in dem äußeren Düsengehäuse 104 ausgebildet ist, um Kraftstoff von dem Steuervolumen 136 abzuleiten, und das Einspritzsteuerventil 98, das in dem Auslaufkreis 140 ange­ ordnet ist, um den Kraftstofffluß durch den Auslaufkreis 140 zu steuern, so daß die Bewegung des Nadelventilelements 112 zwischen seiner offenen und geschlossenen Position herbeigeführt wird. Eine Durchflußbegrenzungseinrichtung, die allgemein mit 142 bezeichnet ist, ist zur Begrenzung des Kraftstoffflusses in das und aus dem Steuervolumen 136 vorgesehen, wenn sich das Nadelventilelement 112 in seiner of­ fenen Position befindet, wie in der Folge ausführlicher mit Bezugnahme auf Fig. 8-12 beschrieben wird.
Der Injektor 26 von Fig. 2 und der Injektor 126 von Fig. 3 enthalten auch jeweils einen elektrischen Ventilverbinder 144, der an dem inneren Gehäuse 68 bzw. dem äu­ ßeren Zylinder 128 befestigt ist. Der elektrische Ventilverbinder 144 liefert Strom zu dem Einspritzsteuerventil 98. Der elektrische Ventilverbinder 144 wird zur Verbin­ dung des Einspritzsteuerventils 98 mit einer Stromquelle ohne zusätzlichen erforder­ lichen Verbindungsschritt verwendet. Wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, wird der elektrische Ventilverbinder 144 mit dem Injektor verbunden und so angeordnet, daß er gleichzeitig mit dem Einsetzen des Injektors 26, 126 in eine ent­ sprechende Aufnahmebohrung, die in dem Zylinderkopf eines Motors ausgebildet ist, mit einem Kabelbaum bzw. einem elektrischen Anschluß in Verbindung gebracht wird.
Der Injektor 26 kann eine Plungerkolbenpositionserfassungseinrichtung 146 enthal­ ten, die in dem größeren Raum 70 des äußeren Gehäuses 62 neben dem Hochdruck­ plungerkolben 80 angeordnet ist. Die Plungerkolbenpositionserfassungseinrichtung 146 kann ein linearer variabler Differentialtransformer zur Bestimmung der Verschie­ bung des Hochdruckplungerkolbens 80 sein, so daß ein Signal erzeugt wird, das zur Bestimmung des Anfangszeitpunkts der Einspritzung, der gesamten eingespritzten Menge und der Einspritzrate bzw. -geschwindigkeit verwendet wird, wodurch we­ sentliche diagnostische Informationen erhalten werden. In diesem Fall würde der elektrische Ventilverbinder 144 auch die notwendige elektrische Verbindung für die Erfassungseinrichtung 146 herstellen.
Im allgemeinen bewegt sich während des Betriebs der Plungerkolben 34 der ersten Hochdruckpumpe 14 in einem Vor- und Rückwärtshub hin und her, was durch die Nocke 30 bestimmt wird, während sich auch der zweite Plungerkolben 16 um 180° phasenverschoben zu der ersten Hochdruckpumpe 14 bewegt. Der Hub des Plunger­ kolbens 34 ist in Fig. 4 in der oberen Kurve dargestellt. Während des Rückwärtshubs des Plungerkolbens 34 strömt Niederdruckkraftstoff aus dem Niederdruckkraftstoff­ versorgungskreis 48 durch die Ventilöffnung 50 in die Pumpenkammer 42, während sich das Pumpensteuerventilelement 46 in einer offenen Position befindet. Sobald sich das Pumpensteuerventilelement 46 in der offenen Position befindet, wird die er­ ste gemeinsame Sammelleitung 20 mit dem Niederdruckkraftstoffversorgungskreis 48 verbunden. An einem Punkt während des Vorwärtshubs des Pumpenplungerkolbens 34 wird das Pumpensteuerventil 44 erregt, wodurch das Pumpensteuerventilelement 46 in eine geschlossene Position bewegt wird, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Pumpen­ plungerkolben 34 gibt während des Vorwärtshubs kontinuierlich komprimierten Kraftstoff an die gemeinsame Sammelleitung 20 und den Injektor 26 ab. An einem Punkt während des Vorwärtshubs wird das Pumpensteuerventil 44 abgeschaltet, wo­ bei der Druck des Kraftstoffs in der Kammer 42 das Ventilelement 46 in der geschlos­ senen Position hält. Während des Rückwärtshubs, wenn der Druck in der Kammer 42 einen vorbestimmten Minimalwert erreicht, wird das Ventilelement 46 in die offene Position bewegt, wodurch Kraftstoff in die Kammer 42 geleitet werden kann. So ar­ beiten die erste Hochdruckpumpe 14 und die zweite Hochdruckpumpe 16, um ab­ wechselnd und zyklisch hohe Drücke in den entsprechenden Sammelleitungen wäh­ rend jedes entsprechenden Pumpvorgangs durch allmähliches Erhöhen des Kraft­ stoffdrucks in der jeweiligen Sammelleitung und anschließendes allmähliches Absen­ ken des Drucks in der jeweiligen Sammelleitung zu erzeugen. Die Dauer des Pumpvorgangs und der Druck, der in der jeweiligen Sammelleitung erzeugt wird, werden durch den Zeitpunkt des Schließens des Pumpensteuerventils 44 während des Vorwärtshubs des Pumpenplungerkolbens 34 bestimmt. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann ein sehr hoher Druckwert erreicht werden, indem das Pumpensteuerventil 44 nahe dem Beginn des Vorwärtshubs des Pumpenplungerkolbens 34 geschlossen wird, d. h. beispielsweise 80° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt (OT). So ent­ weicht sehr wenig Kraftstoff, der in der Pumpenkammer 42 vorhanden ist, durch die Ventilöffnung 50. Somit wird eine große Kraftstoffmenge in die erste Sammelleitung 20 gepreßt, wodurch besonders hohe Drücke entstehen. Natürlich bewirkt ein spä­ teres Schließen des Pumpensteuerventils 44, daß ein Teil des Kraftstoffs in der Pum­ penkammer 42 von dem Pumpenplungerkolben 34 durch die Ventilöffnung 50 in den Niederdruckkraftstoffversorgungskreis 48 gepumpt wird. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann das Pumpensteuerventil 44 zu verschiedenen Zeitpunkten während des Vor­ wärtshubs des Pumpenplungerkolbens 34 geschlossen werden, um eine Reihe ge­ wünschter Druckwerte, beispielsweise abhängig von Betriebsbedingungen des Mo­ tors, zu erhalten.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann das Pumpensteuerventil 44 jeder Hochdruckpumpe 14, 16 betätigt werden, um in jedem Zyklus des Motorbetriebs eine gewünschte Druck­ kurve für die Sammelleitung für jeden Einspritzvorgang in Verbindung mit einem ent­ sprechenden Injektor 26 zu erhalten. Daher, wie in Fig. 5 dargestellt, kann das Pum­ pensteuerventil 44 zeitig im Vorwärtshub des Pumpenplungerkolbens 34 für Zylinder #1 geschlossen werden, um extrem hohe Drücke in der Sammelleitung zum Einsprit­ zen in Zylinder #1 zu erzeugen, worauf ein späteres Schließen während des folgen­ den Vorwärtshubs des nächsten Zyklus des Pumpenplungerkolbens 34 folgt, um einen signifikant geringeren Druck in der gemeinsamen Sammelleitung 20 zu erzeu­ gen. Somit bietet das vorliegende System eine optimale Kontrolle der Einspritz­ druckwerte bei jedem Einspritzvorgang.
Fig. 1 zeigt, daß der Druck in den gemeinsamen Sammelleitungen 20, 24 durch ent­ sprechende Drucksensoren 147, 149 erfaßt wird, die an die jeweiligen Sammelleitun­ gen angeschlossen sind. Die Sensoren 147, 149 erzeugen Drucksignale, die zu einem Motorsteuermodul (ECM - nicht dargestellt) zur Verwendung in der Steuerung und Überwachung des Motors geleitet werden. Zum Beispiel können die Sensoren zur Berechnung der Erregungsdauer für das Einspritzsteuerventil 98 verwendet werden. Alternativ kann ein einziger Differenz- bzw. Differentialdrucksensor 151 verwendet werden. Der Drucksensor 151 ist an einen Druckerfassungskanal 153 angeschlossen, der sich zwischen der Sammelleitung 20 und der Sammelleitung 24 erstreckt.
Wie in Fig. 5 dargestellt, treten die Pumpvorgänge der Hochdruckpumpen 14 und 16 meist zu verschiedenen Zeitpunkten auf, so daß jeweils nur eine Sammelleitung unter Druck steht, während die andere Sammelleitung sich bei dem konstanten Versor­ gungsdruck befindet. Daher kann der Drucksensor 151 zum effektiven Erfassen des Sammelleitungsdrucks verwendet werden, indem der Differenz- bzw. Differential­ druck zwischen den Sammelleitungen erfaßt wird. Während der Perioden, in welchen ein Pumpvorgang gleichzeitig in bei 37263 00070 552 001000280000000200012000285913715200040 0002019732447 00004 37144den Sammelleitungen 20, 24 auftritt, wird das Signal vom Drucksensor 151 einfach nicht verwendet, bis einer der Pumpvorgänge beendet und der Druck der entsprechenden Sammelleitung entlastet ist. Die Teil­ druckabtastwerte, die vom Differentialdrucksensor 151 erzeugt werden, werden von einem Steueralgorithmus auf Modellbasis verwendet, um die tatsächlichen Werte im Vergleich zum Befehl zu verifizieren und Korrekturen in einer Druckkarte bzw. Ta­ belle den Erfordernissen entsprechend durchzuführen, wodurch eine dynamische Druckkarte erhalten wird.
