DE19780907C2 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, das bei
einem Dieselmotor verwendet werden kann.
Als ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Dieselmotor ist
bislang ein Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druck
leitung (Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem) entwickelt wor
den. Bei dem Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsamer Druck
leitung wird ein durch eine Kraftstoffpumpe unter hohen Druck
gesetzter Kraftstoff in einer gemeinsamen Druckleitung (Spei
cher) gespeichert, und ein in einer Kraftstoffeinspritzdüse
angeordnetes Ventil wird so gesteuert, daß es ein in der
Kraftstoffeinspritzdüse angeordnetes Nadelventil öffnet und
schließt, wodurch es ermöglicht wird, eine Steuerung der
Kraftstoffeinspritzung zu erreichen.
Beispielsweise ist in dem veröffentlichten japanischen Patent
Nr. Hei JP 6-93936 A ein Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem offen
bart, wie es in Fig. 12 gezeigt ist. Nun wird anhand von
Fig. 12 ein Beispiel des Kraftstoffeinspritzsystems mit ge
meinsamer Druckleitung beschrieben. Das Kraftstoffeinspritzsy
stem mit gemeinsamer Druckleitung umfaßt: eine gemeinsame
Hochdruckleitung (nachstehend als Hochdruckspeicher oder Hoch
druck-Kraftstoffspeicher bezeichnet) 103, in der unter hohem
Druck stehender Kraftstoff gespeichert wird, und eine gemein
same Niedrigdruckleitung (nachstehend als Niedrigdruckspeicher
oder Niedrigdruck-Kraftstoffspeicher bezeichnet) 104, in dem
Kraftstoff mit niedrigem Druck gespeichert wird.
Dem Hochdruckspeicher 103 dieser Speicher wird Kraftstoff zu
geführt, der durch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 101 auf ei
nen vorherbestimmten Wert unter Druck gesetzt wurde, während
dem Niedrigdruckspeicher 104 Kraftstoff zugeführt wird, der
durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 101 unter Druck gesetzt
wurde und durch ein Druckregulierventil (Reguliereinrichtung)
118 zur Verringerung des Drucks hindurchgeführt wurde.
Außerdem ist stromabwärts des Niedrigdruckspeichers 104 ein
elektromagnetisches 3/2-Wegeventil (zweites elektromagneti
sches 3/2-Wegeventil) 107 vorgesehen. Mit diesem zweiten elek
tromagnetischen 3/2-Wegeventil 107 sind eine von dem oben er
wähnten Niedrigdruckspeicher 104 kommende Kraftstoffleitung
110b, eine von dem Hochdruckspeicher 103 kommende Kraftstoff
leitung 110a und eine Verbindungsleitung 110d verbunden, die
mit einer Kraftstoffkammer 112 einer Kraftstoffeinspritzdüse
(Injektor) 109 in Verbindung steht.
Dieses zweite elektromagnetische 3/2-Wegeventil 107 ist so
aufgebaut, daß es einer Schaltsteuerung unterworfen wird, um
wahlweise Hochdruckkraftstoff vom dem Hochdruckspeicher 103
und Niedrigdruckkraftstoff von dem Niedrigdruckspeicher 104
der Kraftstoffkammer 112 des Injektors 109 zuzuführen. Wenn in
diesem Fall das zweite elektromagnetische 3/2-Wegeventil 107
geschlossen gehalten wird (in seiner AUS-Position gehalten
wird), werden die Kraftstoffleitungen 110b und 110d miteinan
der in Verbindung gebracht, damit der Niedrigdruckkraftstoff
von dem Niedrigdruckspeicher 104 zur Kraftstoffkammer 112 zu
geführt werden kann. Wenn dahingegen das zweite elektromagne
tische 3/2-Wegeventil 107 offengehalten wird (d. h. in seiner
EIN-Position gehalten wird), werden die Kraftstoffleitungen
110a und 110d miteinander in Verbindung gebracht, damit Hoch
druckkraftstoff der Kraftstoffkammer 112 zugeführt werden
kann, wodurch die Zufuhr von Niedrigdruckkraftstoff gestoppt
wird.
Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist bei diesem Injektor 109
außerdem ein elektromagnetisches 3/2-Wegeventil (erstes elek
tromagnetisches 3/2-Wegeventil) 105 zur Steuerung der Kraft
stoffeinspritzung vorgesehen. Wie es in der Zeichnung gezeigt
ist, sind mit diesem ersten elektromagnetischen 3/2-Wegeventil
105 eine von dem Hochdruckspeicher 103 kommende Kraftstofflei
tung 110a, eine Kraftstoffrückkehrleitung 110c und eine Kraft
stoffleitung 110e verbunden, die mit einer Steuerkammer 111
des Injektors 109 in Verbindung steht.
Das erste elektromagnetische 3/2-Wegeventil 105 ist so aufge
baut, daß es einer Schaltsteuerung unterworfen werden kann, um
Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckspeicher 103 der Steuer
kammer 111 des Injektors 109 zuzuführen und Hochdruckkraft
stoff, der der Steuerkammer 111 zugeführt wurde, in einen
Kraftstofftank 117 zurückzuführen.
