DE19758532A1 - Einspritzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzsystem für eine Brenn­ kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein sol­ ches Einspritzsystem ist in der DE 195 48 278 A1 offenbart.

Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, haben die Aufgabe, den Kraftstoff in sehr kur­ zer Zeit möglichst fein zerstäubt in den Brennraum einzubrin­ gen. Die Gemischbildung in der Brennkraftmaschine ist hierbei um so besser und damit der Kraftstoffverbrauch und die Rau­ chemission um so geringer, je höher der Einspritzdruck ist. Vor allem durch die in jüngster Zeit neu entwickelten und un­ ter dem Begriff "Common Rail" zusammengefaßten Einspritzsy­ steme sind Einspritzdrücke von über 1500 bar möglich, wobei der Einspritzdruck gleichzeitig unabhängig von der Motordreh­ zahl und der Einspritzmenge eingestellt werden kann.

Common-Rail-Einspritzsysteme enthalten im wesentlichen eine Hochdruckpumpe, einen Hochdruckspeicher, Einspritzventile und eine elektronische Steuereinrichtung mit den notwendigen Sen­ soren. Dem Hochdruckspeicher wird von der Hochdruckpumpe Kraftstoff zugeführt, wodurch die Hochdruckpumpe einen Druck im Hochdruckspeicher aufbaut. Die Hochdruckpumpe steht dabei über eine Vorförderpumpe mit einem Kraftstofftank in Verbin­ dung, wobei zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpum­ pe eine Vordruck-Regelvorrichtung angeordnet ist, um den Kraftstoffdruck im Zulauf zur Hochdruckpumpe zu steuern. Wei­ terhin ist die Vorförderpumpe so ausgelegt, daß der Volumen­ strom zur Hochdruckpumpe bedarfsabhängig eingestellt werden kann.

Bei den in Brennkraftmaschinen eingesetzten Common-Rail- Einspritzsystemen ist weiterhin zwischen die Hochdruckpumpe und den Hochdruckspeicher ein Hochdruck-Regelventil geschal­ tet, das für eine schnelle Druckentlastung im Hochdruckspei­ cher bei Betriebspunktänderungen, z. B. beim Übergang vom Vollast- in den Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, sorgt. Dieses Hochdruck-Regelventil ermöglicht es auch, nach Abschalten der Brennkraftmaschine den Überdruck aus dem Hoch­ druckspeicher abzuführen.

Bei den Common-Rail-Einspritzsystemen ergibt sich also die Notwendigkeit, neben einer Volumenstromregelung im Zulauf vor der Hochdruckpumpe auch eine Druckregelung im Hochdruckspei­ cher selbst durchzuführen. Da bei den bekannten Einspritzsy­ stemen zumindest zwei getrennte Regelorgane vorgesehen sind, hat dies einen hohen konstruktiven Aufwand und damit auch ho­ he Kosten zur Folge. Weiterhin muß die Ansteuerung dieser Re­ gelorgane genau aufeinander abgestimmt werden, um eine aus­ reichende Regelgüte zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünsti­ ge Druck- und Volumenstromregelung in einem Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bereit zustellen, die sich durch eine hohe Regelgüte auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprü­ chen offenbart.

Das erfindungsgemäße Einspritzsystem macht durch die Kombina­ tion von Volumenstromregelung mit der Hochdruckregelung nur einen einzelnen Aktor für die Systemregelung erforderlich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es weiterhin mög­ lich, die gesamte Druck- und Volumenstrom-Regelung eines Ein­ spritzsystems mittels einer einzelnen Regelvorrichtung durch­ zuführen, die sich darüber hinaus durch eine sehr genaue, ge­ gen Druckveränderungen unempfindliche Regelung auszeichnet. Diese kombinierte Regelvorrichtung kann dabei weiter so aus­ gelegt werden, daß die Anzahl der Anschlüsse an die Regelvor­ richtung zur Vordruck- und Durchflußquerschnitts- bzw. Hoch­ druckregelung auf ein Minimum reduziert ist.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Einspritzsystem gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein erstes Regelventil zum Einsatz in einem Ein­ spritzsystem gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 ein zweites Regelventil zum Einsatz in einem Ein­ spritzsystem gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Einspritzsystem wird über ei­ ne Vorförderpumpe 220 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 210 über ein Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 zu einer Hoch­ druckpumpe 230 geführt. Der von der Hochdruckpumpe 230 ver­ dichtete Kraftstoff wird über den Hochdruckspeicher 240 an die Einspritzventile 250 abgegeben, die den Kraftstoff in die Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) einspritzen. Die Vorför­ derpumpe 220 steht hierbei mit einem Vordruck-Regelventil 203 in Verbindung, das den Kraftstoffdruck nach der Vorförderpum­ pe bedarfsabhängig einstellt und überschüssigen Kraftstoff über eine Rückleitung in den Kraftstofftank 210 zurückführt.