Wie in Fig. 4 und 6 dargestellt, überspannt der Hub jedes Pumpenplungerkolbens 34 etwa 120° Kurbelwinkel. Daher erzeugt das vorliegende System in den entsprechen­ den Sammelleitungen 20, 24 langsam und allmählich einen Kraftstoffdruck, wodurch Antriebsmomentschwankungen in dem den Pumpenplungerkolben 34 antreibenden Antriebssystem minimiert werden. Wie in Fig. 7 dargestellt, erzeugt eine Injektorein­ heit mit einer nockenbetätigten Plungerkolbenanordnung hohe Antriebsmoment­ schwankungen, die zu einer erhöhten Abnutzung und einem verstärkten Geräusch des Antriebssystems führen. Im Vergleich dazu erfordert das vorliegende System ein signifikant geringeres Maß an Antriebsmoment, um die notwendigen Einspritzdrücke zu erreichen. Obwohl die Antriebsmomentanforderungen für ein herkömmliches Drucksystem mit gemeinsamer Sammelleitung, in dem der Druck in der gemeinsamen Sammelleitung verhältnismäßig konstant gehalten wird, etwas geringer als die An­ triebsmomentschwankungen des vorliegenden Systems sein können, weisen solche Sammelleitungssysteme Nachteile in der Drucksteuerung auf. Zum Beispiel kann ein herkömmliches Sammelleitungssystem keine breite Variierung von Einspritzdrücken von einem Einspritzvorgang zum nächsten effizient und effektiv ermöglichen. Zur Erhöhung des Drucks in der Sammelleitung erfordert ein herkömmliches Sammellei­ tungssystem eine große Zeitspanne, die sich gewöhnlich über einige oder viele Ein­ spritzvorgänge erstreckt, bevor die Hochdruckpumpe, welche die Sammelleitung be­ aufschlagt, den Druck auf den geforderten Wert erhöhen kann. Außerdem hängen herkömmliche Sammelleitungssysteme gewöhnlich von den Einspritzvorgängen zur Abführung von unter Druck stehendem Kraftstoff zur wunschgemäßen Verringerung des Drucks in der Sammelleitung ab, wodurch eine rasche Druckumsetzung nicht möglich ist. Andere herkömmliche Sammelleitungssysteme erreichen eine rasche Ver­ ringerung des Drucks durch Ableiten von Kraftstoff aus der Sammelleitung, was ebenfalls nachteilig ist. Das vorliegende System erzeugt hingegen nach Wunsch eine spezifisch zugeschnittene Kraftstoffdruckkurve für jeden Pumpvorgang und somit für jeden Einspritzvorgang. Das vorliegende System weist auch die Flexibilitäten herkömmlicher Sammelleitungssysteme auf, da es den Druckerzeugungsvorgang von dem Einspritzvorgang trennt, um Antriebsmomentschwankungen einzuschränken, eine Drucksteuerung unabhängig von der Motordrehzahl ermöglicht, einen größeren Einspritzzeitpunktbereich schafft, in dem die Einspritzung erfolgen kann, und eine äußerst kurze Einspritzreaktionszeit liefert, indem für eine gleichzeitige Dosierung und Einspritzung gesorgt wird.
Ein weiteres wesentliches Merkmal des vorliegenden Kraftstoffsystems ist der Einbau eines Druckenergierückgewinnungsmittels 150, welches das Zurückziehen des ent­ sprechenden Pumpenplungerkolbens 34 während jedes Rückwärtshubs unterstützt. Das Druckenergierückgewinnungsmittel 150 nutzt den Druck des Kraftstoffs in der jeweiligen Sammelleitung, der ein Ergebnis der Energie ist, die in dem Kraftstoff auf­ grund der elastischen Komprimierbarkeit des Kraftstoffs gespeichert ist, zum Rück­ treiben des Pumpenplungerkolbens 34 bei seinen Rückwärtshub, wodurch die Druc­ kenergie in dem Kraftstoff zurückgewonnen und ein effizienteres System erhalten wird. Das Druckenergierückgewinnungsmittel 150 umfaßt im allgemeinen die Bereit­ stellung einer anhaltenden Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Sammelleitung 20, 24 und der entsprechenden Pumpenkammer 42 über den gesamten Rückwärtshub des Pumpenplungerkolbens 34 umfaßt. Das Druckenergierückgewin­ nungsmittel 150 wird durch Aufrechterhalten der Fluidverbindung zwischen dem Kraftstoffüberleitungskreis 90 und einer entsprechenden Sammelleitung 20, 24 opti­ miert. Das Druckenergierückgewinnungsmittel 150 umfaßt die Verwendung des Ver­ stärkungsplungerkolbenaufbaus 76 und des Rückschlagventils 95, um den Druck des Kraftstoffs in der Hochdruckkammer 74 nutzen zu können, was auch das Zu­ rückziehen des entsprechenden Pumpenplungerkolbens 34 unterstützt. Wenn der Druck in der Sammelleitung 20, 24 bei einem bestimmten Pumpvorgang zunimmt, be­ ginnen sich die Betätigungsplungerkolben 78 und der Hochdruckplungerkolben 80 nach innen zu der Hochdruckkammer 74 zu bewegen, wenn der Kraftstoffdruck z. B. in der Sammelleitung 20 einen derartigen Wert erreicht, daß die Kraftstoffdruckkräfte, die auf den Betätigungsplungerkolben 78 und das Rückschlagventil 95 wirken, die Spannkraft der Feder 82 überwinden. Das Rückschlagventil 95 wird durch eine Fe­ der mit ausreichender Spannkraft vorgespannt, so daß ein Kraftstoffversorgungsstrom in die Hochdruckkammer 74 möglich ist. Wenn der Druck in der Sammelleitung 20 weiter steigt, bewegen sich der Betätigungsplungerkolben 78 und der Hochdruck­ plungerkolben 80 weiter nach innen, wodurch ein starker Anstieg des Drucks des Kraftstoffs in der Hochdruckkammer 74 herbeigeführt wird. Wie in der Folge aus­ führlicher erklärt wird, wird zu einem vorbestimmten Zeitpunkt im Pumpvorgang das Einspritzsteuerventil 98 in eine offene Position erregt, so daß die Bewegung des Na­ delventilelements 112 aus der geschlossenen Position in eine offene Position herbei­ geführt wird. Der Hochdruckkraftstoff in dem Nadelraum 108 strömt durch die Ein­ spritzöffnungen 102 auswärts in einen Motorzylinder (nicht dargestellt), während der Hochdruckplungerkolben 80 weiterhin den Kraftstoff in der Hochdruckkammer 74 und dem Nadelraum 108 nach unten preßt. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer wird das Einspritzsteuerventil 98 abgeschaltet und in eine geschlossene Position bewegt, wodurch das Nadelventilelement 112 in eine geschlossene Position bewegt wird, in welcher der Fluß durch die Einspritzöffnungen 102 blockiert ist und somit der Ein­ spritzvorgang beendet ist. Für gewöhnlich erfolgt ein Einspritzvorgang während des Vorwärtshubs des Plungerkolbens 34 der Hochdruckpumpe 14, wie in Fig. 5 darge­ stellt ist. Folglich beendet der Pumpenplungerkolben 34 nach dem Einspritzvorgang seinen Vorwärtshub und beginnt dann mit dem Rückwärtshub. Während der Plun­ gerkolben 34 mit einem Rückwärtshub beginnt, dehnt sich der Hochdruckkraftstoff in der ersten Sammelleitung 20, der Betätigungskammer 88 und dem Kraftstoffüber­ leitungskreis 90 oberhalb des Rückschlagventils 95 wieder in die Pumpenkammer 42 aus. Der sich ausbreitende Kraftstoff übt Druckkräfte auf den oberen Teil des Pum­ penplungerkolbens 34 aus, wodurch die Bewegung des Plungerkolbens 34 in seinem Rückwärtshub unterstützt wird. Diese Kräfte werden dann auf die Nocken 30 und das zu- bzw. vorgeordnete Antriebssystem übertragen, wodurch zuvor erzeugte Druckenergie zurückgegeben oder wiedergewonnen wird, um eine effizientere Pum­ panordnung zu erhalten. Zusätzlich erzeugt der Hochdruckkraftstoff im Nadelraum 108, im Kraftstoffüberleitungskreis 90 stromab des Rückschlagventils 95 und in der Hochdruckkammer 74 Druckkräfte auf den Hochdruckplungerkolben 80, die den Plungerkolben 80 und den Betätigungsplungerkolben 78 nach außen pressen, wo­ durch der Kraftstoff in der Betätigungskammer 88 und der ersten Sammelleitung 20 in die Pumpkammer 42 gepreßt wird. Daher wird die Druckenergie des Kraftstoffs stromab des Rückschlagventils 95 zur Unterstützung des Zurückziehens des Pum­ penplungerkolbens 34 genutzt. Somit wird die Druckenergie, die in dem druckbeauf­ schlagten Kraftstoff in dem System von der Pumpenkammer 42 durch die entspre­ chende Sammelleitung 20, 24 und im Kraftstoffüberleitungskreis über den gesamten Weg bis zum Nadelraum 108 gespeichert ist, bei jedem Pumpvorgang wiedergewon­ nen. Ferner werden bei jedem Pumpvorgang alle Injektoren, die der entsprechenden Hochdruckpumpe zugeordnet sind, unter Druck gesetzt und jeder Verstärkungsplun­ gerkolbenaufbau 76 in der zuvor beschriebenen Weise hin- und herbewegt. Somit wird bei jedem Pumpvorgang der gesamte Satz von Injektoren, der einer bestimmten Sammelleitung und Hochdruckpumpe zugeordnet ist, zur Wiedergewinnung der Druckenergie in dem Kraftstoff verwendet, indem der druckbeaufschlagte Kraftstoff effektiv durch jeden Injektor, die gemeinsame Sammelleitung und die Hochdruck­ pumpe ausgedehnt wird, um das Zurückziehen des Pumpenplungerkolbens 34 zu un­ terstützen. Schließlich werden die wiedergewonnenen Druckkräfte, die auf den Pum­ penplungerkolben 34 und die Nocke 30 wirken, dazu verwendet, die Drehung der Nocke 30 zu unterstützen und somit die Bewegung des anderen Hochdruckpum­ penplungerkolbens 34 bei seinen Vorwärtshub und/oder den Betrieb anderer Vor­ richtungen, die von der Nocke 30 angetrieben werden, zu unterstützen.