In diesem Fall ist das erste elektromagnetische 3/2-Wegeventil
105 dazu geeignet, die von dem Hochdruckspeicher 103 kommende
Kraftstoffleitung 110a mit der Steuerkammer 111 zu verbinden,
wenn ein Steuersignal von einem nachstehend beschriebenen Stu
ergerät 108 AUS ist, und die Steuerkammer 111 mit der Kraft
stoffrückführleitung 110c zu verbinden, wenn das Steuersignal
von dem Steuergerät 108 EIN ist.
Andererseits ist in dieser Steuerkammer 111 ein hydraulischer
Kolben 114 vorgesehen, der an einem Nadelventil 113 des Injek
tors 109 anliegt. Im Betrieb wird dieser hydraulische Kolben
114 durch den Hochdruckkraftstoff gesteuert, der der Steuer
kammer 111 über die oben erwähnte Kraftstoffleitung 110e zu
geführt wird. Wenn sich der hydraulische Kolben 114 nach unten
bewegt, um das Nadelventil 113 nach unten zu drücken, wird
eine Einspritzöffnung an der Stirnseite der Düse durch das
Nadelventil 113 geschlossen, um eine Einspritzung des Kraft
stoffs zu verhindern.
Außerdem sind ein Rückschlagventil 106 und eine Öffnung (Dros
sel) 115, die jeweils mit der sich zu dieser Steuerkammer 111
erstreckenden Kraftstoffleitung 110e verbunden sind, parallel
zueinander geschaltet. Wenn das erste elektromagnetische 3/2-
Wegeventil 105 in seiner AUS-Position gehalten wird, wird
Hochdruckkraftstoff von dem Hochdruckspeicher 103 sofort
hauptsächlich durch das Rückschlagventil 106 in die Steuerkam
mer 111 zugeführt. Wenn dahingegen das erste elektromagneti
sche 3/2-Wegeventil 105 geöffnet gehalten wird, wird der Hoch
druckkraftstoff innerhalb der Steuerkammer 111 durch die Öff
nung 115 mit einem relativ geringen Durchsatz abgeführt.
Außerdem ist bei diesem Kraftstoffeinspritzsystem mit gemein
samer Druckleitung das Steuergerät (ECU) 108 vorgesehen. Das
Steuergerät 108 kann eine Information Ne über die Drehzahl des
Motors, eine Information PHP über den Kraftstoffdruck in dem
Hochdruckspeicher 103, eine Information PLP über den Kraft
stoffdruck in dem Niedrigdruckspeicher 104, eine Information
über den Öffnungswinkel des Gaspedals Acc und ähnliche Infor
mationen erhalten. In dem Steuergerät 108 werden auf der Basis
dieser Informationsdaten Ne, PHP, PLP, Acc Steuersignale zur
Steuerung der elektromagnetischen Ventile 105, 107 und der
Reguliereinrichtung 118 im Betrieb vorbereitet und an diese
Ventile 105, 107 und die Reguliereinrichtung 108 ausgegeben.
Wenn bei einem solchen Kraftstoffeinspritzsystem mit gemeinsa
mer Druckleitung keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt
wird, steuert das Steuergerät 108 sowohl das erste elektroma
gnetische 3/2-Wegeventil 105 als auch das zweite elektromagne
tische 3/2-Wegeventil 107, so daß sie in ihrer AUS-Stellung
gehalten werden. Aus diesem Grund wird Niedrigdruckkraftstoff
von dem Niedrigdruckspeicher 104 der Kraftstoffkammer 112 des
Injektors 109 zugeführt und unter hohem Druck stehender Kraft
stoff der Steuerkammer 111 des Injektors 109 über das Rück
schlagventil 106 zugeführt.
Da in diesem Fall der Hochdruckkraftstoff auf den hydrauli
schen Kolben 114 der Steuerkammer 111 wirkt, wird der hydrau
lische Kolben 114 nach unten gedrückt. Folglich wird auch das
Nadelventil 113, an dem dieser hydraulische Kolben 114 an
liegt, nach unten gedrückt, um die Einspritzöffnung des Injek
tors 109 zu verschließen, wodurch eine Kraftstoffeinspritzung
verhindert wird.
Wenn der Kraftstoff eingespritzt wird, wird zunächst nur das
erste elektromagnetische 3/2-Wegeventil 105 so geschaltet, daß
es in seiner EIN-Position gehalten wird. Deswegen wird Hoch
druckkraftstoff in der Kraftstoffkammer 111 allmählich durch
die Öffnung 115 abgeführt und das Nadelventil 113 unter Ein
wirkung des Kraftstoffdruckes in der Kraftstoffkammer 112 ge
öffnet, um die Kraftstoffeinspritzung zu starten.
Während das erste elektromagnetische 3/2-Wegeventil 105 in
seiner EIN-Stellung gehalten wird, wird danach ein Betrieb zur
Schaltung des zweiten elektromagnetischen 3/2-Wegeventils 107
durchgeführt, um dieses in seiner EIN-Position zu halten. Des
wegen wird Hochdruckkraftstoff der Kraftstoffkammer 112 des
Injektors 109 zugeführt, so daß eine Kraftstoffeinspritzung
mit einem solchen Hochdruckkraftstoff durchgeführt wird.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung zu Ende kommt, werden sowohl
das erste elektromagnetische 3/2-Wegeventil 105 als auch das
zweite elektromagnetische 3/2-Wegeventil 107 in ihrer AUS-
Stellung gehalten, weshalb der Hochdruckkraftstoff über das
Rückschlagventil 106 in die Steuerkammer 111 zugeführt werden
kann, so daß das Nadelventil 113 sofort nach unten bewegt
wird, um die Kraftstoffeinspritzung zu stoppen. Außerdem wird
während eines solchen nach unten gerichteten Hubs des Nadel
ventils 113 der Niedrigdruckkraftstoff in die Kraftstoffkammer
112 zur Vorbereitung eines nachfolgenden Kraftstoffeinspritz
zyklus zugeführt.