Der Hochdruckspeicher 240 ist über ein Hochdruck-Regelventil 202 an den Kraftstofftank 210 angeschlossen und mit einem Drucksensor 241 versehen, der über eine Signalleitung mit ei­ nem Steuergerät 260 in Verbindung steht. Weiterhin sind ein Drehzahlensensor 261 und ein Gaspedalsensor 262 vorgesehen, die ebenfalls an das Steuergerät 260 angeschlossen sind. Das Steuergerät 260 steht darüber hinaus auch mit den Einspritz­ ventilen 250 in Verbindung.

Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201, das Hochdruck- Regelventil 202 und das Vordruck-Regelventil 203 sind in ei­ nem einzelnen Regelorgan 200 integriert, das einen Aktor 204 aufweist, der über eine Signalleitung an das Steuergerät 260 angeschlossen ist. Der Aktor 204 steht dabei direkt mit dem Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 in Verbindung, das den Kraftstoffzulauf von der Vorförderpumpe 220 zur Hochdruckpum­ pe 230 regelt. Das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 ist wiederum über eine erste Federvorrichtung 205 mit dem Vor­ druck-Regelventil 203 und über eine zweite Federvorrichtung 206 mit dem Hochdruck-Regelventil 202 gekoppelt, wobei beide Federvorrichtungen in Fig. 6 nur schematisch als Feder dar­ gestellt sind.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 1 gezeigten Einspritzsystems näher erläutert:
Das Steuergerät 260 steuert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Fahrerwunsch die Einspritzven­ tile 250. Weiterhin betätigt das Steuergerät 260 in Abhängig­ keit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Kraft­ stoffdruck im Hochdruckspeicher 240 den Aktor 204 des Rege­ lorgans 200. In der Ausgangsposition sind die Verbindung zwi­ schen der Vorförderpumpe 220 und der Hochdruckpumpe 230 über das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 und die Rückleitun­ gen in den Kraftstofftank 210 über das Vordruck-Regelventil 203 und über das Hochdruck-Regelventil 202 unterbrochen, wo­ bei die ersten und zweiten Federverbindungen 205, 206, die das Durchflußquerschnitt-Regelventil 201 mit dem Vordruck- Regelventil 203 bzw. dem Hochdruck-Regelventil 202 verbinden, unbelastet gehalten werden. Die zweite Federverbindung 206 ist dabei jedoch so ausgebildet, daß in Ausgangsstellung be­ reits ein geringer Druck im Hochdruckspeicher 240 die Rück­ leitung über das Hochdruck-Regelventil 202 in den Kraftstoff­ tank 210 öffnet.