Fig. 6 zeigt das Antriebsmoment der Nocke 30 bzw. einer Nockenantriebseinrich­ tung, das sich aus der kumulativen Wirkung der ersten Hochdruckpumpe 14 und der zweiten Hochdruckpumpe 16 ergibt. Das negative Antriebsmoment stellt das Mo­ ment dar, das sich aus der Wiedergewinnung der gespeicherten Kraftstoffdruckener­ gie ergibt, die auf die Nocke 30 wirkt. Obwohl in Fig. 6 ein Idealfall dargestellt ist, bei dem keine Energieverluste angenommen werden, ist eine realistischere Antriebsmo­ mentkurve in Fig. 7 dargestellt, bei der das negative Antriebsmoment, d. h. die wieder­ gewonnene Energie, geringer als das durch die Nocke 30 erzeugte Antriebsmoment ist. Eine Antriebsmomentkurve für ein einziges Pumpelement hätte eine ähnliche Form wie die in Fig. 7 dargestellte, nur daß die Sinuskurve mit der halben Frequenz aufträte. Somit gewinnt das vorliegende System effektiv eine wesentliche Menge der ansonsten ungenutzten Druckenergie aus dem Kraftstoff bei jedem Pumpvorgang zu­ rück, um das Zurückziehen des Pumpenplungerkolbens 34 zu unterstützen. Wie in Fig. 7 dargestellt, erfordert das vorliegende nadelgesteuerte System mit gemeinsamer Sammelleitung im Vergleich zu einer Injektoreinheit ein signifikant geringeres An­ triebsmoment und gewinnt im Gegensatz zu einer herkömmlichen Injektoreinheit eine wesentliche Menge der ansonsten ungenutzten Energie zurück.
Wie in Fig. 4 dargestellt, wurde das Antriebssystem mit der Nocke 30 so konstruiert, daß sich der Pumpenplungerkolben 34 in bezug auf die Hin- und Herbewegung des Motorkolbens hin- und herbewegt, so daß der OT des Pumpenplungerkolbens 34 40° Kurbelwinkel nach dem OT des Motorkolbens liegt. Da ein Einspritzvorgang für ge­ wöhnlich um den oberen Totpunkt des Motorkolbens oder gleich danach erfolgt, findet der Einspritzvorgang während des Pumpvorgangs statt, wobei der Druck in der gemeinsamen Sammelleitung zunimmt, wie in Fig. 5 dargestellt. Daher kann das Antriebssystem während des anfänglichen Einbaus abgestimmt werden, so daß die Hin- und Herbewegung des Pumpenplungerkolbens 34 auf einen gewünschten Zeit­ punkt in bezug auf den oberen Totpunkt des Motorkolbens abgestimmt wird, so daß eine spezifische Gestaltung der Einspritzrate bzw. -geschwindigkeit erreicht wird. Zum Beispiel kann die erste Hochdruckpumpe 14 so abgestimmt werden, daß der obere Totpunkt des Pumpenplungerkolbens 34 etwa gleichzeitig oder vielleicht vor dem oberen Totpunkt des Kolbens erreicht wird. Für jede andere Phaseneinstellung wird eine andere Änderung der Kraftstoffeinspritzdruckrate erreicht, was zu einer einzigartigen Einspritzströmungsrate führt.
Fig. 2, 8 und 9 zeigen als ein weiteres wesentliches Merkmal des vorliegenden Kraft­ stoffsystems die verbesserte Durchflußbegrenzungseinrichtung 142, die eine Minimie­ rung des Durchflusses von Hochdruckkraftstoff zum Auslauf während eines Ein­ spritzvorgangs bewirkt, wobei eine optimale Steuerung des Nadelventilelements 112 möglich ist. Die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 umfaßt eine Steuervolumen­ einlaßöffnung 152, die in dem Ende des Nadelventilelements 112 ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Steuervolumenbeschickungskreis 138 mit dem Steuervolumen 136 herzustellen. Der Steuervolumenbeschickungskreis 138 umfaßt einen Längskanal 154, der sich in Längsrichtung durch das Nadelventilelement 112 von der Steuervolumeneinlaßöffnung 152 aus erstreckt, und eine Öffnung 158, die sich quer zu dem Längskanal 154 erstreckt, für eine Verbindung mit dem Nadelraum 108. Die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 umfaßt auch eine Steuervolumenaus­ laßöffnung 160, die in dem äußeren Düsengehäuse 104 ausgebildet ist und mit dem Steuervolumen 136 und dem Auslaufkreis 140 in Verbindung steht. Der Auslaufkreis 140 enthält einen Auslaufdurchlaß, der von der Steuervolumenauslaßöffnung 160 ausgeht und sich an einem gegenüberliegenden Ende unmittelbar neben dem Ein­ spritzsteuerventil 98 öffnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, enthält das Einspritzsteuerventil 98 ein Steuerventilelement 164. Vorzugsweise ist das Einspritzsteuerventil 98 vom magnetisch gesteuerten Zweiwegtyp mit einer Spulenanordnung 166, die das Ventil­ element 164 zwischen einer geschlossenen Position, in welcher ein Fluß durch einen Auslaufdurchlaß 162 blockiert ist, und einer offenen Position, in der ein Abfluß durch einen Auslaufdurchlaß 162 möglich ist, bewegen kann. Der Kraftstoffstrom aus dem Auslaufdurchlaß 162 wird zur Abgabe an einen Niederdruckauslauf zu einem Auslaß 168 geleitet. Die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 umfaßt ferner ein Durchfluß­ begrenzungsventil, das an dem äußeren Ende des Nadelventilelements 112 ausgebil­ det ist, um den Durchfluß sowohl durch die Steuervolumeneinlaßöffnung 152 als auch die Steuervolumenauslaßöffnung 160 wesentlich zu verringern.
Während des Betriebs wird vor einem Einspritzvorgang das Einspritzsteuerventil 98 abgeschaltet und das Ventilelement 164 in die geschlossene Position gebracht, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Kraftstoffdruckwert, der in der Hochdruckkammer 74 auftritt, herrscht auch im Nadelraum 108, dem Steuervolumenbeschickungskreis 138 und dem Steuervolumen 136. Daher halten die Kraftstoffdruckkräfte, die nach innen auf das Nadelventilelement 112 wirken, gemeinsam mit der Spannkraft der Feder 114 das Na­ delventilelement 112 in seiner geschlossenen Position, wodurch ein Fluß durch die Einspritzöffnungen 102 blockiert ist, wie in Fig. 8 dargestellt. Zu einem vorbestimm­ ten Zeitpunkt bei einem bestimmten Pumpvorgang der entsprechenden Hochdruck­ pumpe 14, 16 wird das Einspritzsteuerventil 98 erregt, um das Ventilelement 164 in eine offene Position zu bewegen, so daß Kraftstoff aus dem Steuervolumen 136 durch den Auslaufdurchlaß 162 zu dem Niederdruckauslauf fließt. Gleichzeitig fließt Hoch­ druckkraftstoff von dem Nadelraum 108 durch die Öffnung 158 und den Längskanal 154 des Beschickungskreises 138 über die Steuervolumeneinlaßöffnung 152 in das Steuervolumen 136. Die Öffnung 158 ist jedoch mit einer kleineren Querschnittsströ­ mungsfläche konstruiert als der Auslaufkreis 140 und somit wird eine größere Kraft­ stoffmenge von dem Steuervolumen 136 abgeleitet als über den Steuervolumenbe­ schickungskreis 138 nachgefüllt wird. Daher sinkt der Druck im Steuervolumen 136 sofort. Kraftstoffdruckkräfte, die auf das Nadelventilelement 112 aufgrund des Hoch­ druckkraftstoffs im Nadelraum 108 wirken, beginnen das Ventilelement 112 gegen die Spannkraft der Feder 114 nach außen zu bewegen, also zu öffnen. Wenn sich das äu­ ßere Ende des Nadelventilelements 112 einer Ventilfläche 172 nähert, die das Steuer­ volumen 136 bildet, beginnt das Durchflußbegrenzungsventil 170 gleichzeitig mit der Blockierung sowohl der Steuervolumenauslaßöffnung 160 als auch der Steuervolu­ meneinlaßöffnung 152, wodurch der Durchfluß in das und aus dem Steuervolumen 136 begrenzt wird.
Aus Fig. 10-12 ist ersichtlich, daß die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 vorteil­ haft die Kraftstoffmenge bei jedem Einspritzvorgang verringert. Fig. 10 zeigt einen nadelgesteuerten Injektor, der ein Steuervolumen ohne Einrichtung zur Begrenzung des Durchflusses durch die Einlaß- und Auslaßöffnung enthält, während Fig. 11 einen ähnlichen Einspritzvorgang bei einem nadelgesteuerten Injektor zeigt, der nur zur Verringerung des Flusses durch die Auslaßöffnung des Steuervolumens, die zum Auslauf führt, imstande ist. Wie aus einem Vergleich von Fig. 10 und 11 hervorgeht, verringert ein Injektor mit der Fähigkeit, zumindest teilweise die Steuervolumenaus­ laßöffnung zu blockieren, den Abfluß und die Auslaufmenge an Kraftstoff während eines Einspritzvorgangs im Vergleich zu einem Injektor ohne die Fähigkeit, eine Na­ delsteuervolumenöffnung zu verschließen. Außerdem ist der Injektor zum Verschlie­ ßen einer einzigen Öffnung von Fig. 11 imstande, den Steuerdruck zu erhöhen, d. h. den Kraftstoffdruck im Steuervolumen 136, so daß ein rascherer Verschluß des Steu­ erventilelements möglich ist. Die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 der vorlie­ genden Erfindung senkt jedoch den Kraftstoffabfluß und die Auslaufmenge während des Einspritzvorgangs wesentlich stärker, wobei im Vergleich zu einem Injektor ohne Verschluß der Steuervolumenöffnung ein rascherer Nadelventilverschluß erreicht wird. Außerdem ist ersichtlich, daß der Injektor von Fig. 11 zwar den Steuerdruck im Steuervolumen 136 relativ hoch hält, um ein rasches Verschließen des Ventils zu errei­ chen, der Steuerdruck aber schwankt, so daß während des Einspritzvorgangs Impulse entstehen. Diese hohen Impulse können zu instabilen Druckausgleichsbedingungen führen, die dazu neigen, das Nadelsteuerventilelement 112 in seine geschlossene Po­ sition zu bewegen, wodurch die eingespritzte Kraftstoffmenge nachteilig beeinflußt oder die Einspritzung unterbrochen wird. Wie in Fig. 12 dargestellt, dämpft oder ver­ ringert die Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 der vorliegenden Erfindung die Druckimpulse im Steuervolumen 136, indem der Fluß durch die Steuervolumeneinlaß­ öffnung 152 im wesentlichen blockiert wird, so daß gewährleistet ist, daß der Steuer­ druck deutlich unter dem entgegengesetzten Sackdruck gehalten wird, der auf das gegenüberliegende Ende des Nadelventilelements wirkt. Somit stabilisiert die vorlie­ gende Durchflußbegrenzungseinrichtung 142 vorteilhaft den Steuerdruck im Steuer­ volumen 136 während eines Einspritzvorgangs, so daß dafür gesorgt wird, daß das Nadelventilelement 112 während des Einspritzvorgangs verläßlich in einer optimalen offenen Position gehalten wird.
Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Durchflußbegrenzungseinrichtung 188 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Steuervolumen 176 zwischen einem Dü­ sengehäuse 178 und einem Betätigungsgehäuse oder Abstandsstück 180 ausgebildet ist. Ein Steuervolumenbeschickungskanal 182 ist in einer unteren Oberfläche des Ab­ standsstücks 180 gegenüber dem Düsengehäuse 178 ausgebildet, so daß er an einem Ende mit dem Steuervolumen 176 und an einem gegenüberliegenden Ende mit einem Kraftstoffzuführkanal 184 in Verbindung steht. Daher wird anstelle der Ausbildung eines Beschickungskreises bei dem Nadelventilelement 186 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kraftstoff vom Kraftstoffzuführkanal 184 anstatt vom Na­ delraum 108 zu dem Steuervolumen 176 über den Beschickungskanal 182, der in dem Abstandsstück 180 ausgebildet ist, geleitet. Alternativ kann der Steuervolumenbe­ schickungskreis 182 in der äußeren Oberfläche des Düsengehäuses 178 gegenüber dem Abstandsstück 180 ausgebildet sein. Die Durchflußbegrenzungseinrichtung 188 dieses Ausführungsbeispiels ist ähnlich jener des vorangehenden Ausführungsbei­ spiels, indem sie eine Steuervolumeneinlaßöffnung 190, eine Steuervolumenauslaß­ öffnung 192 und ein Durchflußbegrenzungsventil 194 umfaßt, das an dem Ende des Nadelventilelements 186 ausgebildet ist. Wenn sich das Nadelventilelement 186 in seine offene Position für den Beginn der Einspritzung bewegt, blockiert das Durch­ flußbegrenzungsventil 194 den Durchfluß durch die Steuervolumenauslaßöffnung 192 und die Steuervolumeneinlaßöffnung 190 wesentlich, was zu den zuvor mit Be­ zugnahme auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 8 besprochenen Vorteilen führt.
Bei beiden Ausführungsbeispielen von Fig. 8 und 9 wird während des Betriebs am Ende eines Einspritzvorgangs das Einspritzsteuerventil 98 abgeschaltet und das Ventilelement 164 in eine geschlossene Position bewegt, wodurch der Fluß durch den Auslaufkreis 140 blockiert wird, wie in Fig. 2 dargestellt. Daher steigt der Kraftstoff­ druck in dem Steuervolumen 136, 176 sofort, da Hochdruckkraftstoff über den Steu­ ervolumenbeschickungskreis 138, 182 in das Steuervolumen 136 bzw. 176 fließt. Folglich wirkt der Hochdruckkraftstoff, der in dem Steuervolumen 136 bzw. 176 und dem Nadelraum 108 vorhanden ist, auf das Nadelventilelement 112 bzw. 186, um Kraftstoffdruckkräfte zu erzeugen, die gemeinsam mit der Spannkraft der Feder 114 die Kraftstoffdruckkräfte an dem Nadelventilelement 112 bzw. 186 überwinden, die in die entgegengesetzte Richtung wirken, wodurch das Nadelventilelement 112 bzw. 186 geschlossen und die Einspritzung beendet wird.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kraftstoffsystems mit einem Kraftstoffinjektor 26 des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels, der in ei­ nen Zylinderkopf 200 eines Motors eingebaut ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Hochdruckpumpe 202 der Hochdruckpumpe 14 von Fig. 2 sehr ähnlich, außer daß die Pumpe durch eine dreilappige Nocke 204 betätigt wird, die sich mit halber Motordrehzahl dreht. Die Nocke 204 ist in einer Nockenbohrung 206 eingebaut, die in dem Zylinderkopf 200 in Verbindung mit einem Pumpenraum 208 ausgebildet ist, der sich durch eine Seite des Zylinderkopfs 200 erstreckt. Diese Anordnung ermög­ licht die Befestigung der Hochdruckpumpe 202 an einer Seite des Zylinderkopfs 200. Diese Befestigungsanordnung kann in bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein, wenn die Gesamthöhe des Motors auf ein Minimum verringert werden muß oder an der Seite des Kopfs 200 viel Raum zur Verfügung steht.
Fig. 14 offenbart eine weitere Anordnung für den Einbau des vorliegenden Kraft­ stoffsystems, wobei eine dreilappige Nocke 210 in dem Motor unter einem Zylinder­ kopf 212 angeordnet ist, der eine Hochdruckpumpe 214 enthält. Die Hochdruck­ pumpe 214 ist an der Oberseite des Kopfs 212 befestigt und erstreckt sich durch eine Pumpenbefestigungsbohrung 216, die in dem Kopf 212 ausgebildet ist, für den Ein­ griff mit der Nocke 210.
Fig. 15 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kraftstoffsystems, wobei eine Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbau 220 getrennt von einem In­ jektor 222 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Kraftstoffverstärkungsplunger­ kolbenanordnung 220 an einer anderen, entfernten Stelle im Motor befestigt sein, zum Beispiel an einer Seite des Motorzylinderkopfs 224, während der Injektor wei­ terhin in einer Injektorbefestigungsbohrung 226 angeordnet ist, die sich senkrecht von oben nach unten durch den Kopf 224 erstreckt. Der Zylinderkopf 224 enthält eine Bohrung 228 mit einem länglichen Abschnitt 230, der sich in einen größeren Ab­ schnitt 232 öffnet. Der Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbau 220 enthält ein inneres Gehäuse 234, das sich in den größeren Abschnitt 232 und in den länglichen Abschnitte 230 erstreckt. Das innere Ende des länglichen Abschnitts 230 weist eine konische Oberfläche für den Eingriff mit einer komplementären Ausnehmung auf, die in dem Injektorkörper des Injektors 222 ausgebildet ist, um eine fluiddichte Verbin­ dung zu erhalten. Ein Hochdruckzuführkanal 236 erstreckt sich von der Hochdruck­ kammer 74 durch den länglichen Abschnitt 230 zur Verbindung mit einem ringförmi­ gen Raum 238, der in dem Injektorkörper ausgebildet ist. Der ringförmige Raum 238 steht an einem Ende mit einem Nadelraum 240 und an einem gegenüberliegenden Ende mit einem Steuervolumenbeschickungskreis 138 in Verbindung. Der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels entspricht demjenigen, der zuvor mit Bezugnahme auf die primären Ausführungsbeispiele von Fig. 1, 2 und 8 beschrieben wurde. Das Aus­ führungsbeispiel von Fig. 15 ist besonders bei jenen Anwendungen vorteilhaft, in welchen der verfügbare Raum über dem Motor begrenzt ist. Durch Trennen des Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbaus von dem Injektor ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel die Verwendung eines kürzeren Injektors, so daß dieses Kraft­ stoffsystem bei Anwendungen mit eingeschränktem Gehäuse verwendet werden kann, indem die Höhe des Motors verringert wird.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorliegenden Kraftstoffsystems, das ähnlich dem Ausführungsbeispiel von Fig. 15 ist, mit der Ausnahme, daß der Kraftstoffinjektor 242 deutlich kürzer als der in Fig. 15 dargestellte ist, und überdies ein Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbau 244 in einem Winkel zu dem Kraft­ stoffinjektor 242 angeordnet ist. Durch Verwendung eines kürzeren Injektors verrin­ gert dieses Ausführungsbeispiel den erforderlichen Kopfraum des Motors, wodurch die Größe des Motors verringert und/oder die Verwendung des vorliegenden Systems bei einer größeren Vielzahl von Motoren möglich ist. Durch Anordnung der Kraft­ stoffverstärkungsplungerkolbenanordnung 244 in einem relativen Winkel zu dem Kraftstoffinjektor 242, so daß die Kraft des inneren Gehäuses 234 gegen den Injek­ torkörper dazu neigt, den Injektorkörper nach innen in seine Einbaubohrung 246 zu bewegen, wird eine sichere und dichte Befestigung des Kraftstoffinjektors 242 in seiner Bohrung 246 unterstützt.