Da bei einem solchen bekannten Kraftstoffeinspritzsystem mit
gemeinsamer Druckleitung teure elektromagnetische Ventile ver
wendet werden, deren Anzahl zwei ist, bestehen die Probleme,
daß die Kosten erhöht werden und es schwierig wird, die Größe
des Kraftstoffeinspritzsystems selbst zu verringern.
Aus der nachveröffentlichten EP 0 740 067 A2 ist ein Kraft
stoffeinspritzsystem bekannt, das einen ersten Speicher, in
dem Hochdruckkraftstoff gespeichert wird, und einen zweiten
Speicher umfasst, in dem Niedrigdruckkraftstoff gespeichert
wird, dessen Druck ausreichend geringer ist als der des in dem
ersten Speicher gespeicherten Kraftstoffs. Ein erstes elektro
magnetisches 2/2-Wegeventil ist in einer Kraftstoffleitung
angeordnet, die den ersten Speicher mit einer Kraftstoffein
spritzdüse verbindet. Eine Strömungsregeleinrichtung steuert
den Strömungsdurchsatz von Kraftstoff, der durch eine Kraft
stoffleitung strömt, die die stromabwärtige Seite des ersten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventils in der Kraftstoffleitung
mit dem zweiten Speicher verbindet. Die Strömungsregeleinrich
tung in dieser Kraftstoffleitung angeordnet.
Es ist außerdem ein zweites elektromagnetisches 3/2-Wegeventil
vorgesehen, an das die Kraftstoffleitung von dem zweiten Spei
cher, eine Kraftstoffrückführleitung und eine Kraftstofflei
tung zu einer Steuerkammer angeordnet ist. In der Steurkammer
ist ein Kolben der Einspritznadel verschiebbar angeordnet.
Durch Schaltung des 3/2-Wegeventil kann wahlweise Kraftstoff
aus dem zweiten Speicher der Steuerkammer zugeführt werden, um
die Kraftstoffeinspritzdüse durch die Einspritznadel zu ver
schließen, oder Kraftstoff aus der Steuerkammer in einen
Kraftstoffbehälter zugeführt werden, damit sich die Einspritz
nadel nach oben bewegen kann, um die Kraftstoffeinspritzdüse
zu öffnen. Sowohl das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil
als auch das zweite elektromagnetische 3/2-Wegeventil werden
von einer Steuereinrichtung gesteuert. Da ein 3/2-Wegeventil
erforderlich ist, ist dieses Kraftstoffeinspritzsystem jedoch
technisch aufwändig und erfordert einen erhöhten Platzbedarf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv ein
faches Kraftstoffeinspritzsystem mit geringer Größe zu schaf
fen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzsystem gelöst,
das einen ersten Speicher, in dem Hochdruckkraftstoff ge
speichert wird, einen zweiten Speicher, in dem Niedrigdruck
kraftstoff gespeichert wird, dessen Druck ausreichend geringer
ist als der des in dem ersten Speicher gespeicherten Kraft
stoffs, ein erstes elektromagnetischen 2/2-Wegeventil, das in
einer Kraftstoffleitung angeordnet ist, die den ersten
Speicher mit einer Kraftstoffeinspritzdüse verbindet, eine
Strömungsregeleinrichtung zur Steuerung des Strömungsdurchsat
zes von Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffleitung strömt,
die die stromabwärtige Seite des ersten elektromagnetischen
2/2-Wegeventils in der Kraftstoffleitung mit dem zweiten Spei
cher verbindet, wobei die Strömungsregeleinrichtung in der
Kraftstoffleitung angeordnet ist, ein zweites elektromagneti
sches 2/2-Wegeventil, das in einer Kraftstoffrückführleitung
angeordnet ist, die die Kraftstoffeinspritzdüse mit einem
Kraftstofftank verbindet, wobei das zweite elektromagnetische
2/2-Wegeventil die Kraftstoffeinspritzmodi des Kraftstoffs von
seinem Einspritzmodus auf seinen Nicht-Einspritzmodus oder
umgekehrt umschaltet, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung
sowohl des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils als auch
des zweiten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils umfasst, um
diese in Abhängigkeit der Betriebszustände des Motors zu öff
nen und zu schließen.
Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem ist es
möglich, sowohl eine Niedrigdruckeinspritzung als auch eine
Hochdruckeinspritzung unter Verwendung von kostengünstigen
elektromagnetischen 2/2-Wegeventilen durchzuführen, ohne daß
herkömmliche, teure elektromagnetische 3/2-Wegeventile verwen
det werden. Da keine aufwändige elektromagnetische 3/2-Wege
ventile erforderlich sind, kann eine beträchtliche Kostenredu
zierung bei der Produktion des Kraftstoffeinspritzsystems ver
wirklicht und außerdem die Größe des Kraftstoffeinspritz
systems reduziert werden. Außerdem kann aufgrund der Verwen
dung der elektromagnetischen 2/2-Wegeventile der Aufbau des
Kraftstoffeinspritzsystems selbst vereinfacht werden kann und
außerdem die Zuverlässigkeit des Kraftstoffeinspritzsystems
verbessert werden kann.
