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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im allgemeinen auf ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen
und im besonderen auf ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem zum Vermindern der
Einspritzrate in einem frühen
Kraftstoffeinspritzstadium.
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Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem
für Dieselbrennkraftmaschinen
wird durch Vermindern der Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritzstadium
eine Reduzierung des Brennkraftmaschinenlärms und der Emissionen, wie
z. B. der Stickoxide (NOx), erzielt. Die japanische Patentveröffentlichung
JP 4-19381 A beispielsweise
lehrt ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Dreiwege-Steuerventil, das den
Fluiddruck in einer Drucksteuerkammer eines Injektors einstellt,
um die Verstellung einer Ventilnadel zur Regulierung der Einspritzrate
zu steuern.
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Die japanische erste Patentveröffentlichung
JP 8-170569 A offenbart ein gemeinsame-Verteilerleiste-Kraftstoffeinspritzsystem
(Common-Rail-System) für
Dieselbrennkraftmaschinen, das so ausgelegt ist, daß der Anstieg
der Einspritzrate abgeschwächt
wird, indem der von einer Gegendruckkammer eines Injektors freigegebene
Kraftstoffdruck unter Verwendung einer Drossel, die in einem zu
einer Kraftstoffdruckquelle führenden
Fluidweg angeordnet ist, vermindert wird, um die Bewegung einer
Ventilnadel zu steuern.
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Das erstere Einspritzsystem hat jedoch
den Nachteil, daß die
Vorsehung des Dreiwege-Steuerventils und einer Steuerung, die den
an ein Solenoid des Dreiwege-Steuerventils gelieferten Strom steuert,
die Herstellkosten anhebt und zu einer Komplexität des Systems führt. Das letztere
Einspritzsysgem hat des weiteren den Nachteil, daß es sich
trotz Verminderung der Anfangseinspritzrate durch Verwendung der
Drossel, die den von der Gegendruckkammer freigegebenen Kraftstoffdruck
steuert, für
den Fall, daß der
Einspritzdruck auf einem konstanten Wert festgelegt ist, als schwierig
erweist, die Anfangseinspritzrate zu vermindern, wenn sich der Einspritzdruck
in Abhängigkeit
von den Betriebszuständen
der Brennkraftmaschine ändert.
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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, die im Stand der Technik auftretenden Nachteile zu
beheben.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
durch einen Kraftstoffinjektor oder ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 bzw. 4.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen,
das unter Verwendung eines einfachen Mechanismus zur Verringerung
der Einspritzrate in einem frühen
Kraftstoffeinspritzstadium über
einen breiten Kraftstoffeinspritzdruckbereich ausgelegt ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff
in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung geschaffen, mit:
(a) einem Ventilkörper, (b)
einer im Ventilkörper
verschiebbar angeordneten Nadel, um ein im Ventilkörper ausgebildetes
Spritzloch selektiv zu öffnen
und zu schließen,
(c) einem im Ventilkörper
in Ausrichtung nach der Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen,
(d) einer Gegendruckkammer, in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit
vom Kraftstoffdruckpegel ein Kraftstoffdruck erzeugt wird, der den
Druckbolzen, der auf die Nadel einen Druck ausübt, in eine Ventilschließrichtung
bewegt, wodurch das Spritzloch geschlossen wird, (e) einem Kraftstoffablaufkanal,
der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor
ablaufen läßt, so daß der Kraftstoffdruck
in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch die Nadel in die
Ventilöffnungsrichtung
bewegt wird, (f) einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten
Steuerkolben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwischen
der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal, und (g) einem Ablaufquerschnittsreguliermechanismus
zur Steuerung der Strömungsrate
des aus der Gegendruckkammer an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs,
wobei der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus den Ablaufquerschnitt
so steuert, daß er einen
ersten Wert zeigt, bis der Druckbolzen eine vorgegebene Stellung
in Ventilöffnungsrichtung
erreicht, und einen im Vergleich zum ersten Wert größeren zweiten
Wert, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht
hat.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung richtet der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus
einen zweiten Kraftstoffablaufkanal ein, der den Kraftstoff in der
Gegendruckkammer an einen Abschnitt des Kraftstoffablaufkanals ablaufen läßt, nachdem
der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat.