Fig. 16 zeigt auch einen weiteren wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung einer verbesserten elektrischen Verbindungsvorrichtung für den Anschluß der Stellgliedanordnung, d. h. der Elektromagnet/Spulenanordnung 166 des Einspritzsteuerventils 98 an eine Stromquelle. Die elektrische Verbindungsein­ richtung umfaßt einen Kabelbaum, der allgemein mit 250 bezeichnet ist, mit einem Kabelbaumkörper 252, der aus einem Isoliermantel gebildet ist, der die leitenden Ele­ mente, die durch gestrichelte Linien 253 dargestellt sind, bedeckt. Der Kabelbaum­ körper 252 umfaßt ferner einen ersten Verbinder 254, der an einem Ende zur Verbin­ dung mit dem Ventilverbinder 144 ausgebildet ist, der vom Einspritzsteuerventil 98 absteht. Der Kabelbaumkörper 252 ist fest mit/an der oberen Oberfläche des Zylin­ derkopfs in einer unveränderlichen vorbestimmten Position relativ zu der Injektorbe­ festigungsbohrung 246 verbunden oder befestigt, so daß ein Einsetzen des Kraft­ stoffinjektors 242 in seine Einbaubohrung 246 gleichzeitig eine Verbindung zwi­ schen dem Ventilverbinder 144 und dem ersten Verbinder 254 des Kabelbaumkörpers 252 bewirkt. Eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Ventilverbinder 144 und dem ersten Verbinder 254 ist hergestellt, wenn der Kraftstoffinjektor 242 voll­ ständig in seiner innersten Position in der Injektorbefestigungsbohrung 246 befestigt ist. Daher vereinfacht der Kabelbaum 252 das Verfahren des Einbaus und Anschlus­ ses des Kraftstoffinjektors 242, da nur ein einziger Schritt zum Einsetzen und Befe­ stigen des Kraftstoffinjektors 242 in seiner Befestigungsbohrung 246 erforderlich ist und kein weiterer Schritt zur Verbindung des Einspritzsteuerventils 98 mit einer Stromquelle notwendig ist. Der herkömmliche Einbau von Kraftstoffinjektoren nach dem Stand der Technik erfordert bei jedem Entfernen und Wiedereinbauen des Kraft­ stoffinjektors 242 Montagearbeit zur Lösung und Wiederverbindung des Ventilver­ binders 144 von/mit einem elektrischen Stecker. Daher vereinfacht der vorliegende Kabelbaum 250 den Einbau- und Aufbauvorgang des Kraftstoffinjektors 242 in vor­ teilhafter Weise. Außerdem kann der Kabelbaum 252 auch einen zweiten Verbinder 256 enthalten, der für den Eingriff mit einem Verschiebungssensorverbinder 258 an­ geordnet ist, der von dem Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbau 244 ausgeht. Der Verschiebungssensorverbinder 258 enthält auch einen äußeren Isoliermantel, der das leitende Element umgibt. Das leitende Element ist an die Plungerkolbenpositions­ erfassungseinrichtung 146 angeschlossen, um eine diagnostische Information wie zu­ vor besprochen zu liefern. Der zweite Verbinder 256 ist relativ zu der Bohrung 228 so angeordnet, daß die Bewegung des Kraftstoffverstärkungsplungerkolbenaufbaus 244 in eine befestigte Position in der Bohrung 228, wie in Fig. 16 dargestellt, bewirkt, daß der Verschiebungssensorverbinder 258 gleichzeitig mit dem zweiten Verbinder 256 in Eingriff gelangt, so daß eine sichere elektrische Verbindung erhalten wird. Der Ventilverbinder 144, der Kabelbaumkörper 252 und der Verschiebungssensorverbin­ der 258 sind vorzugsweise jeweils aus einem Material mit ausreichender Steifigkeit gebildet, so daß feste Verbindungen ohne weitere Stützung durch andere Bauteile oder Personal während der Verbindung möglich sind. Ebenso ist offensichtlich, daß der Kabelbaum 250 bei allen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung oder jeder anderen Kraftstoffabgabevorrichtung mit einer elektrisch betriebenen Vor­ richtung zur Befestigung an einem Motor verwendet werden kann.
Fig. 17 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einer Injektoreinheit 260 mit demselben Einspritzbetätigungsmodul 58, Düsenmodul 60 und derselben Aufnahme 106 des in Fig. 2 dargestellten primären Ausführungsbeispiels. Die Injektoreinheit 260 enthält jedoch einen Injektorplungerkolben 262, der durch eine Nocke (nicht dargestellt) über eine herkömmliche Stößelstange 264, einen Kipphebelaufbau 266 und einen Verbindungsaufbau 268 angetrieben wird. Der Injektorplungerkolben 262 ist in einer Plungerkolbenbohrung 270 angeordnet, die in einer Injektorbüchse 272 ausgebildet ist, die anliegend an dem Einspritzbetätigungsmodul 58 befestigt ist. Eine Hochdruckkammer 274, die in dem inneren Ende der Bohrung 270 ausgebildet ist, wird mit Niederdruckkraftstoff über einen Versorgungskanal 276 versorgt, der in der Büchse 272 ausgebildet ist. Ein magnetisch betätigtes Drucksteuerventil 278 mit ei­ ner Elektromagnetspulenanordnung 280 ist zur Steuerung des Flusses des Versor­ gungskraftstoffs durch den Versorgungskanal 276 angeordnet, so daß ein Hoch­ druckpumpvorgang definiert wird.
Bei Verwendung in einem Sechszylindermotor bewirkt die Nocke (nicht dargestellt), daß sich der Injektorplungerkolben 262 über einen Druckhub von etwa 120° Kur­ belwinkel ähnlich dem Hub des Pumpenplungerkolbens 34 des in Fig. 1 und 2 darge­ stellten Ausführungsbeispiels hin- und herbewegt. Ebenso arbeitet das Einspritzsteu­ erventil 98 bei jedem Pumpvorgang, um einen Einspritzvorgang wie zuvor beschrie­ ben zu erzeugen. Dieses Ausführungsbeispiel einer Injektoreinheit ist durch die Be­ reitstellung einer vereinfachten, nadelgesteuerten Injektoreinheit mit einer kompakten Konstruktion, die effektiv druckbeaufschlagte Pumpvorgänge unabhängig von der Erzeugung von Einspritzvorgängen erzeugen kann, besonders vorteilhaft. Durch Verwendung der Spulenanordnung 280 für das Drucksteuerventil 278, die von der Betätigungsspule des Einspritzsteuerventils 98 getrennt ist, ermöglicht die Injektor­ einheit 260 den Betrieb des Einspritzsteuerventils 98 zu jedem Zeitpunkt während des Pumpvorgangs, der durch das Drucksteuerventil 278 erzeugt wird, ohne die Er­ regung der Spulenanordnung 280 zu berücksichtigen. Dieses Merkmal stellt eine Verbesserung gegenüber nadelgesteuerten Injektoreinheiten nach dem Stand der Technik dar, welche dieselbe Betätigungs- oder Spulenanordnung zum Betreiben sowohl des Drucksteuerventils als auch des Einspritzsteuerventils verwenden.
Während das nadelgesteuerte Kraftstoffsystem der vorliegenden Erfindung beson­ ders zweckdienlich bei einem Innenverbrennungsmotor mit Kompressionszündung ist, kann es bei jedem Verbrennungsmotor für Fahrzeuge oder industrielle Ausrü­ stungsgegenstände verwendet werden, bei dem eine exakte, effiziente und verläßli­ che Druckerzeugung, Zeitpunkteinstellung der Einspritzung und Einspritzdosierung wesentlich ist.

Claims (50)

1. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zulei­ tung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine erste gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine erste Hochdrückpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Sen­ ken dem Kraftstoffdrucks in der ersten Sammelleitung zur Erzeugung aufeinan­ derfolgender Pumpvorgänge, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode stei­ genden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, umfaßt, wobei die erste Sammelleitung zwischen den Pumpvorgängen mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung steht; und
einen ersten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die erste Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der ersten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck während entsprechender Pumpvorgänge in zu­ geordnete Brennräume des Motors zur Definition entsprechender Einspritzvor­ gänge angeschlossen sind.
2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine zweite ge­ meinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluid­ verbindung bringbar ist, eine zweite Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Nie­ derdruckkraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der zweiten Sammellei­ tung zur Erzeugung aufeinanderfolgender Pumpvorgänge, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, umfaßt, wobei die zweite Sammelleitung mit der Niederdruckkraftstoffversorgung zwischen den Pumpvorgängen in Fluid­ verbindung steht, und einen zweiten Satz von Injektoren, die an die zweite Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zweiten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff in zugeordnete Brennräume des Motors ange­ schlossen sind.
3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraft­ stoffüberleitungskreis, eine Einspritzöffnung, die an einem Ende des Injektor­ körpers ausgebildet ist, und einen in den Injektorraum eingebauten, eine ge­ schlossene Düse bildenden Aufbau umfaßt, wobei der Düsenaufbau ein Nadel­ ventilelement umfaßt, das zur Bewegung zwischen einer geschlossenen Positi­ on, in der ein Kraftstofffluß durch die Einspritzöffnung blockiert ist, und einer offenen Position, in der ein Kraftstoffdurchfluß durch die Einspritzöffnung mög­ lich ist, eingebaut ist, wobei jeder Injektor ferner ein Nadelventilsteuermittel zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und geschlossenen Position umfaßt.
4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Na­ delventilsteuermittel ein Steuervolumen, das neben einem äußeren Ende des Na­ delventilelements angeordnet ist, einen Auslaufkreis zum Ableiten von Kraft­ stoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf, und ein Einspritz­ steuerventil umfaßt, das im Auslaufkreis zur Steuerung des Kraftstofflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, so daß das Nadelventilelement zwischen der offenen und geschlossenen Position bewegbar ist.
5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelventilsteuermittel ferner einen Steuervolumenbeschickungskreis zur Zulei­ tung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis zu dem Steuervolumen umfaßt, wobei jeder Satz von Kraftstoffinjektoren bzw. Injektor ferner ein Durchflußbegrenzungsmittel umfaßt, welches den Kraftstofffluß von dem Steu­ ervolumen zu dem Auslauf begrenzt, wenn sich das Nadelventilelement in der offenen Position befindet, wobei das Durchflußbegrenzungsmittel eine Steuer­ volumeneinlaßöffnung, die den Beschickungskreis und das Steuervolumen in Fluidverbindung bringt, eine Steuervolumenauslaßöffnung, die das Steuervolu­ men und den Auslaufkreis in Fluidverbindung bringt, und ein Durchflußbegren­ zungsventil umfaßt, das an dem äußeren Ende des Nadelventilelements ausge­ bildet ist, um zumindest teilweise die Steuervolumeneinlaßöffnung und die Steu­ ervolumenauslaßöffnung zu blockieren, so daß der Kraftstofffluß zu dem Nie­ derdruckauslauf begrenzbar ist.