Vorzugsweise ist in der Kraftstoffeinspritzdüse eine Steuer
kammer vorgesehen, die mit der Kraftstoffleitung und der
Kraftstoffrückführleitung verbunden ist. In der Kraftstofflei
tung ist eine erste Drosseleinrichtung zur Drosselung der über
den ersten Speicher oder über den zweiten Speicher in die
Steuerkammer eintretenden Kraftstoffmenge angeordnet. In der
Kraftstoffrückführleitung ist eine zweite Drosseleinrichtung
für eine Drosselung einer von der Steuerkammer zu dem Kraft
stofftank abgeführten Kraftstoffmenge angeordnet. Der Drossel
grad der ersten Drosseleinrichtung ist so ausgelegt, daß er
größer ist als der der zweiten Drosseleinrichtung. In diesem
Fall ist beispielsweise der Strömungsdurchgang der ersten
Drosseleinrichtung so ausgelegt, daß sein Querschnitt kleiner
ist als der der zweiten Drosseleinrichtung.
Durch diesen Aufbau kann die Kraftstoffmenge zu Beginn der
Kraftstoffeinspritzung allmählich erhöht werden, wodurch es
möglich ist, eine Kraftstoffverbrennungsrate zu Beginn der
Kraftstoffeinspritzung gering zu halten, wodurch eine Verrin
gerung der Menge an NOx unterstützt wird, das in dem Abgas
enthalten ist. Außerdem ist es bei Beendigung der Kraftstoff
einspritzung möglich, die eingespritzte Kraftstoffmenge
schnell zu reduzieren, wodurch die Reduzierung von Rauch und
Teilchen (PM) unterstützt wird, die aus dem Motor austreten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuert die Steuerein
richtung sowohl das erste als auch das zweite elektromagneti
sche 2/2-Wegeventil so, daß sie so geöffnet und geschlossen
werden, daß nach Öffnung des zweiten elektromagnetischen 2/2-
Wegeventils in einem Zustand, in dem das erste elektromagneti
sche 2/2-Wegeventil geschlossen gehalten wird, dann das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil in einem Zustand geöffnet
wird, in dem das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil of
fengehalten wird. Hierdurch ist es möglich, auf einfache Weise
ein Kraftstoffeinspritzmuster zu verwirklichen, bei dem eine
Voreinspritzung mittels einer Niedrigdruck-Kraftstoffeinsprit
zung durchgeführt wird, und eine Haupteinspritzung mittels
einer Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, was
zu einer beträchtlichen Verringerung der ausgestoßenen Menge
an NOx, Rauch und Teilchen beiträgt.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem kann außerdem
so aufgebaut sein, daß die Steuereinrichtung sowohl das erste
als auch das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil so öff
net und schließt, daß nach Öffnung des zweiten elektromagneti
schen 2/2-Wegeventils in einem Zustand, in dem das erste elek
tromagnetische 2/2-Wegeventil geschlossen gehalten wird, das
zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil zeitweise geschlossen
wird, und dann das erste und das zweite elektromagnetische
2/2-Wegeventil gleichzeitig geöffnet oder nacheinander in ei
nem vorherbestimmten Zeitabstand geöffnet werden. Auch in die
sem Fall hat das erfindungsgemäße Karftstoffeinspritzsytem den
Vorteil, daß es möglich ist, leicht ein Kraftstoffeinspritzmu
ster zu verwirklichen, bei dem eine Voreinspritzung mittels
einer Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt und
eine Haupteinspritzung mittels einer Hochdruck-Kraftstoffein
spritzung durchgeführt wird, was zu einer beträchtlichen Ver
ringerung der ausgestoßenen Menge an NOx, Rauch und Teilchen
beiträgt.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsytem so
aufgebaut sein, daß eine erste Bypassleitung vorgesehen ist,
die eine stromabwärtige Seite des ersten elektromagnetischen
2/2-Wegeventils mit einer stromabwärtigen Seite des gleichen
Ventils verbindet, eine zweite Bypassleitung vorgesehen ist,
die eine stromaufwärtige Seite des zweiten elektromagnetischen
2/2-Wegeventils mit einer stromabwärtigen Seite des gleichen
Ventils verbindet, und eine erste und eine vierte Drosselein
richtung in der ersten bzw. der zweiten Bypassleitung vorgese
hen sind, und der Grad der Drosselung der dritten Drosselein
richtung so ausgelegt ist, daß er größer ist als bei der vier
ten Drosseleinrichtung. In diesem Fall ist beispielsweise der
Strömungsdurchgang der dritten Drosseleinrichtung so ausge
legt, daß sein Querschnitt geringer ist als der der vierten
Drosseleinrichtung.
Aufgrund eines solchen Aufbaus ist möglich, den in der Kraft
stoffeinspritzdüse verbliebenen Hochdruckkraftstoff leicht und
ohne Fehler aus dieser abzuführen.