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Der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus weist
eine im Kraftstoffablaufkanal angeordnete, erste Ablaufquerschnittsbegrenzungsdrossel
und eine im zweiten Kraftstoffablaufkanal angeordnete, zweite Ablaufquerschnittsbegrenzungsdrossel
auf.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden
Erfindung sieht ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkr aftmaschine
mit innerer Verbrennung vor, mit: (1) einem Speicher zur Speicherung
von Kraftstoff auf einem vorgegebenen Druckpegel, (2) einem Kraftstoffinjektor,
der den im Speicher gespeicherten Kraftstoff in die Brennkraftmaschine
einspritzt, mit (a) einem Ventilkörper, (b) einer im Ventilkörper verschiebbar
angeordneten Nadel zum selektiven Öffnen und Schließen eines
im Ventilkörper ausgebildeten
Spritzlochs, (c) einem im Ventilkörper in Ausrichtung nach der
Nadel verschiebbar angeordneten Druckbolzen, (d) einer Gegendruckkammer,
in die Kraftstoff geliefert wird, so daß in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruckpegel
ein Kraftstoffdruck erzeugt wird, der den Druckbolzen, der auf die
Nadel einen Druck ausübt,
in eine Ventilschließrichtung
bewegt, wodurch das Spritzloch geschlossen wird, (e) einem Kraftstoffablaufkanal,
der den Kraftstoff in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor
ablaufen läßt, so daß der Kraftstoffdruck
in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch die Nadel in die
Ventilöffnungsrichtung
bewegt wird, (f) einem im Ventilkörper verschiebbar angeordneten
Steuerkolben zum selektiven Einrichten der Fluidverbindung zwischen
der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal, und (g) einem
Ablaufquerschnittsregulierungsmechanismus zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit
des aus der Gegendruckkammer an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen
Kraftstoffs, wobei der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus den
Ablaufquerschnitt auf einem ersten Wert hält, bis der Druckbalzen eine
vorgegebene Stellung in Ventilöffnungsrichtung
erreicht, und den Ablaufquerschnitt auf einen im Vergleich zum ersten
Wert größeren zweiten
Wert schaltet, nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung
erreicht hat, und (3) einer den Betrieb des Kraftstoffinjektors
steuernden Steuerung.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung richtet der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus
einen zweiten Kraftstoffablaufkanal ein, der den Kraftstoff in der
Gegendruckkammer an einen Abschnitt des Krafstoffablaufkanals ablaufen läßt, nachdem
der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat.
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Der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus weist
eine im Kraftstoffablaufkanal angeordnete, erste Ablaufquerschnittsbegrenzungsdrossel
und eine im zweiten Kraftstoffablaufkanal angeordnete, zweite Ablaufquerschnittsbegrenzungsdrossel
auf.
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Die vorliegende Erfindung wird aus
der hierin nachstehend gegebenen, ausführlichen Beschreibung und der
beigefügten
Zeichnung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, welche jedoch nicht als eine Eingrenzung der Erfindung
auf die spezielle Ausführungsform
verstanden werden soll, sondern nur der Erläuterung und dem Verständnis dient, ersichtlich.
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1 ist
eine Blockansicht, die ein erfindungsgemäßes Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem zeigt.
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2 ist
ein Querschnitt, der den Aufbau von im Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
von 1 verwendeten Kraftstoffinjektoren
zeigt.
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3(a) ist
ein Zeitschaubild, das ein an ein Solenoid des Kraftstoffinjektors
von 2 angelegtes Steuersignal
zeigt.
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3(b) ist
ein Zeitschaubild, das die Hubgröße eines
Druckbolzens des Kraftstoffinjektors von 2 zeigt.
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3(c) ist
ein Zeitschaubild, das den Druck in einer Gegendruckkammer des Kraftstoffinjektors von 2 zeigt.