Wenn das Steuergerät 260 den Aktor 204 aufgrund einer ge­ wünschten Betriebsbedingung in der Brennkraftmaschine an­ spricht, wird die Verbindung zwischen der Vorförderpumpe 220 und der Hochdruckpumpe 230 über das Durchflußquerschnitt- Regelventil 201 geöffnet, so daß der gewünschte Volumenstrom der Hochdruckpumpe 230 zugeführt werden kann. Gleichzeitig werden über die ersten und zweiten Federvorrichtungen 205, 206 das Vordruck-Regelventil 203 und das Hochdruck- Regelventil 202 vorgespannt, so daß ein gewünschter Vordruck auf den Kraftstoffstrom nach der Vorförderpumpe 220 und ein gewünschter Druck im Hochdruckspeicher 240 erzeugt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Einspritzsystem kann also über einen einzigen Aktor die gesamte Volumenstrom- und Druckregelung ausgeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Regelventils, bei dem zugleich mit einer Durchflußquerschnitts- und Vordruckrege­ lung für einen Verbraucher 50 eine Hochdruckregelung für ei­ nen weiteren Verbraucher 53 ausgeführt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform setzt sich ein Ventilgehäuse 100 aus einer Abdeckkappe 112 und zwei Einsät­ zen 113, 114 zusammen, wobei der untere Einsatz 113 vorzugs­ weise mit einem Schlüsselangriff und einem Zentralgewinde in einer Stufenbohrung einer Aufnahme 111 eingeschraubt ist. Die Aufnahme 111 kann hierbei Teil eines Gehäuses des Verbrau­ chers 53, z. B. einer Hochdruckpumpe, sein. Die beiden topfförmig ausgebildeten Einsätze 113, 114 sind durch die Ab­ deckkappe 112 aufeinander festgeklemmt und bilden einen durchgehenden zentralen Innenraum. In diesem Innenraum ist in dem unteren Einsatz 113 ein Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 eingebracht, das als Hülse ausgebildet ist und in seiner zentralen Innenbohrung 128 einen Schließstift 70 aufweist. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 und der Schließstift 70 sind in Längsrichtung parallel zu einer zentralen Achse 119 des Regelventils verschiebbar ausgebildet.

Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 weist einen oberen Führungskolben 121, ein daran anschließendes, längsgestreck­ tes Verbindungsstück 123 und einen unteren Steuerkolben 122 auf, wobei zwischen dem unteren Einsatz 113 und dem Durch­ flußquerschnitt-Stellglied 120 im Bereich des Verbindungs­ stücks 123 ein länglicher, ringförmiger um das Verbindungs­ stück umlaufender Hohlraum ausgebildet ist.

Dieser Hohlraum enthält ein ebenfalls vorzugsweise ringförmig um das Verbindungsstück umlaufendes Druckstellglied 30 ange­ ordnet ist, das mit einer Feder 31 gegen den zwischen dem Führungskolben 21 und dem Verbindungsstück 23 des Durch­ flußquerschnitt-Stellglieds 20 ausgeformten Absatz abgestützt ist. Das Druckstellglied 30 ist parallel zur Achse 19 gegen die Federkraft der zweiten Feder 31 verschiebbar, wobei das Druckstellglied 30 im Hohlraum einen Steuerraum 32 dicht ge­ gen einen Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 be­ findet, abschließt.

In der Aufnahme 111 sind weiterhin seitlich voneinander beab­ standet drei Bohrungen 40, 41, 42 angebracht, wobei die unte­ re Bohrung 40 als Ventilauslaß für den Verbraucher 50 dient, die mittlere Bohrung 41 als Ventileinlaß für einen über eine Pumpe 51 angeschlossenen Tank 52 verwendet wird und die obere Bohrung 42 als Absteueröffnung zur Rückführung in den Tank 52 ausgebildet ist. Die Auslaßbohrung 40, die Einlaßbohrung 41 und die Absteuerbohrung 42 enden jeweils in zwischen dem un­ teren Einsatz 113 und der Aufnahme 111 ausgebildeten Ringka­ nälen 43, 44, 45, wobei sich der untere Ringkanal 43, in den die Auslaßbohrung 40 vorzugsweise zwischen dem ersten Einsatz 113 und der Aufnahme 111 mündet, bis zur Sockelstirnfläche erstreckt. Über jedem Ringkanal ist in einer entsprechenden Stufenbohrung im Aufnahme 111 ein Dichtring 16, vorzugsweise in Form eines O-Rings, angebracht, der eine radiale Abdich­ tung des jeweiligen Ringkanals gewährleistet.