Außerdem kann die Strömungsregeleinrichtung aufgebaut sein aus
einem Rückschlagventil, das nur eine Kraftstoffströmung von
dem zweiten Speicher zu der Kraftstoffeinspritzdüse ermög
licht, oder einer Öffnung zur Drosselung der durch die Kraft
stoffleitung hindurchgehenden Kraftstoffmenge. Hierdurch ist
es möglich, ohne Fehler zu verhindern, daß der Hochdruck
kraftstoff in den Niedrigdruckspeicher eintritt, wenn der
Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird.
Die Strömungsregeleinrichtung kann außerdem aufgebaut sein aus
einem Rückschlagventil, das eine Kraftstoffströmung von dem
zweiten Speicher zu der Kraftstoffeinspritzdüse ermöglicht,
und einer Öffnung zur Drosselung der durch die Kraftstofflei
tung strömenden Kraftstoffmenge, und das Rückschlagventil und
die Öffnung können parallel zueinander geschaltet sein. Dies
ermöglicht es, ohne Fehler einen Eintritt von Hochdruckkraft
stoff in den Niedrigdruckkraftstoffspeicher zu verhindern,
wenn der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird, und hat außer
dem den Vorteil, daß es möglich ist, den Niedrigdruck
kraftstoff ohne Fehler zuzuführen, wenn der Niedrigdruckkraft
stoff eingespritzt wird.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem kann weiterhin
so aufgebaut sein, daß ein Rückschlagventil an einer stromab
wärtigen Seite des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils
und an einer stromaufwärtigen Seite einer Verbindung der zwei
Kraftstoffleitungen vorgesehen ist und nur eine Kraftstoff
strömung von dem ersten Speicher zu der Kraftstoffeinspritzdü
se ermöglicht, oder eine Öffnung in einer stromabwärtigen Sei
te des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils und an einer
stromaufwärtigen Seite der Verbindung der oben genannten zwei
Kraftstoffleitungen angeordnet ist und die durch die Kraft
stoffleitung strömende Kraftstoffmenge drosselt. Wenn das
erfindungsgemäße Karftstoffeinspritzsytem so aufgebaut ist,
ist es möglich, eine Veränderung des Kraftstoffs zu verhin
dern, wenn der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird, wodurch
ein stabiler Zustand der Kraftstoffeinspritzung verwirklicht
wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Hoch
druckpumpe an einer stromaufwärtigen Seite des ersten Spei
chers vorgesehen, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraft
stofftank auf einen hohen Druck zu erhöhen, und eine Niedrig
druck-Kraftstoffpumpe auf einer stromaufwärtigen Seite des
zweiten Speichers vorgesehen, um den Druck des Kraftstoffs in
dem Kraftstofftank auf einen vorherbestimmten niedrigen Druck
zu bringen, der geringer ist als der Druck innerhalb des er
sten Speichers. In diesem Fall ist es möglich, den Kraftstoff
mit einem gewünschten Druck ohne Fehler dem ersten und dem
zweiten Speicher zuzuführen.
Das erfindungsgemäße Karftstoffeinspritzsytem kann auch so
aufgebaut sein, daß eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe an einer
stromaufwärtigen Seite des ersten Speichers vorgesehen ist, um
den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank auf einen ho
hen Druck zu erhöhen, und ein Entspannungsventil zwischen dem
zweiten Speicher und dem Kraftstofftank vorgesehen ist, um den
Kraftstoff des zweiten Speichers auf einem vorherbestimmten
Druck zu halten. Wenn das erfindungsgemäße Karftstoffein
spritzsytem so aufgebaut ist, ist es möglich, den Kraftstoff
druck innerhalb des Niedrigdruckspeichers konstant zu halten,
wodurch eine konstante Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung
durchgeführt wird.