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3(d) ist
ein Zeitschaubild, das die Einspritzrate zeigt.
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4 ist
ein Querschnitt, der eine Abwandlung des Kraftstoffinjektors von 2 zeigt.
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5 ist
ein Querschnitt, der eine zweite Abwandlung des Kraftstoffinjektors
von 2 zeigt.
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Nun sei auf die Zeichnung Bezug genommen und
insbesondere auf 1,
in der ein erfindungsgemäßes Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
für Dieselbrennkraftmaschinen
gezeigt ist.
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Das Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
weist im allgemeinen Kraftstoffinjektoren 12, eine gemeinsame
Verteilerleiste (Common Rail) 16, einen Drucksensor 24,
eine Hochdruckpumpe 22, eine Niederdruckpumpe 18 sowie
eine Steuerung 26 auf.
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In den Zylinderbrennkammern einer
Vierzylinder-Dieselbrennkraftmaschine 10 ist jeweils ein
Injektor 12 eingerichtet, der über eine Hochdruckleitung 14 mit
der gemeinsamen Verteilerleiste 16 in Verbindung steht.
Die Niederdruckpumpe 18 saugt den Kraftstoff aus einem
Kraftstoffbehälter 20 an
und liefert ihn zur Hochdruckpumpe 22. Die Hochdruckpumpe 22 verdichtet
den ankommenden Kraftstoff auf einen vorgegebenen höheren Druckpegel
und liefert ihn zur gemeinsamen Verteilerleiste 16. Der Drucksensor 24 mißt den Druckpegel
des in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 gespeicherten
Kraftstoffs und liefert ein diesbezüglich kennzeichnendes Signal
an die Steuerung 26. Die Steuerung 26 spricht auf das Signal
vom Drucksensor 24 an, um den Betrieb der Hochdruckpumpe 22 in
der Weise zu steuern, daß der
Kraftstoff in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 auf einem
Solldruckpegel gehalten wird. Die Steuerung 26 liefert
des weiteren an jeden der Injektoren 12 ein EIN/AUS-Signal,
so daß der
zeitliche Ablauf der Kraftstoffeinspritzung bzw. der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
in der bekannten Art und Weise gesteuert wird.
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2 zeigt
den Aufbau jedes der Kraftstoffinjektoren 12. Der Kraftstoffinjektor 12 weist
einen Ventilkörper 28,
eine Nadel 32 und einen Steuerkolben bzw. Druckbolzen 40 auf.
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Im Ventilkörper 28 ist eine sich
in Längsrichtung
erstreckende Bohrung ausgebildet, deren oberer Endabschnitt ein
Spritzloch 30 definiert. Die Nadel 32 ist in der
sich in Längsrichtung
erstreckenden Bohrung des Ventilkörpers 28 verschiebbar
angeordnet. In der sich in Längsrichtung
erstreckenden Bohrung des Ventilkörpers 28 ist um die
Nadel 32 herum ein Kraftstoffsammelbereich 33 ausgebildet,
der durch einen Kraftstoffzulauf 34 mit einem Zulaufanschluß 35 kommuniziert.
Der Zulaufanschluß 35 kommuniziert
durch eine der Hochdruckleitungen 14 mit der gemeinsamen
Verteilerleiste 16. Der Kraftstoffdruck wird vom Kraftstoffzulauf 34 zum
Kraftstoffsammelbereich 33 übertragen und wirkt auf eine kegelförmige Oberfläche der
Nadel 32, wodurch diese in Aufwärtsrichtung oder in eine Ventilöffnungsrichtung
gedrückt
wird. Im Ventilkörper 28 ist
eine Schraubenfeder 36 angeordnet, wodurch die Nadel 32 in
eine der Ventilöffnungsrichtung
engegengerichtete Ventilschließrichtung
gedrückt
wird. Ein Abstandhalter 37 ist an einer oberen Oberfläche des Ventilkörpers 28 angebracht
und wird in einer Halterung 38 gehalten.