Von den Ringkanälen 43, 44, 45 führen Verbindungsbohrungen 46, 47, 48, 49 durch den unteren Einsatz 113 in den Ventilin­ nenraum. Die erste Verbindungsbohrung 46, die an den unteren Ringkanal 43, in dem die Auslaßbohrung 40 endet, angeschlos­ sen ist, ist so angeordnet, daß der Steuerkolben 122 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 120 in der Ruhestellung des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 120 die erste Verbindungs­ bohrung 40 gerade noch verschließt und von einen zwischen Verbindungsstück 123 und Steuerkolben 122 umlaufenden Absatz trennt. Die darüberliegende zweite Verbindungsbohrung 47, die über den mittleren Ringkanal 44 mit der Einlaßbohrung 41 ver­ bunden ist, mündet in den Steuerraum 32, wobei gewährleistet ist, daß die zweite Verbindungsbohrung 47 für alle möglichen Stellungen des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 120 zum Steu­ erraum 32 hin offen ist. Von dem längsgestreckten oberen Ringkanal 42, an den die zum Tank 52 zurückführende Absteuer­ bohrung 42 mittig angeschlossen ist, führen die dritten und vierten Verbindungsbohrungen 48, 49, die jeweils an den bei­ den äußeren Enden von dem oberen Ringkanal 42 abzweigen, in den zwischen dem Verbindungsstück 123 des Durchflußquer­ schnitt-Stellglieds 120 und dem unteren Einsatz 113 ausgebil­ deten Hohlraum. Die dritte Verbindungsbohrung 48 ist dabei so angeordnet, daß ihre Öffnung durch das Druckstellglied 30 in Ruhestellung verschlossen und gerade noch vom Steuerraum 32 abgetrennt wird. Die vierte Verbindungsbohrung 49 dagegen ist so ausgelegt, daß sie in jeder Stellung des Durchflußquer­ schnitt-Stellglieds 120 und des Druckstellglieds 30 Verbin­ dung zu dem zwischen dem Führungskolben 121 des Durch­ flußquerschnitt-Stellglieds und dem Druckstellglied ausgebil­ deten Federraum 33, in dem sich die zweite Feder 31 befindet, hat, um diesen Raum des Regelventils ständig drucklos zu hal­ ten.

Im Bereich unterhalb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquer­ schnitt-Stellglieds 120 ist seitlich eine zusätzliche Bohrung 80 in die Aufnahme 111 eingebracht, die als weitere Absteuer­ öffnung zur Kraftstoffrückführung in den Tank 52 dient. Diese Bohrung 80 wird über einen Ringkanal 81 und eine Verbindungs­ bohrung 82 so in den Hohlraum unterhalb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquerschnitt-Stellglieds 120 geführt, daß die Verbindungsbohrung 82 in jeder Betriebsstellung des Durch­ flußquerschnitt-Stellglieds 120 zu diesem Hohlraum hin offen ist. An der unteren Stirnfläche der Aufnahme 111 ist eine weitere Bohrung 83 vorgesehen, die als Hochdruckeinlaß von Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 dient. Dieser Verbraucher 53 kann auch mit dem Verbraucher 50, dem der druckbeauf­ schlagte Volumenstrom über das Regelventil zugeführt wird, identisch sein.

In der Hochdruckeinlaßbohrung 83 ist ein Kopfstück 90 ange­ ordnet, das mittig eine Druckablaßbohrung 91 aufweist. Die Druckablaßbohrung 91 weitet sich in Richtung auf den Ven­ tilinnenraum zu einem kegelförmigen Ventilsitz aus, in dem eine Kugel 92 angeordnet ist, die vom Schließstift 70 durch eine am unteren Ende des Schließstifts 70 angeordnete Aufnah­ me 71 gehalten wird. Über die Hochdruckeinlaßbohrung 83 kann Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 abgesteuert werden, wenn der Kraftstoffdruck auf die Kugel 92 größer ist als die die Kugel 92 beaufschlagende Haltekraft des Schließstifts 70, da dann die Durchlaßbohrung 91 im Kopfteil 90 freigegeben wird und Kraftstoff in den Hohlraum unterhalb des Durchflußquer­ schnitt-Stellglieds 120 mit dem die Absteuerbohrung 80 ver­ bunden ist, geleitet wird.

Zur Steuerung weist das Regelventil im Bereich des oberen Einsatzes 114 eine Ankerführungstange 93 auf, die über die im oberen Einsatz 114 angeordnete Magnetspule 15 bestromt wird und mit dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 über eine er­ ste Kopplungsfeder 94 in Wirkverbindung steht. Diese Kopp­ lungsfeder 94 ist durch eine Übertragungsbuchse 95 vorge­ spannt, wobei die Übertragungsbuchse 95 an einer inneren An­ schlagfläche 124 des am Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 ausgebildeten Führungskolbens 121 aufliegt und die Kopplungs­ feder 94 gegen eine als Anschlaghülse 96 ausgebildetes End­ stück der Ankerführungsstange 93 drückt.