Fig. 1 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraftstoff
einspritzsystems einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, das die wesentlichen Elemente des Systems im Aufbau
zeigt;
Fig. 2(a) ist ein Diagramm zur Darstellung des Betriebs des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, das dessen Kraftstoffeinspritzdurchsatz
zeigt,
Fig. 2(b) ist ein Diagramm zur Darstellung des Betriebs des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, wobei die Öffnungs-/Schließzeitsteuerung
jedes elektromagnetischen Ventils dargestellt ist;
Fig. 3 ist ein Diagramm zur Darstellung des Kraftstoffdrucks
zwischen den elektromagnetischen Ventilen in dem Kraftstoff
einspritzsystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 4(a) ist ein Zeitdiagramm einer ersten Modifikation des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, wobei ihr Kraftstoffeinspritzdurchsatz
dargestellt ist;
Fig. 4(b) ist ein Zeitdiagramm der ersten Modifikation des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, das eine Öffnungs-/Schließzeitsteuerung
jedes der elektromagnetischen Ventile zeigt;
Fig. 4(c) ist ein Zeitdiagramm einer zweiten Modifikation des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, wobei ihr Kraftstoffeinspritzdurchsatz
gezeigt ist;
Fig. 4(d) ist ein Zeitdiagramm der zweiten Modifikation des
Kraftstoffeinspritzsystems der ersten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, das die Öffnungs-/Schließzeitsteuerung
jedes der elektromagnetischen Ventile zeigt;
Fig. 5 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraftstoff
einspritzsystems einer zweiten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung, wobei die wesentlichen Elemente des Systems im
Aufbau gezeigt sind;
Fig. 6 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraftstoff
einspritzsystems einer dritten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung, wobei die wesentlichen Elemente des Systems im
Aufbau gezeigt sind;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das den Betrieb der dritten Ausfüh
rungsform in der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei sowohl
der Einspritzdurchsatz in dem System als auch die Druckkenn
linien der Kraftstoffkammer des Injektors dargestellt sind;
Fig. 8 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraftstoff
einspritzsystems einer vierten Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung, wobei die wesentlichen Elemente des Systems im
Aufbau gezeigt sind;
Fig. 9 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraftstoff
einspritzsystems einer fünften Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung, wobei die wesentlichen Elemente des Systems im
Aufbau gezeigt sind;
Fig. 10 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des Kraft
stoffeinspritzsystems einer sechsten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung, wobei die wesentlichen Elemente des Sy
stems im Aufbau gezeigt sind;
Fig. 11(a) ist ein Diagramm, das den Betrieb der sechsten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei sowohl
der Einspritzdurchsatz in dem System als auch die Druckkenn
linien der Kraftstoffkammer des Injektors gezeigt sind, wenn
die Strömungsregeleinrichtung nicht vorgesehen ist;
Fig. 11(b) ist ein Diagramm, das den Betrieb der sechsten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei sowohl
der Einspritzdurchsatz in dem System als auch die Druckkenn
linie der Kraftstoffkammer des Injektors gezeigt ist; und
Fig. 12 ist ein schematisches Kreislaufdiagramm des bekannten
Kraftstoffeinspritzsystems, das die wesentlichen Elemente des
Systems im Aufbau zeigt.
Nachstehend werden anhand der Zeichnungen Kraftstoffeinspritz
systeme von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be
schrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm zur Darstellung der we
sentlichen Teile der ersten Ausführungsform im Aufbau, wobei 1
eine Hochdruckpumpe ist, 2 eine Niedrigdruckpumpe ist, 3 eine
gemeinsame Hochdruckleitung oder ein Hochdruckspeicher (ein
erster Speicher) ist, 4 eine Niedrigdruckleitung oder ein
Niedrigdruckspeicher (ein zweiter Speicher) ist, 5 ein elek
tromagnetisches Ventil (ein erstes elektromagnetisches 2/2-We
geventil) ist, 6 ein Rückschlagventil ist, 7 ein elektromagne
tisches Ventil (ein zweites elektromagnetisches 2/2-Wegeven
til) ist, 8 ein Steuergerät (eine Steuereinrichtung) ist, 9
ein Injektor (eine Kraftstoffeinspritzdüse) ist, und 30 eine
Strömungsregeleinrichtung ist.
Die Systeme sind zur Verwendung bei einem nicht gezeigten Die
selmotor (nachstehend einfach als Motor bezeichnet) geeignet,
wobei der Injektor 9 bei jedem Zylinder des Motors vorgesehen
ist.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Hochdruckspeicher 3
stromabwärts der Hochdruckpumpe 1 angeordnet, so daß Kraft
stoff, dessen Druck durch eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 auf
einen vorherbestimmten hohen Druck erhöht wurde, in dem Hoch
druckspeicher 3 gespeichert werden kann. Zusätzlich ist der
Hochdruckspeicher 3 über die Kraftstoffleitung 10a mit dem
Injektor 9 verbunden.
In der Kraftstoffleitung 10a ist dahingegen das erste elektro
magnetische 2/2-Wegeventil 5 angeordnet. Abhängig von dem Öff
nungs- und Schließzustand dieses ersten elektromagnetischen
2/2-Wegeventils 5 kann der Zustand der Kraftstoffzufuhr von
dem Hochdruckspeicher 3 zu dem Injektor 9 umgeschaltet werden.
Das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 ist ein norma
lerweise geschlossenes elektromagnetisches Ventil, das die
Kraftstoffleitung 10a in ihrem normalen Zustand (AUS) ge
schlossen hält, und ist so aufgebaut, daß es geöffnet wird,
wenn ein Steuersignal von dem nachstehend beschriebenen Steu
ergerät 8 EIN ist.
Stromabwärts der Niedrigdruckpumpe 2 ist dahingegen der Nied
rigdruckspeicher 4 so vorgesehen, daß Kraftstoff, der durch
die Niedrigdruckpumpe 2 unter Druck gesetzt wurde, in dem Nie
drigdruckspeicher 4 gespeichert werden kann. Der Kraftstoff
innerhalb dieses Niedrigdruckspeichers 4 kann mit einem Druck
gespeichert werden, der ausreichend geringer ist als der
Kraftstoffdruck innerhalb des Hochdruckspeichers 3.
Der Niedrigdruckspeicher 4 ist außerdem mit einer stromabwär
tigen Seite des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5
über die Kraftstoffleitung 10b verbunden. Außerdem ist in der
Kraftstoffleitung 10b das Rückschlagventil 6 vorgesehen, das
die Strömungsregelrichtung 30 bildet. Durch Verwendung dieses
Rückschlagventils ist nur eine Kraftstoffströmung von dem Nie
drigdruckspeicher 4 zu seiner stromabwärtigen Seite erlaubt,
und es kann eine Rückkehrströmung des Kraftstoffs von der
Kraftstoffleitung 10a zu dem Niedrigdruckspeicher 4 verhindert
werden.