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Der Druckbolzen 40 ist gemäß der Zeichnung
im Halter 38 in Vertikalrichtung verschiebbar angeordnet
und liegt an seinem unteren Ende am oberen Ende der Nadel 32 an.
Der Druckbolzen 40 liegt des weiteren an seinem oberen
Endabschnitt in einer im Halter 38 ausgebildeten Gegendruckkammer 42 frei.
Die Gegendruckkammer 42 kommuniziert durch eine Drossel 100 mit
dem Zulaufanschluß 35 und
mit einem Kraftstoffdruckentlastungsweg 44, in dem eine
Drossel 200 ausgebildet ist.
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Der Kraftstoffinjektor 12 weist
ferner ein Steuerventil 46 auf, das in Ausrichtung nach
dem Druckbolzen 40 im Halter 38 verschiebbar angeordnet
ist. Das Steuerventil 46 weist einen Ventilkopf 46-1 auf,
der in einer im Halter 38 ausgebildeten Ablaufkammer 48 frei
liegt. Der Ventilkopf 46-1 öffnet und schließt selektiv
den Kraftstoffdruckentlastungsweg 44, wodurch die Fluidverbindung
zwischen der Ablaufkammer 48 und der Gegendruckkammer 42 selektiv
eingerichtet bzw. blockiert wird. Die Ablaufkammer 48 kommuniziert
durch einen Ablauf 50 mit dem Kraftstoffbehälter 20 von 1 derart, daß überschüssiger Kraftstoff
an den Kraftstoffbehälter 20 zurückgegeben
wird. Die Drossel 200 dient zum Erhalt einer stabilen Strömungsrate
und kann alternativ dazu weggelassen werden.
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Das Steuerventil 46 hat
einen aus einem magnetischen Material hergestellten oberen Abschnitt, der
als ein Anker 47 dient. Der Anker 47 liegt einem Solenoid 54 gegenüber, der
aus einem um einen Magnetkern 53 gewickelten Draht hergestellt
ist, und wird durch eine Schraubenfeder 56 in Abwärtsrichtung
gedrückt,
so daß der
Ventilkopf 46-1 in
einen konstanten Eingriff mit dem Kraftstoffentlastungsweg 44 gedrückt wird.
Das Einschalten des Solenoids 54 führt zu einem Anheben des Steuerventils 46,
wodurch die Fluidverbindung zwischen der Ablaufkammer 48 und
der Gegendruckkammer 42 eingerichtet wird.
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Im Steuerventil 46 ist eine
sich vertikal erstrekkende, zylindrische Bohrung 46-2 ausgebildet, in
der ein Ausgleichskolben 57 verschiebbar angeordnet ist,
wodurch an einem unteren Ende davon eine Ausgleichsdruckkammer 58 definiert
wird. Die Ausgleichsdruckkammer 58 steht durch einen sich
in Richtung der Mittellinie des Ventilkopfs 46-1 erstreckenden
Fluidweg 46-3 am Ventilkopf 46-1 offen. Bei ausgeschaltetem
Solenoid 54 kommuniziert die Ausgleichsdruckkammer 58 durch
den Kraftstoffdruckentlastungsweg 44 mit der Gegendruckkammer 42. Der
Ausgleichskolben 57 wird an seinem oberen Ende durch einen
Anschlag oder die Magnetwicklung 53 derart angehalten,
daß seine
Aufwärtsbewegung begrenzt
ist.
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Der Druckbolzen 40 ist aus
einem zylindrischen Bauteil hergestellt, in dem ein zweiter Kraftstoffdruckentlastungsweg 60 ausgebildet
ist, der sich von einer oberen wand zu einer Seitenwand hin erstreckt.
Im zweiten Kraftstoffdruckentlastungsweg 60 ist eine Drossel 300 ausgebildet.
Im Halter 38 ist um einen Abschnitt der Seitenwand des
Druckbolzens 40 herum eine Ringkammer 62 ausgebildet,
die durch einen Fluidweg 66 mit einem Abschnitt des Kraftstoffdruckentlastungswegs 44 stromabwärts der Drossel 200 kommuniziert.