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2 und optional nach einem der voran­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzsy­ stem einen Erfassungskanal, der die erste und zweite gemeinsame Sammelleitung verbindet, sowie einen Drucksensor umfaßt, der an dem Erfassungskanal zum Erfassen des Drucks sowohl in der ersten als auch in der zweiten Sammelleitung, insbesondere des Differenzdrucks zwischen beiden Sammelleitungen, angeord­ net ist.
7. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor ein Kraftstoffdruckverstärkungsmittel zur Druckbeaufschlagung von Einspritzkraftstoff umfaßt, wobei das Kraftstoff­ druckverstärkungsmittel einen Betätigungsplungerkolben und einen Hoch­ druckplungerkolben, die zur Hin- und Herbewegung in einem Injektorraum ein­ gebaut sind, eine Betätigungskammer, die in dem Injektorraum zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zugeordneten Sammelleitung ausgebildet ist, und eine Hochdruckkammer umfaßt, die in dem Injektorraum zwischen dem Hochdruck­ plungerkolben und der Einspritzöffnung ausgebildet ist, wobei der Betätigungs­ plungerkolben eine Betätigungsplungerkolbenquerschnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Betätigungskammer ausgesetzt ist, und der Hochdruck­ plungerkolben eine Hochdruckplungerkolbenquerschnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Hochdruckkammer ausgesetzt ist, wobei die Betätigungs­ plungerkolbenquerschnittsfläche größer als die Hochdruckplungerkolbenquer­ schnittsfläche ist, wobei der Betätigungsplungerkolben abhängig von dem Druck des Kraftstoffs in der zugeordneten Sammelleitung derart bewegbar ist, daß eine Bewegung des Hochdruckplungerkolbens zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffs in der Hochdruckkammer auf einen höheren Druckwert als den Betätigungsfluiddruckwert hervorgerufen wird.
8. Kraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kraftstoffüberleitungskreis einen Zuführkanal umfaßt, der in dem Betätigungsplungerkolben und dem Hochdruckplungerkolben ausgebildet ist, um Kraftstoff von der Betätigungskammer an die Hochdruckkammer abzuge­ ben.
9. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor ein Plungerkolbenmittel umfaßt, das zur Hin- und Herbewegung in einem Injektorraum angeordnet ist, wobei das Plungerkol­ benmittel sich bei jedem der Pumpvorgänge abhängig von der Erhöhung und Senkung des Kraftstoffdrucks in der zugeordneten Sammelleitung hin- und her­ bewegt.
10. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hochdruckpumpe einen hin- und herbewegbaren Pumpenplungerkolben, eine Pumpenkammer, die neben einem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist, und vorzugsweise ein Pumpensteuer­ ventil zur Steuerung der effektiven Verschiebung des Pumpenplungerkolbens umfaßt.
11. Kraftstoffeinspritzsystem nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Pumpengehäuse vorgesehen ist, das sowohl die erste als auch die zweite Hochdruckpumpe und ein Nockenmittel zur Hin- und Herbewegung des Pumpenplungerkolbens der ersten und zweiten Hochdruckpumpe umgibt, wobei der erste und zweite Pumpenplungerkolben in dem Gehäuse an gegen­ überliegenden Seiten des Nockenmittels zur Hin- und Herbewegung auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
12. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenmittel als eine Exzenternocke mit einer Gleitlagerhülse, die zwischen der Exzenternocke und dem Pumpenplungerkolben angeordnet ist, ausgebildet ist.
13. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Pumpensteuerventil ein Pumpensteuerventilelement umfaßt, das in die Pumpenkammer reicht.
14. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4 und optional nach einem der voran­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektorkörper eine Injektoraufnahme, die einen Aufnahmeraum bildet, ein in den Aufnahmeraum eingebautes Düsenmodul mit einem inneren Düsengehäuse und einem einstüc­ kigen äußeren Düsengehäuse, das an dem inneren Düsengehäuse anliegend an­ geordnet ist, ein das Einspritzsteuerventil tragendes Einspritzbetätigungsmodul, das an dem äußeren Düsengehäuse anliegend angeordnet ist, und weniger als vier Hochdruckverbindungen umfaßt, die in Längsrichtung entlang dem Injek­ tor zwischen dem Einspritzsteuerventil und der Einspritzöffnung beabstandet angeordnet sind, um Kraftstoff in dem Kraftstoffüberleitungskreis zu halten.
15. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die weniger als vier Hochdruckverbindungen nur eine erste Hochdruckverbindung, die zwischen dem inneren Düsengehäuse und dem äußeren Düsengehäuse aus­ gebildet ist, und eine zweite Hochdruckverbindung, die zwischen dem äußeren Düsengehäuse und dem Betätigungsmodul ausgebildet ist, umfassen.
16. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10 und optional nach einem der vor­ anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Pumpenkammer mit der zugeordneten Sammelleitung und dem Kraftstoffüberleitungskreis bei jedem Pumpvorgang in anhaltender Fluidverbindung steht.
17. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10 und optional nach einem der vor­ anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritz­ system ein Druckenergierückgewinnungsmittel zur Nutzung des Drucks des Kraftstoffs in der Sammelleitung, der eine Folge der Energie ist, die in dem Kraft­ stoff aufgrund der elastischen Komprimierbarkeit des Kraftstoffs nach jedem Pumpvorgang gespeichert wird, umfaßt, um das Zurückziehen des Pumpenplun­ gerkolbens zu unterstützen.
18. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoff­ überleitungskreis, eine Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, ein Plungerkolbenmittel, das zur Hin- und Herbewegung in dem Injektorraum angeordnet ist, um den Einspritzkraftstoff unter Druck zu setzen, und eine Hochdruckpumpe umfaßt, die in dem Injektorraum zwischen dem Plungerkolbenmittel und der Einspritzöffnung gebildet ist, wobei das Druck­ energierückgewinnungsmittel ferner den Druck des Kraftstoffs in der Hoch­ druckkammer von mindestens einem Injektor nutzt, um das Zurückziehen des Pumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstützen.
19. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckenergierückgewinnungsmittel den Druck des Kraftstoffs in den Hoch­ druckkammern aller Injektoren eines Satzes von Injektoren nutzt, um das Zu­ rückziehen des Pumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstüt­ zen.
20. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, insbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zulei­ tung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine erste gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine erste Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Sen­ ken des Kraftstoffdrucks in der ersten Sammelleitung zur Erzeugung von Pumpvorgängen, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraft­ stoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, umfaßt; und
einen ersten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die erste Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der ersten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in zugeordnete Brennräume angeschlossen sind, wobei jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis, und eine Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, umfaßt, und wobei jeder Injektor ein Plun­ gerkolbenmittel umfaßt, das zur Hin- und Herbewegung in dem Injektorraum angeordnet ist, wobei jedes Plungerkolbenmittel bei jedem Pumpvorgang ab­ hängig von dem steigenden und sinkenden Kraftstoffdruck in der zugeordneten Sammelleitung hin- und herbewegbar ist.
21. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzsystem eine zweite gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist, eine zweite Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Nieder­ druckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der zweiten Sammelleitung zur Erzeugung aufeinanderfol­ gender Pumpvorgänge, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, beinhal­ tet, und einen zweiten Satz von Kraftstoffinjektoren umfaßt, der an die zweite Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zweiten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in zugeordnete Brennräume des Motors angeschlossen ist.
22. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, insbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zulei­ tung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine erste gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine erste Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Sen­ ken des Kraftstoffdrucks in der ersten Sammelleitung zur Erzeugung von Pumpvorgängen, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraft­ stoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, beinhaltet, wobei die erste Hochdruckpumpe einen Pumpenplungerkolben, der zur Hin- und Herbewegung eingebaut ist, und eine Pumpenkammer umfaßt, die neben ei­ nem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist;
einen ersten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die erste Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der ersten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in zugeordnete Brennräume des Motors zur Definition entsprechender Einspritzvorgänge angeschlossen sind; und
ein Druckenergierückgewinnungsmittel zur Nutzung des Drucks des Kraftstoffs in der ersten Sammelleitung, der eine Folge der Energie ist, die in dem Kraftstoff aufgrund der elastischen Komprimierbarkeit des Kraftstoffs gespeichert ist, um das Zurückziehen des Pumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu un­ terstützen.
23. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoff­ überleitungskreis, eine Einspritzöffnung, die an einem Ende des Injektorkörpers gebildet ist, ein Plungerkolbenmittel, das zur Hin- und Herbewegung in dem In­ jektorraum eingebaut ist, um Einspritzkraftstoff mit Druck zu beaufschlagen, und eine Hochdruckkammer umfaßt, die in dem Injektorraum zwischen dem Plungerkolbenmittel und der Einspritzöffnung gebildet ist, wobei das Druck­ energierückgewinnungsmittel ferner den Druck des Kraftstoffs in der Hoch­ druckkammer von mindestens einem Injektor nutzt, um das Zurückziehen des Pumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstützen.
24. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckenergierückgewinnungsmittel den Druck des Kraftstoffs in den Hoch­ druckkammern aller Injektoren eines Satzes von Injektoren nutzt, um das Zu­ rückziehen des Pumpenplungerkolbens bei jedem Pumpvorgang zu unterstüt­ zen.
25. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzsystem eine zweite gemeinsame Sam­ melleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist, eine zweite Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruck­ kraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der zweiten Sammelleitung zur Er­ zeugung aufeinanderfolgender Pumpvorgänge, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraft­ stoffdrucks folgt, beinhaltet, und einen zweiten Satz von Injektoren umfaßt, die an die zweite Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zweiten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff in zugeordnete Brennräume des Motors zur Definition entsprechender Einspritzvorgänge anschlossen sind, wobei das Druckenergierückgewinnungsmittel ferner den Druck des Kraftstoffs in der Hochdruckkammer von mindestens einem Injektor bei jedem Pumpvor­ gang jeder der ersten und zweiten Hochdruckpumpen nutzt, um das Zurückzie­ hen des entsprechenden Pumpenplungerkolbens zu unterstützen.
26. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckenergierückgewinnungsmittel den Druck des Kraftstoffs in den Hoch­ druckkammern aller Injektoren jeweils eines Satzes von Injektoren bei jedem Pumpvorgang nutzt, um das Zurückziehen des zugeordneten Pumpenplunger­ kolbens zu unterstützen.
27. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 25 und optional nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hochdruckpumpe einen hin- und herbewegbaren Pumpenplungerkolben, eine Pumpenkammer, die neben einem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist, und ein Pumpensteuerventil zur Steuerung der effektiven Verschiebung des Pumpen­ plungerkolbens bzw. der effektiven Pumpleistung umfaßt, wobei das Kraftstoff­ einspritzsystem ein Pumpengehäuse, das die ersten und zweiten Hochdruck­ pumpen umgibt, und ein Nockenmittel umfaßt, das in dem Pumpengehäuse zur Hin- und Herbewegung der Pumpenplungerkolben der Hochdruckpumpen an­ geordnet ist, wobei die beiden Pumpenplungerkolben in dem Pumpengehäuse an gegenüberliegenden Seiten des Nockenmittels zur Hin- und Herbewegung entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
28. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 25 und optional nach einem der vor­ anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hochdruckpumpe einen hin- und herbewegbaren Pumpenplungerkolben, eine Pumpenkammer, die neben einem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist, und ein Pumpensteuerventil zur Steuerung der effektiven Verschiebung des Pumpen­ plungerkolbens bzw. der effektiven Pumpleistung umfaßt, wobei das Pumpen­ steuerventil ein Pumpensteuerventilelement enthält, das in die Pumpenkammer reicht.
29. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenkammer in anhaltender Fluidverbindung mit der zugeordneten Sammel­ leitung und dem Kraftstoffüberleitungskreis bei jedem der Pumpvorgänge steht.
30. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, insbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zuleilei­ tung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine gemeinsame Sam­ melleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Nie­ derdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der Sammelleitung zur Erzeugung von Pumpvorgängen, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, beinhaltet; und
eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren, die an die Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in zugeordnete Brennräume des Motors angeschlossen sind, wo­ bei jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis, eine Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injek­ torkörpers gebildet ist, ein Plungerkolbenmittel, das zur Hin- und Herbewegung in den Injektorraum eingebaut ist, und eine Betätigungskammer umfaßt, die zwi­ schen dem Plungerkolbenmittel und der gemeinsamen Sammelleitung ausgebil­ det ist, wobei jede Betätigungskammer mit der Sammelleitung bei jedem der Pumpvorgänge in Fluidverbindung steht.
31. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, insbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zuleitung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine erste gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine erste Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Niederdruckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Sen­ ken des Kraftstoffdrucks in der ersten Sammelleitung zur Erzeugung aufeinan­ derfolgender Pumpvorgänge, wobei die erste Hochdruckpumpe einen hin- und herbewegbaren Pumpenplungerkolben und eine Pumpenkammer umfaßt, die neben einem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist; und
einen ersten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die erste Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der ersten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in zugeordnete Brennräume angeschlossen sind, wobei jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis, und eine Einspritzöffnung, die an einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, umfaßt, wobei die Pumpenkammer bei jedem der Pumpvorgänge in anhaltender Fluidverbindung mit der Sammelleitung und dem Kraftstoffüberleitungskreis steht.
32. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzsystem eine zweite gemeinsame Sammelleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist, eine zweite Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von dem Nieder­ druckkraftstoffversorgungsmittel und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der zweiten Sammelleitung zur Erzeugung aufeinanderfol­ gender Pumpvorgänge umfaßt, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, beinhaltet, wobei die zweite Hochdruckpumpe einen hin- und herbeweg­ baren Pumpenplungerkolben und eine Pumpenkammer umfaßt, die neben einem ersten Ende des Pumpenplungerkolbens ausgebildet ist, wobei das Kraftstoff­ einspritzsystem einen zweiten Satz von Kraftstoffinjektoren, die an die zweite Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zweiten Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff in zugeordnete Brennräume des Motors ange­ schlossen sind, wobei die Pumpenkammer der zweiten Hochdruckpumpe bei je­ dem der Pumpvorgänge mit der zweiten Sammelleitung und dem Kraftstoffüber­ leitungskreis des zweiten Injektorsatzes in anhaltender Fluidverbindung steht.
33. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plungerkolbenmittel jedes Injektors ein Kraftstoff­ druckverstärkungsmittel zur Druckbeaufschlagung von Einspritzkraftstoff um­ faßt, wobei das Kraftstoffdruckverstärkungsmittel einen Betätigungsplunger­ kolben und einen Hochdruckplungerkolben, die zur Hin- und Herbewegung in den Injektorraum eingebaut sind, eine Betätigungskammer, die in dem Injektor­ raum zur Aufnahme von Kraftstoff aus der zugeordneten Sammelleitung aus­ gebildet ist, und eine Hochdruckkammer umfaßt, die in dem Injektorraum zwi­ schen dem Hochdruckplungerkolben und der Einspritzöffnung ausgebildet ist, wobei der Betätigungsplungerkolben eine Betätigungsplungerkolbenquer­ schnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Betätigungskammer ausgesetzt ist, und der Hochdruckplungerkolben eine Hochdruckplungerkolbenquer­ schnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Hochdruckkammer ausgesetzt ist, wobei die Betätigungsplungerkolbenquerschnittsfläche größer als die Hoch­ druckplungerkolbenquerschnittsfläche ist, wobei der Betätigungsplungerkol­ ben abhängig von dem Druck des Kraftstoffs in der zugeordneten Sammellei­ tung bewegbar ist, um die Bewegung des Hochdruckplungerkolbens herbeizu­ führen, so daß der Kraftstoff in der Hochdruckkammer auf einen Druckwert bringbar ist, der größer als der Betätigungskraftstoffdruckwert ist.
34. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffüberleitungskreis einen Zuführkanal umfaßt, der in dem Betätigungsplungerkolben und dem Hochdruckplungerkolben zur Zuführung von Kraftstoff aus der Betätigungskammer in die Hochdruckkammer ausgebildet ist.
35. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 34, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Injektor ein Plungerkolbenpositionserfassungsmittel auf­ weist, das in dem Injektorraum zum Erfassen der Verschiebung des Plungerkol­ benmittels befestigt ist.
36. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Plungerkolbenpositionserfassungsmittel einen linearen variablen Differential­ transformer umfaßt.
37. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 32 und optional nach einem der vor­ anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Hochdruck­ pumpen ein Pumpensteuerventil zur Steuerung der effektiven Verschiebung des Pumpenplungerkolbens bzw. der effektiven Pumpleistung umfaßt, wobei das Pumpensteuerventil ein Pumpensteuerventilelement umfaßt, das in die Pumpen­ kammer reicht.
38. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 31 und optional nach einem der voran­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Pumpenkammern bei jedem der Pumpvorgänge in anhaltender Fluidverbindung mit der zugeord­ neten Sammelleitung und dem Kraftstoffüberleitungskreis der Injektoren steht, die an die entsprechende Sammelleitung angeschlossen sind.
39. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 33 und optional nach einem der vor­ anstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jedes der Plunger­ kolbenmittel, das jedem Injektor zugeordnet ist, bei jedem der Pumpvorgänge abhängig von dem steigenden und sinkenden Kraftstoffdruck hin- und herbe­ wegt.
40. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, insbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Kraftstoffzuführmittel mit einer Niederdruckkraftstoffversorgung zur Zulei­ tung von Kraftstoff bei niederem Versorgungsdruck und eine gemeinsame Sam­ melleitung, die mit der Niederdruckkraftstoffversorgung in Fluidverbindung bringbar ist;
eine Hochdruckpumpe zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff von der Nie­ derdruckkraftstoffversorgung und zum zyklischen Erhöhen und Senken des Kraftstoffdrucks in der Sammelleitung zur Erzeugung von Pumpvorgängen, wobei jeder der Pumpvorgänge eine Periode steigenden Kraftstoffdrucks, auf die eine Periode sinkenden Kraftstoffdrucks folgt, beinhaltet; und
eine Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren, die an die Sammelleitung zur Aufnahme von Kraftstoff aus der Sammelleitung und zum Einspritzen von Kraftstoff bei hohem Druck in entsprechende Brennräume des Motors angeschlossen sind, wobei jeder Injektor einen Injektorkörper umfaßt, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis und eine Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, umfaßt, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem ein Kraftstoffdruckverstärkungsmittel zur Druckbeaufschlagung von Einspritz­ kraftstoff umfaßt, wobei das Kraftstoffdruckverstärkungsmittel einen Betäti­ gungsplungerkolben und einen Hochdruckplungerkolben umfaßt, die zur Hin- und Herbewegung in den Injektorraum eingebaut sind, sowie eine Betätigungs­ kammer, die in dem Injektorraum zur Aufnahme von Kraftstoff von der gemein­ samen Sammelleitung ausgebildet ist, und eine Hochdruckkammer umfaßt, die in dem Injektorraum zwischen dem Hochdruckplungerkolben und der Einspritz­ öffnung ausgebildet ist, wobei der Betätigungsplungerkolben eine Betäti­ gungsplungerkolbenquerschnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Betä­ tigungskammer ausgesetzt ist, und der Hochdruckplungerkolben eine Hoch­ druckplungerkolbenquerschnittsfläche aufweist, die dem Kraftstoff in der Do­ sierkammer ausgesetzt ist, wobei die Betätigungsplungerkolbenquerschnittsflä­ che größer als die Hochdruckplungerkolbenquerschnittsfläche ist, wobei der Betätigungsplungerkolben abhängig von dem Druck des Kraftstoffs in der Sammelleitung bewegbar ist, um die Bewegung des Hochdruckplungerkolbens herbeizuführen, so daß der Kraftstoff in der Hochdruckkammer auf einen Druckwert bringbar ist, der größer als der Betätigungsfluiddruckwert ist, wobei der Kraftstoffüberleitungskreis einen Zuführkanal umfaßt, der in dem Betäti­ gungsplungerkolben und dem Hochdruckplungerkolben zur Zuführung von Kraftstoff aus der Betätigungskammer in die Hochdruckkammer ausgebildet ist.
41. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zuführkanal in Längsrichtung durch den Hochdruckplungerkolben und den Betätigungsplungerkolben erstreckt und ein erstes Ende umfaßt, das in dem Betätigungsplungerkolben ausgebildet ist und sich in die Betätigungskammer öffnet, und ein zweites Ende umfaßt, das in dem Hochdruckplungerkolben aus­ gebildet ist und sich in die Hochdruckkammer öffnet.
42. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor einen eine geschlossene Düse bildenden Aufbau, der in einen Injektorraum eingebaut ist, umfaßt, wobei der Aufbau ein Nadelventilelement umfaßt, das zur Hin- und Herbewegung zwischen einer ge­ schlossenen Position, in der ein Kraftstofffluß durch die Einspritzöffnung bloc­ kiert ist, und einer offenen Position, in der ein Kraftstoffdurchfluß durch die Ein­ spritzöffnung möglich ist, eingebaut ist, wobei jeder Injektor ferner ein Nadel­ ventilsteuermittel zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und geschlossenen Position umfaßt.
43. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelventilsteuermittel ein Steuervolumen, das neben einem äußeren Ende des Nadelventilelements angeordnet ist, einen Auslaufkreis zum Ableiten von Kraft­ stoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf, und ein Einspritz­ steuerventil umfaßt, das entlang dem Auslaufkreis zur Steuerung des Kraft­ stofflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, so daß das Nadelventilele­ ment zwischen der offenen und geschlossenen Position bewegbar ist.
44. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Nadelventilsteuermittel ferner einen Steuervolumenbeschickungskreis zur Zulei­ tung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis zu dem Steuervolumen umfaßt, wobei jeder Satz von Kraftstoffinjektoren bzw. jeder Injektor ferner ein Durchflußbegrenzungsmittel umfaßt, das den Kraftstoffdurchfluß von dem Steu­ ervolumen zu dem Auslauf begrenzt, wenn sich das Nadelventilelement in der offenen Position befindet, wobei das Durchflußbegrenzungsmittel eine Steuer­ volumeneinlaßöffnung, welche den Beschickungskreis und das Steuervolumen in Fluidverbindung bringt, eine Steuervolumenauslaßöffnung, welche das Steu­ ervolumen und den Auslaufkreis in Fluidverbindung bringt, und ein Durchfluß­ begrenzungsventil umfaßt, das an dem äußeren Ende des Nadelventilelements ausgebildet ist, um zumindest teilweise die Steuervolumeneinlaßöffnung und die Steuervolumenauslaßöffnung zu blockieren, so daß der Kraftstofffluß zu dem Niederdruckauslauf begrenzbar ist.
45. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Injektor einen Nadelraum und ein Nadelventilelement umfaßt, das in dem Nadelraum angeordnet und in dem Injektorkörper zur Hin- und Herbewegung zwischen einer geschlossenen Position, in der ein Kraftstoff­ fluß durch die Einspritzöffnung blockiert ist, und einer offenen Position, in der ein Kraftstoffdurchfluß durch die Einspritzöffnung möglich ist, eingebaut ist, wobei sich der Kraftstoffdruck bei jedem der Pumpvorgänge bei jedem zugeord­ neten Nadelraum zyklisch erhöht und senkt.
46. Kraftstoffeinspritzsystem zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in Brenn­ räume eines mehrzylindrigen Innenverbrennungsmotors, inbesondere nach ei­ nem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
ein Hochdruckversorgungsmittel zur Zuleitung von Kraftstoff bei hohem Druck;
einen oder mehrere Kraftstoffinjektoren zur Aufnahme des Hochdruckkraft­ stoffs und umfassend einen Injektorkörper, der einen Injektorraum, einen Kraft­ stoffüberleitungskreis, eine Einspritzöffnung, die an einem Ende des Injektor­ körpers ausgebildet ist, und einen eine geschlossene Düse bildenden Aufbau umfaßt, der in den Injektorraum eingebaut ist, wobei der Aufbau ein Nadelven­ tilelement umfaßt, das zur Hin- und Herbewegung zwischen einer geschlossenen Position, in der ein Kraftstofffluß durch die Einspritzöffnung blockiert ist, und einer offenen Position, in der ein Kraftstoffdurchfluß durch die Einspritzöffnung möglich ist, eingebaut ist, wobei jeder Kraftstoffinjektor ferner ein Nadelventil­ steuermittel zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und geschlossenen Position umfaßt, wobei das Nadelventilsteuermittel ein Steuervo­ lumen, das neben einem äußeren Ende des Nadelventilelements angeordnet ist, einen Steuervolumenbeschickungskreis, zur Zuleitung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis zu dem Steuervolumen, einen Auslaufkreis zum Ab­ leiten von Kraftstoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf, und ein Einspritzsteuerventil umfaßt, das entlang dem Auslaufkreis zur Steuerung des Kraftstoffflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, um eine Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu bewirken, wobei jeder Kraftstoffinjektor ferner ein Durchflußbegrenzungs­ mittel umfaßt, das den Kraftstoffdurchfluß von dem Steuervolumen zu dem Auslauf begrenzt, wenn sich das Nadelventilelement in der offenen Position be­ findet, wobei das Durchflußbegrenzungsmittel eine Steuervolumeneinlaßöff­ nung, welche den Beschickungskreis und das Steuervolumen in Fluidverbin­ dung bringt, eine Steuervolumenauslaßöffnung, welche das Steuervolumen und den Auslaufkreis in Fluidverbindung bringt, und ein Durchflußbegrenzungs­ ventil umfaßt, das an dem äußeren Ende des Nadelventilelements ausgebildet ist, um zumindest teilweise die Steuervolumeneinlaßöffnung und die Steuervolu­ menauslaßöffnung zu blockieren, so daß der Kraftstoffdurchfluß zu dem Nieder­ druckauslauf begrenzbar ist.
47. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaufkreis einen Auslaufdurchlaß umfaßt, der in dem Nadelventilelement inte­ griert ausgebildet ist.
48. Kraftstoffinjektoreinheit zur Aufnahme von Niederdruckkraftstoff aus einer Kraftstoffversorgung und zum Einspritzen des Kraftstoffs bei hohem Druck in einen Brennraum eines Motors, insbesondere zur Verwendung in einem Kraft­ stoffeinspritzsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend:
einen Injektorkörper, der einen Injektorraum, einen Kraftstoffüberleitungskreis und eine Einspritzöffnung, die in einem Ende des Injektorkörpers ausgebildet ist, umfaßt;
einen Plungerkolben, der zur Hin- und Herbewegung in dem Injektorraum an­ geordnet ist, und eine Hochdruckkammer, die zwischen dem Plungerkolben und der Einspritzöffnung ausgebildet ist, wobei der Plungerkolben in die Hoch­ druckkammer bewegbar ist, um den Druck des Kraftstoffs in der Hochdruck­ kammer zu erhöhen;
einen eine geschlossene Düse bildenden Aufbau, der in den Injektorraum einge­ baut ist, mit einem Nadelventilelement, das zur Hin- und Herbewegung zwischen einer geschlossenen Position, in der ein Kraftstofffluß durch die Einspritzöff­ nung blockiert ist, und einer offenen Position, in der ein Kraftstofffluß durch die Einspritzöffnung möglich ist, eingebaut ist; und
ein Nadelventilsteuermittel zur Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und geschlossenen Position, wobei das Nadelventilsteuermittel ein Steuervolumen, das neben einem äußeren Ende des Nadelventilelements ange­ ordnet ist, einen Steuervolumenbeschickungskreis zur Zuleitung von Kraftstoff von dem Kraftstoffüberleitungskreis, einen Auslaufkreis zum Ableiten von Kraftstoff aus dem Steuervolumen zu einem Niederdruckauslauf, und ein Ein­ spritzsteuerventil umfaßt, das entlang dem Auslaufkreis zur Steuerung des Kraft­ stoffflusses durch den Auslaufkreis angeordnet ist, so daß die Bewegung des Nadelventilelements zwischen der offenen und geschlossenen Position bewirk­ bar ist, wobei das Einspritzsteuerventil ein magnetisch gesteuertes Zweiweg­ ventil ist, das in eine geschlossene Position zur Blockierung des Kraftstoffflusses aus dem Steuervolumen und in eine offene Position zur Ermöglichung des Kraftstoffflusses aus dem Steuervolumenbeschickungskreis in das Steuervolu­ men und von dem Steuervolumen zu dem Niederdruckauslauf bewegbar ist.
49. Kraftstoffinjektoreinheit nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffüberleitungskreis einen Nadelraum, der in dem Injektorkörper ausge­ bildet ist, zur Aufnahme des Nadelventilelements umfaßt, wobei der Steuervolu­ menbeschickungskreis ein erstes Ende aufweist, das sich in den Nadelraum öff­ net.
50. Kraftstoffinjektoreinheit nach Anspruch 48 oder 49, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetisch gesteuerte Zweiweg-Einspritzsteuerventil eine Einspritz­ steuer-Elektromagnetspulenanordnung umfaßt, die entlang dem Injektorkörper zwischen der Hochdruckkammer und dem Steuervolumen angeordnet ist, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem ferner ein magnetisch gesteuertes Drucksteuer­ ventil zur Steuerung des Kraftstoffflusses zwischen der Hochdruckkammer und der Kraftstoffversorgung umfaßt, wobei das magnetisch gesteuerte Drucksteu­ erventil eine Drucksteuer-Elektromagnetspulenanordnung umfaßt, die in dem Injektorkörper mit Abstand zu der Einspritzsteuer-Elektromagnetspulenanord­ nung angeordnet ist.
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