Wenn das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 geschlossen
gehalten wird (auf AUS gehalten wird), wird folglich der in
dem Niedrigdruckspeicher 4 gespeicherte Niedrigdruckkraftstoff
dem Injektor 9 zugeführt. Wenn das Steuersignal des ersten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 auf EIN geschaltet wird,
wird dem Injektor 9 der in dem Hochdruckspeicher 3 gespeicher
te Hochdruckkraftstoff zugeführt.
Innerhalb des Injektors 9 sind eine Steuerkammer 11 und eine
Kraftstoffkammer 12 ausgebildet. Die oben erwähnte Kraftstoff
leitung 10a verzweigt sich innerhalb des Injektors 9 und ist
sowohl mit der Steuerkammer 11 als auch mit der Kraftstoffkam
mer 12 verbunden.
Mit dieser Steuerkammer 11 ist außerdem eine Kraftstoffrück
führleitung 10c verbunden. Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist
in dieser Kraftstoffrückführleitung 10c das zweite elektroma
gnetische 2/2-Wegeventil 7 vorgesehen. Wie es bei dem ersten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 5 der Fall ist, ist das
zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil ein normalerweise
geschlossenes elektromagnetisches Ventil, das die Kraftstoff
rückführleitung 10c in seinem normalen Zustand (AUS) geschlos
sen hält, und ist so aufgebaut, daß die Kraftstoffrückführlei
tung 10c in seinem EIN-Zustand geöffnet ist, weshalb der
Kraftstoff innerhalb der Steuerkammer 11 zu dem Kraftstofftank
17 zurückkehren kann.
Innerhalb des Injektors 9 ist dahingegen ein Nadelventil 13
vorgesehen, das so aufgebaut ist, daß der Öffnungs-/Schließzu
stand einer Einspritzöffnung (nicht gezeigt) an der Stirnseite
der Düse gesteuert werden kann, wenn es nach hinten und nach
vorne bewegt wird. Genauer gesagt, wird die Einspritzöffnung
an der Stirnseite der Düse bei einem Anheben dieses Nadelven
tils 13 geöffnet, so daß unter Druck stehender Kraftstoff, der
der Kraftstoffkammer 12 zugeführt wurde, durch die Einspritz
öffnung eingespritzt wird. Wenn das Nadelventil 13 nach unten
bewegt wird, wird die Einspritzöffnung durch das vordere Ende
des Nadelventils 13 geschlossen, um die Kraftstoffeinspritzung
zu stoppen.
Innerhalb der Steuerkammer 11 ist außerdem ein hydraulischer
Kolben 14 vorgesehen, der an dem Nadelventil 13 anliegt. Der
hydraulische Kolben 14 kann im Betrieb durch den Druck des der
Steuerkammer 11 zugeführten Kraftstoffs gesteuert werden. Wenn
der Kraftstoff der Steuerkammer 11 zugeführt wird, kann der
hydraulische Kolben 14 das Nadelventil 13 nach unten bewegen.
Die Wirkungsprinzipien des Nadelventils 13 und des hydrauli
schen Kolbens 14 werden nun kurz beschrieben. Das Nadelventil
13 und der hydraulische Kolben 14 sind so ausgebildet, daß ein
Druckaufnahmebereich mit vertikaler Orientierung, der auf den
hydraulischen Kolben 14 wirkt, bei der Steuerkammer 11 flä
chenmäßig größer ist als ein Druckaufnahmebereich mit einer
vertikalen Orientierung, der auf das Nadelventil 13 der Kraft
stoffkammer 12 wirkt.
Folglich ist aufgrund der Differenz dieser Druckaufnahmeberei
che eine den hydraulischen Kolben 14 nach unten bewegende
Kraft größer als eine das Nadelventil 13 nach oben bewegende
Kraft, wenn Kraftstoff mit dem gleichen Druck sowohl der Steu
erkammer 11 als auch der Kraftstoffkammer 12 zugeführt wird.
Folglich wird das Nadelventil 13 nach unten bewegt.
Wenn sich der Druck innerhalb der Steuerkammer 11 verringert,
wird die das Nadelventil 13 in der Kraftstoffkammer 12 nach
oben bewegende Kraft größer als die Kraft, die den hydrauli
schen Kolben 14 nach unten bewegt. Folglich wird das Nadelven
til 13 nach oben bewegt.
In der Kraftstoffleitung 10a und der Kraftstoffrückführleitung
10c sind dahingegen eine erste Öffnung 15 bzw. eine zweite
Öffnung 16 vorgesehen, wobei die Leitungen 10a, 10c mit der
Steuerkammer 11 verbunden sind. Bei diesen Öffnungen ist der
Strömungsdurchgang der Öffnung 15 der Kraftstoffleitung 10a im
Querschnitt kleiner ausgelegt als der der Öffnung 16 der
Kraftstoffrückführleitung 10c.