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Wenn sich die Kraftstoffeinspritzung
im Betrieb in einem AUS-Zustand befindet, liegen am Solenoid 54,
wie es in 3(a) gezeigt
ist, 0 V an. Das Solenoid 54 ist im besonderen ausgeschaltet,
so daß die
Feder 56 auf das Steuerventil 46 derart einen Druck
ausübt,
daß der
Kraftstoffdruckentlastungsweg 44 geschlossen wird. Der
Kraftstoff in der gemeinsamen Verteilerleiste 16 wird durch
den Zulaufanschluß 35 und
den Kraftstoffzulauf 34 zum Kraftstoffsammelbereich 33 geliefert.
Der Kraftstoffdruck im Kraftstoffsammelbereich 33 drückt die
Nadel 32 somit nach oben. Der Kraftstoffdruck wird des
weiteren vom Zulaufanschluß 35 zur
Gegendruckkammer 42 übertragen,
so daß die
Nadel 32 mit Hilfe der Feder 36 durch den Druckbolzen 40 nach
unten gedrückt
wird. Die Summe aus dem Kraftstoffdruck in der Gegendruckkammer 42 und
dem Federdruck der Feder 36 überwiegt gegenüber dem
Kraftstoffdruck im Kraftstoffsammelbereich 33, der auf
die Nadel 32 in die Ventilöffnungsrichtung wirkt, so daß die Nadel 32 in
einen konstanten Eingriff mit dem Spritzloch 30 gebracht
wird, wodurch die Kraftstoffeinspritzung ruht. Der Druckbolzen 40 wird
nach unten gedrückt, so
daß die
Fluidverbindung zwischen dem zweiten Kraftstoffdruckentlastungsweg 60 und
der Ringkammer 62 blockiert ist.
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Wenn, wie es in 3(a) gezeigt ist, am Solenoid 54 5
V angelegt werden, um am Zeitpunkt t1 die Kraftstoffeinspritzung
auszulösen,
wird eine magnetische Anziehung geschaffen, wodurch das Steuerventil 46 angehoben
wird, so daß der
Ventilkopf 46-1 vom Kraftstoffdruckentlastungsweg 44 gelöst und die
Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer 42 und der
Ablaufkammer 48 eingerichtet wird. Dies führt dazu,
daß der
Hochdruckkraftstoff, der aus dem Zulaufanschluß 35 über die
Drossel 100 in die Gegendruckkammer 42 einströmt, über die Drossel 300 aus
dem Kraftstoffinjektor strömt.
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Wenn die Fluidwegflächen der
Drosseln 100 und 200 als SA bzw.
SB definiert werden, sind die Drosseln 100 bzw.
200 so ausgelegt, daß sie
die Beziehung SA < SB erfüllen. Dies
führt dazu,
daß die
in die Gegendruckkammer 42 strömende Kraftstoffmenge kleiner
wird als die aus der Gegendruckkammer 42 ausströmende Kraftstoffmenge,
so daß der Kraftstoffdruck
in der Gegendruckkammer 42 abnimmt, wie es in 3(c) mit "a" gezeigt ist. Der die Nadel 32 durch
den Druckbolzen 40 in die Ventilschließrichtung drückende Druck
wird im besonderen nach und nach kleiner als der die Nadel 32 in
die Ventilöffnungsrichtung
drükkende
Druck. Am Zeitpunkt t2 wird der die Nadel 32 in die Ventilöffnungsrichtung drückende Druck
größer als
der die Nadel 32 in die Ventilschließrichtung drückende Druck,
so daß der Druckbolzen 40 angehoben
wird, wie es in 3(b) mit "b" gezeigt ist, wodurch die Nadel 32 von
einemm Ventilsitz des Ventilkörpers 28 gelöst und das
Spritzloch 30 geöffnet
wird. Dies führt
zu einer ersten Einspritzrate, wie es in 3(d) mit "c" gezeigt
ist. Es wäre
von Vorteil, eine Verminderung dieser Einspritzrate in einem frühen Kraftstoffeinspritzstadium
unter der Bedingung SA = SB zu
erzielen. Eine zu enge Annäherung
der Fluidwegflächen
SA und SB aneinander würde jedoch
zu einer Verlängerung
der Kraftstoffeinspritzdauer führen,
was zur Folge hätte,
daß die Menge
der Partikelemissionen während
eines Hochgeschwindigkeitsbetriebs der Brennkraftmaschine unerwünschterweise
zunimmt. Um dieses Problem zu beheben, senkt das Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
dieser Ausführungsform
die Einspritzrate nur zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung und schaltet
sie nach dem Ablauf einer vorgegebenen Anfangseinspritzdauer auf
eine Normaleinspritzrate.