Die Übertragungsbuchse 95 bildet weiterhin zwischen dem Füh­ rungskolben 121 und der Anschlaghülse 96 der Ankerführungs­ stange 93 einen Federraum aus, in dem eine zweite Kopplungs­ feder 97 angeordnet ist, die den im Durchflußquerschnitt- Stellglied 120 angeordneten Schließstift 70 und damit die Ku­ gel 92 mit der Haltekraft beaufschlagt.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 2 gezeigten Regelventils näher erläutert:
In der Ruheposition schlägt die Ankerführungsstange 93 an der Stirnfläche des oberen Einsatzes 114 an. In dieser Stellung ist der Schließstift 70 nicht gegen die Kugel 92 vorgespannt, so daß die Durchlaßbohrung 91 im Kopfteil 90 geöffnet ist und Kraftstoff aus dem Verbraucher 53 in den Tank 52 abgesteuert werden kann. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 ist wei­ terhin so angeordnet, daß durch den Steuerkolben 122 die zum Verbraucher 50 führenden Auslaßbohrungen 46, 43, 40 ver­ schlossen sind und das Druckstellglied 30 die zum Absteuern von Kraftstoff in den Tank 52 vorgesehene Bohrung 48 ver­ schließt.

Wenn der im oberen Einsatz 114 vorgesehene Magnet 15 bestromt wird, bewegt sich die Ankerführungsstange 93 in Richtung auf den Schließstift 70 und überträgt dabei über die erste Kopp­ lungsfeder 94 und die zweite Kopplungsfeder 97 eine Halte­ kraft auf die Kugel 92, die linear mit der Auslenkung der Ankerführungsstange 93 zunimmt. Dabei wird aufgrund der Vor­ spannung der ersten Kopplungsfeder 94 zunächst nur die zweite Kopplungsfeder 97 zusammengedrückt, so daß sich ein steiler Anstieg der auf den Schließstift 70 wirkenden Kraft über der Auslenkung der Ankerführungsstange 93 ergibt.

Erst wenn die von der Ankerführungsstange 93 auf den Schließ­ stift 70 übertragene Kraft die Vorspannkraft der ersten Kopp­ lungsfeder 94 überschreitet, wird auch diese zusammenge­ drückt, wobei die Übertragungsbuchse 95 dann von ihrer Aufla­ ge auf dem Führungskolben 121 abhebt und sich auf die An­ schlaghülse 96 zubewegt.

Die Kopplungsfedern 94 und 97 wirken jetzt in Reihe, so daß der erst steile Anstieg der auf den Schließstift 70 wirkenden Kraft in einen zweiten, nur noch flach weiter ansteigenden Bereich, abknickt. Die Bewegung der Ankerführungsstange 93 verschiebt gleichzeitig das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 in Richtung auf die Stirnfläche des unteren Einsatzes 113, wobei sich die innere Auslaßbohrung 46 öffnet und ein Volumenstrom zum Verbraucher 50 fließt. Mit dem Durch­ flußquerschnitt-Stellglied 120 wird auch das über die Feder 31 abgestützte Druckstellglied 30 verschoben, so daß sich der zum öffnen der inneren Absteuerbohrung 48 notwendige Druck und damit der Vordruck im Steuerraum 32 erhöht.

Durch die Verwendung der beiden Kopplungsfedern 94, 97 läßt sich eine besonders vorteilhafte Kennlinie bei der Kraftbe­ aufschlagung der Kugel 92 und damit für die Druckabsteuerung des Verbrauchers 53 in den Tank 52 erreichen. Anstelle zweier Kopplungsfedern 94, 97 kann jedoch auch z. B. eine degressive Feder zwischen der Ankerführungsstange 93 und dem Schließ­ stift 70 eingesetzt werden.

Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung des in Fig. 2 dargestellten Regelventils mit kombinierter Durchflußquer­ schnitts-, Vordruck- und Hochdruckregelung, wobei im folgen­ den nur auf die Unterschiede eingegangen wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform weist im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform nur eine in den Tank 52 rückführende seitliche Absteueröffnung aus. Diese Absteu­ eröffnung wird durch die seitlich am Ventil im Bereich unter­ halb des Steuerkolbens 122 des Durchflußquerschnitt- Stellglieds 120 angeordneten Bohrungen 80, 81, 82 gebildet. Um der Absteueröffnung 80, 81, 82 Kraftstoff aus dem Steuer­ raum 32 zuführen zu können, sind im unteren Einsatz 113 im Bereich des Druckstellglieds 30 parallel zur Achse 119 des Regelventils ausgerichtete Längsnuten 85 vorgesehen, die den Steuerraum 32 mit dem Federraum 33 verbindet, in dem sich die das Druckstellglied 30 am Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 abstützende Feder 31 befindet. Die Längsnuten 85 sind dabei so angeordnet, daß das Druckstellglied 30 in der Ruhestellung die Längsnuten 85 gegen den Steuerraum 32 verschließt, die Längsnuten 85 jedoch zum Federraum 33 hin immer offen sind. Das Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 weist weiterhin im Bereich des Federraums 33 eine Bohrung 86 auf, die so ange­ ordnet ist, daß sie in jeder Stellung des Durchflußquer­ schnitt-Stellglieds 120 und des Schließstifts 70 in einer um den Schließstift herumlaufende Ringnut 87 endet. Die Ringnut 87 ist wiederum durch ein oder mehrere im Schließstift 70 ausgebildete Längsnuten 88 mit dem Hohlraum unter dem Durch­ flußquerschnitt-Stellglied 120 verbunden, in dem die sich aus den Bohrungen 80, 81, 82 zusammensetzende Absteueröffnung mündet.

Gemäß der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist es also möglich, über eine einzige Absteueröffnung sowohl Kraftstoff aus dem Steuerraum 32 als auch über den Hochdruckeinlaß 83 zugeführten Kraftstoff abzusteuern. Durch die in Fig. 3 ge­ zeigte Ausführungsform kann so die Anzahl der seitlichen aus dem Ventil heraus führenden Bohrungen gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform reduziert werden. Weiterhin kann auch einer der Dichtringe 16 eingespart werden, so daß sich insgesamt eine kompaktere und damit leichter einzubauende Ausführungsform ergibt. Die Herstellung des Regelventils wird weiter dadurch vereinfacht, daß als Längsnuten 88 im allge­ meinen auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 in diesem Bereich vorhandene Längsnuten genutzt werden können, die dort dazu dienen, die Kopplungsfedern 94, 97 mit dem Absteuerhohl­ raum unter dem Durchflußquerschnitt-Stellglied 120 zu verbin­ den, um einen Druckausgleich zu schaffen.

Statt, wie in Fig. 3 dargestellt, den abzusteuernden Kraft­ stoff aus dem Steuerraum 32 zu der in der Nähe der Hochdruck­ einlaßbohrung 83 liegenden Absteueröffnung aus den Bohrungen 80, 81, 82 zu führen, wäre es auch möglich, den durch die Hochdruckeinlaßbohrung 83 abzusteuernden Kraftstoff, ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten Weg in den Federraum 33 abzuleiten und von hier aus über die Verbindungsbohrung 49, den Ringka­ nal 45 und die Absteuerbohrung 42 in den Tank 52 zurückzufüh­ ren. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform hat jedoch gegen­ über dieser Alternative den Vorteil, daß der über die Hoch­ druckeinlaßbohrung 83 abzusteuernde Kraftstoff, der sehr hohe Temperaturen und Volumenströme erreichen kann, nur einen sehr kurzen Weg durch das Regelventil hat und so die Gefahr einer Ventilbeschädigung vermindert wird.

Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Regelventile lassen sich zur integrierten Volumenstrom- und Druckregelung in einem Common- Rail-Einspritzsystem einsetzen, das sich dadurch auszeichnet, daß nur ein einziger Aktor zur Steuerung aller Regelventile erforderlich ist.