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Wenn die Hubgröße des Druckbolzens 40 (d. h.
der Nadel 32) im Anschluß an die Anfangskraftstoffeinspritzung
am Zeitpunkt t3 einen konstanten Wert erreicht, wie es in 3(b) gezeigt ist, kommuniziert der
zweite Kraftstoffdruckentlastungsweg 60 mit der Ringkammer 62,
wodurch durch den Weg 60, die Ringkammer 62 und
den Weg 66 die Fluidverbindung zwischen der Gegendruckkammer 42 und
dem Kraftstoffentlastungsweg 44 stromabwärts der
Drossel 200 eingerichtet wird. Die Strömungsrate des aus der Gegendruckkammer 42 durch
den Weg 60 und der Ringkammer 62 zum Fluidweg 66 strömenden Kraftstoffs
hängt von
der Drossel 300 ab. Die Strömungsrate des in die Gegendruckkammer 42 einströmenden Kraftstoffs,
wenn der zweite Kr aftstoffdruckentlastungsweg 60 mit der
Ringkammer 62 kommuniziert, hängt ferner von der Fluidwegfläche SA der Drossel 100 ab, wohingegen
die Strömungsrate
des aus der Gegendruckkammer 42 aus dem Kraftstoffinjektor 12 heraus
abgegebenen Kraftstoffs nicht nur von der Fluidwegfläche SB abhängt,
sondern auch von einer Fluidwegfläche SC der
Drossel 300. Die Strömungsrate
des abgegebenen Kraftstoffs wird im besonderen durch die Fluidwegfläche SC der Drossel 300 erhöht, so daß die Geschwindigkeit
des Druckabfalls in der Gegendruckkammer 42, wie es in 3(c) mit "a'" gezeigt
ist, angehoben wird, wodurch das Anheben des Druckbolzens 40 beschleunigt
wird, wie es in 3(b) mit "b'" gezeigt
ist. Dies führt
zu einer raschen Anhebung der Nadel 32, wodurch die Einspritzrate
des aus dem Spritzloch 30 gespritzten Kraftstoffs erhöht wird,
wie es in 3(d) mit "c'" gezeigt
ist. Dies schafft eine zweite, im Vergleich zur ersten Einspritzrate
höhere
Einspritzrate.
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Am Zeitpunkt t4 wird die an das Solenoid 54 angelegte
Spannung auf Null (0) geschaltet, wodurch das Solenoid 54 ausgeschaltet
wird. Das Ausschalten des Solenoids 54 führt dazu,
daß das
Steuerventil 46 durch die Federkraft der Feder 56 abwärts bewegt wird.
Der Ventilkopf 46-1 schließt anschließend den Kraftstoffdruckentlastungsweg 44,
woraufhin die Kraftstoffabgabe aus der Gegendruckkammer 42 ruht,
so daß der
Druck in der Gegendruckkammer 42 im wesentlichen konstant
gehalten wird, wie es in 3(c) mit "a''" gezeigt ist. Der
Druck des von der Hochdruckleitung 14 in den Zulauf 35 einströmenden Kraftstoffs
wird vermindert, wodurch der Druck im Kraftstoffsammelbereich 33 derart
abnimmt, daß der auf
den Druckbolzen 40 in Ventilschließrichtung wirkende Druck größer wird
als der auf den Druckbolzen 40 in Ventilöffnungsrichtung
wirkende Druck. Dies führt
zu einer Bewegung des Druckbolzens 40 in die Ventilschließrichtung,
wie es in
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3(b) mit "b''" gezeigt ist, so
daß die
Einspritzrate verringert wird, wie es in 3(d) mit "c''" gezeigt ist.
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Wie es aus der vorhergehenden Erläuterung hervorgeht,
kann das Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem dieser Ausführungsform
eine maximale Einspritzmenge anheben, während es eine Anfangseinspritzrate
in zwei Kraftstoffdruckentlastungsmodi verringert.
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Anstelle jeder dieser Drosseln 100 bis 300 kann
auch eine andere Einrichtung verwendet werden, die in der Lage ist,
den Ablaufquerschnitt zu steuern.
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4 zeigt
eine Abwandlung des Kraftstoffinjektors 12, der eine Vielzahl
von Spritzlöchern 30a und 30b aufweist.
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5 zeigt
eine weitere Abwandlung des Kraftstoffinjektors 12 mit
einem Drosselkopf 80, wodurch die Verringerung der Anfangseinspritzrate
erleichtert wird. Der Drosselkopf 80 vermindert den Ablaufquerschnitt
des aus den Spritzlöchern 30a und 30b zu
spritzenden Kraftstoffs bei einer kleinen Hubgröße der Nadel 32, wodurch
der Effekt der Verringerung der Anfangseinspritzrate noch mehr verstärkt wird.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
zum Zwecke eines besseren Verständnisses
an der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch in anderer
Weise ausgeführt
werden kann, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Daher
soll die Erfindung so verstanden werden, daß alle möglichen Ausführungsformen
und Abwandlungen zu den gezeigten Ausführungsformen eingeschlossen
sind, die ausgeführt
werden können,
ohne den Grundgedanken der Erfindung, wie sie in den anhängigen Ansprüchen dargelegt
ist, zu verlassen.
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Die vorliegende Erfindung schafft
somit ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem
für Dieselbrennkraftmaschinen,
das Kraftstoffinjektoren aufweist, die für eine Verringerung der Einspritzrate
in einem frühen
Kraftstoffeinspritzstadium ausgelegt sind. Jeder der Kraftstoffinjektoren
weist eine Nadel, einen Druckbolzen, eine Gegendruckkammer, einen
ersten Ablaufkanal, einen Steuerkolben, einen zweiten Ablaufkanal
und einen Ablaufquerschnittsreguliermechanismus auf. Die Nadel wird
durch den Druckbolzen bewegt, um ein Spritzloch selektiv zu öffnen und zu
schließen.
Die Gegendruckkammer wird mit Kraftstoff versorgt, so daß in Abhängigkeit
vom Kraftstoffdruckpegel ein den Druckbolzen in eine Ventilöffnungsrichtung
bewegender Kraftstoffdruck erzeugt wird, wodurch das Spritzloch
geöffnet
wird. Der erste Ablaufkanal läßt den Kraftstoff
in der Gegendruckkammer aus dem Kraftstoffinjektor ausströmen, so daß der Kraftstoffdruck
in der Gegendruckkammer vermindert wird, wodurch der Druckbolzen
in die Ventilöffnungsrichtung
bewegt wird. Der Steuerkolben richtet selektiv eine Fluidverbindung
zwischen der Gegendruckkammer und dem Kraftstoffablaufkanal ein.
Der Ablaufquerschnittsreguliermechanismus ermöglicht, daß der Kraftstoff in der Gegendruckkammer
solange nur durch den ersten Ablaufkanal abläuft und dadurch die Strömungsrate
des an den Kraftstoffablaufkanal abgegebenen Kraftstoffs auf einen
niedrigeren Wert eingestellt wird, bis der Druckbolzen eine vorgegebene
Stellung erreicht, und durch den ersten und zweiten Ablaufkanal,
nachdem der Druckbolzen die vorgegebene Stellung erreicht hat, wodurch
die Strömungsrate
auf einen höheren Wert
eingestellt wird.