Claims (7)

1. Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit
einem Hochdruckspeicher (240) zum Versorgen der Ein­ spritzventile (250) mit Kraftstoff,
einen Kraftstoffvorratsbehälter (210), der mit dem Hoch­ druckspeicher (240) über eine Vorförderpumpe (220) und eine Hochdruckpumpe (230) in Verbindung steht, um den Hochdruck­ speicher mit Kraftstoff zu versorgen, wobei zwischen der Vor­ förderpumpe und der Hochdruckpumpe eine Vordruck- Regelvorrichtung (203) angeordnet ist,
einer Hochdruck-Regelvorrichtung (206), die an den Hoch­ druckspeicher (240) angeschlossen ist, um den Druck im Hoch­ druckspeicher einzustellen, und
einer Steuervorrichtung (260) zum Steuern der Regelvor­ richtungen (201, 203, 206),
gekennzeichnet durch
eine Durchflußquerschnitt-Regelvorrichtung (201), die zwischen der Vorförderpumpe (220) und der Hochdruckpumpe (230) angeordnet ist, in einer ersten Wirkverbindung (205) mit der Vordruck-Regelvorrichtung (203) steht, in einer zwei­ ten Wirkverbindung (206) mit der Hochdruck-Regelvorrichtung (202) steht und einen Aktor (204) aufweist,
wobei der Aktor (204) direkt auf die Durchflußquer­ schnitt-Regelvorrichtung (201) einwirkt, um das Volumen im Kraftstoffzulauf der Hochdruckpumpe (230) einzustellen, und
wobei die Einstellung der Durchflußquerschnitt- Regelvorrichtung über die erste Wirkverbindung (205) die Vor­ druck-Regelvorrichtung (203) steuert, um den Vordruck im Kraftstoffzulauf der Hochdruckpumpe (230) einzustellen, und über die zweite Wirkverbindung (206) die Hochdruck- Regelvorrichtung (202) steuert, um den Druck im Hochdruck­ speicher (240) einzustellen.

2. Einspritzsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchflußquerschnitt-Regelvorrichtung (201), die Vordruck-Regelvorrichtung (203) und die Hochdruck- Regelvorrichtung (202) in einer Regelvorrichtung integriert sind.

3. Einspritzsystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die integrierte Regelvorrichtung
ein Gehäuse (100) mit wenigstens einer Einlaßöffnung (41, 44, 47) zum Zuführen des Mediums, wenigstens einer Aus­ laßöffnung (40, 43, 46) zum Abführen des Mediums und wenig­ stens einer Absteueröffnung (42, 45, 48; 80, 81, 82, 86, 87, 88) zum Rückführen des Mediums,
ein beweglich in dem Gehäuse (100) angeordnetes Durch­ flußquerschnitt-Stellglied (120) und
ein beweglich in dem Gehäuse (100) angeordnetes Druck­ stellglied (30),
wobei ein Steuervolumen (32) in dem Gehäuse (100) ausge­ bildet ist, das durch das Durchflußquerschnitt-Stellglied (120) und das Druckstellglied (30) bestimmt wird und mit der Einlaßöffnung (41, 44, 47) verbunden ist,
wobei die Position des Durchflußquerschnitt-Stellglieds (120) in dem Gehäuse (100) einstellbar ist zwischen einer er­ sten Stellung, bei der die Verbindung der Auslaßöffnung (40, 43, 46) zum Steuervolumen (32) vollständig unterbrochen ist, und einer zweiten Stellung, bei der die Verbindung der Aus­ laßöffnung zum Steuervolumen vollständig freigegeben ist,
wobei das Druckstellglied (30) auf der dem Steuervolumen (32) abgewandten Seite mit der Kraft einer Rückstelleinrich­ tung (31), die ausschließlich auf dem Durchflußquerschnitt- Stellglied (120) abgestützt ist, und auf der dem Steuervolu­ men zugewandten Seite von dem durch das Steuervolumen strö­ mende Medium beaufschlagt wird,
wobei das Druckstellglied (30) in einer Ruhestellung die Verbindung zwischen der Absteueröffnung (42, 45, 48; 80, 81, 82, 86, 87, 88) und dem Steuervolumen (32) vollständig unter­ bricht,
wobei das Durchflußquerschnitt-Stellglied (120) und das Druckstellglied (30) derart angeordnet sind, daß der Druck mit dem das durch das Steuervolumen (32) strömende Medium das Druckstellglied beaufschlagen muß, um die Absteueröffnung (42, 45, 48) zu dem Steuervolumen hin gegen die das Druck­ stellglied beaufschlagende Kraft der Rückstelleinrichtung (31) freizugeben, durch ein Bewegen des Durchflußquerschnitt- Stellglieds in Richtung auf die erste Stellung vermindert und durch ein Bewegen des Durchflußquerschnitt-Stellglieds in Richtung auf die zweite Stellung erhöht wird,
wobei im Gehäuse (100) weiter eine Hochdruckeinlaßöff­ nung (83, 91) zum Zuführen des Mediums, eine mit der Hoch­ druckeinlaßöffnung verbundene Hochdruckabsteueröffnung (80, 81, 82) zum Absteuern des Mediums, ein Hochdruckschließglied (70, 90, 92), das die Hochdruckeinlaßöffnung mit einer vorbe­ stimmten Haltekraft verschließt, und ein steuerbarer Aktor (93), der mit dem Durchflußquerschnitt-Stellglied (120) und dem Hochdruckschließglied in Wirkverbindung steht, um die Po­ sition des Durchflußquerschnitt-Stellglieds und die Halte­ kraft des Hochdruckschließglieds festzulegen, vorgesehen sind.

4. Einspritzsystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Aktor (93) sich in Eingriff mit dem Durch­ flußquerschnitt-Stellglied (120) befindet, um die Position des Durchflußquerschnitt-Stellglieds festzulegen, und über Federmittel (94, 95, 97) die Haltekraft des Hochdruckschließ­ glieds (70, 90, 92) bestimmt, wobei die Federmittel derart ausgelegt sind, daß die Halte kraft des Hochdruckschließglieds (70, 90, 92) mit der Auslenkung des Durchflußquerschnitt- Stellglieds zunimmt.

5. Einspritzsystem gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Gehäuse (100) wenigstens eine Nut (85) vor­ gesehen ist, die das Steuervolumen (32) mit dem die Rückstel­ leinrichtung (31) aufnehmenden zweiten Volumen (33) verbin­ det, wobei die Nut derart ausgelegt ist, daß das Druckstell­ glied (30) in der Ruhestellung die Nut zum Steuervolumen hin verschließt, und daß das Druckschließglied (70, 90, 92) in der Innenbohrung (128) des Durchflußquerschnitt-Stellglieds (120) angeordnet ist, wobei zwischen dem Druckschließglied und dem Durchflußquerschnitt-Stellglied eine Ausnehmung (87, 88) ausgebildet ist, die über eine Bohrung (85) im Verbin­ dungsstück (123) des Durchflußquerschnitt-Stellglieds mit dem zweiten Volumen und mit der Hochdruckabsteueröffnung (80, 81, 82) in Verbindung steht.

6. Einspritzsystem gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Durchflußquerschnitt-Stellglied (120) parallel zur Strömungsrichtung des Mediums in dem Ge­ häuse (100) verschiebbar angeordnet ist und eine Ausnehmung aufweist, in der das Druckstellglied (30) mit der Rückstell­ einrichtung (31) derart angeordnet ist, daß das Druckstell­ glied die Ausnehmung in das Steuervolumen (32) und ein die Rückstelleinrichtung aufnehmendes zweites Volumen (33) auf­ teilt, wobei das zweite Volumen mit der Rückstelleinrichtung über eine im Gehäuse vorgesehene Öffnung (42, 45, 49) druck­ los gehalten wird.

7. Einspritzsystem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (100) einen Einsatz (113) mit einer zy­ linderförmigen Innenbohrung aufweist, in der das Durch­ flußquerschnitt-Stellglied (120) angeordnet ist, wobei das Durchflußquerschnitt-Stellglied aus einem Führungskolben (121), einem Steuerkolben (22; 122) und einem dazwischenlie­ genden längsgestreckten Verbindungsstück (123) besteht und die Ausnehmung als ringförmig umlaufender Hohlraum um das Verbindungsstück (123) ausgebildet ist, und wobei das Druck­ stellglied (30) ringförmig ausgebildet ist und durch eine als Feder ausgeformte Rückstelleinrichtung (31) gegen den zwi­ schen dem Führungskolben (121) und dem Verbindungsstück (123) ausgeformten Absatz abgestützt ist.