Deswegen wird unmittelbar nach Stellung des zweiten elektroma
gnetischen 2/2-Wegeventils 7 in einen EIN-Zustand das Nadel
ventil 13 mit einer relativ geringen Geschwindigkeit nach oben
bewegt, um die Kraftstoffeinspritzung zu starten. Wenn dann
das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 in seinen AUS-
Zustand gesetzt wird, wird das Nadelventil 13 mit einer rela
tiv hohen Geschwindigkeit nach unten bewegt, um die Kraft
stoffeinspritzung zu stoppen. Der Grund, warum eine solche
Steuerung der Betätigungsgeschwindigkeit des Nadelventils 13
durchgeführt wird, ist kurz gesagt folgender: Zu Beginn der
Kraftstoffeinspritzung wird zur Verringerung der in dem Abgas
enthaltenden NOx-Menge die einzuspritzende Kraftstoffmenge
allmählich erhöht, um die Flammgeschwindigkeit des Kraftstoffs
zu Beginn des Verbrennungszyklus gering zu halten. Zur Beendi
gung der Kraftstoffeinspritzung wird die einzuspritzende
Kraftstoffmenge schnell verringert, um den Ausstoß von Rauch
und Teilchen (PM) aus dem Motor zu verringern.
Mit den gerade oben beschriebenen elektromagnetischen 2/2-We
geventilen 5, 7 ist es nicht möglich, eine perfekte Kraft
stoffabdichtung zur Verhinderung einer Leckage von Kraftstoff
aus ihnen zu erreichen, und es ist deshalb eine geringe Kraft
stoffleckage aus ihnen erlaubt. Obwohl es allgemein üblich
ist, diese elektromagnetischen Ventile 5, 7 so zu konstruie
ren, daß in ihrem geschlossenen Zustand keine Kraftstofflecka
ge erlaubt ist, steuert das System der vorliegenden Erfindung
positiv eine Kraftstoffmenge, die aus den elektromagnetischen
Ventilen 5, 7 leckt, so, daß eine Menge q1 aus dem ersten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 5 leckenden Kraftstoffs so
ausgelegt ist, daß sie geringer ist als eine Menge q2 von
Kraftstoff, der aus dem zweiten elektromagnetischen 2/2-Wege
ventil 7 leckt.
Dies ist deswegen der Fall, da es nötig ist, den Hochdruck
kraftstoff unmittelbar nach Durchführung der Kraftstoffein
spritzung abzuführen, der in dem Injektor 9 verbleibt. Dies
wird nachstehend näher erläutert.
Mit den elektromagnetischen Ventilen 5, 7 ist außerdem das
Steuergerät (ECU) 8 verbunden. Auf der Basis eines Steuersi
gnals von diesem Steuergerät 8 kann der Betrieb der elektroma
gnetischen Ventile 5, 7 und der Pumpen 1, 2 gesteuert werden.
Dieses Steuergerät 8 kann eine Information Ne über die Motor
drehzahl, eine Information PHP über den Kraftstoffdruck in dem
Hochdruckspeicher 3, eine Information PLP über den Kraftstoff
druck in dem Niedrigdruckspeicher 4, eine Information über den
Öffnungswinkel des Gaspedals Acc und ähnliche Informationen
empfangen. Auf Basis dieser Informationsdaten Ne, PHP, PLP, Acc
kann das Steuergerät den Betrieb aller Elektromagnetventile 5,
7 und Pumpen 1, 2 steuern.
Da das Kraftstoffeinspritzsystem der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist,
kann seine Kraftstoffeinspritzung beispielsweise wie folgt
durchgeführt werden.
Als erstes wird während eines Zeitabschnitts, in dem keine
Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, jedes der elektroma
gnetischen Ventile 5, 7 mittels des Steuergeräts 8 so gesteu
ert, daß sie in ihren AUS-Zustand gesetzt werden. Folglich
wird der in dem Niedrigdruckspeicher 4 gespeicherte Niedrig
druckkraftstoff der stromabwärtigen Seite des ersten elektro
magnetischen 2/2-Wegeventils 5 zugeführt, so daß der Niedrig
druckkraftstoff sowohl der Steuerkammer 11 als auch der Kraft
stoffkammer 12 zugeführt wird.
Da das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 sich in sei
nem AUS-Zustand befindet, fließt der in die Steuerkammer 11
zugeführte Kraftstoff nicht ab. Folglich wird Kraftstoff unter
Einfluß des Drucks des Niedrigdruckkraftstoffs in die Steuer
kammer 11 zugeführt, und der hydraulische Kolben 14 und das
Nadelventil 13 werden nach unten bewegt, um die Einspritzöff
nung des Injektors 9 zu schließen, wodurch eine Kraftstoffein
spritzung verhindert wird.
Dann wird zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung, wie es in
Fig. 2(b) gezeigt ist, nur das zweite elektromagnetische 2/2-
Wegeventil 7 durch das Steuergerät 8 in seinen EIN-Zustand ge
schaltet, so daß der Niedrigdruckkraftstoff eingespritzt wird.
Genauer gesagt, wird bei der Schaltung des zweiten elektroma
gnetischen 2/2-Wegeventils 7 in einen EIN-Zustand der Niedrig
druckkraftstoff in der Steuerkammer 11 über die Öffnung 16 und
die Kraftstoffrückführleitung 10c abgeführt, so daß das Nadel
ventil 13 nach oben bewegt wird, wenn eine Kraft für eine Be
wegung des Nadelventils 13 nach oben in der Kraftstoffkammer
12 einen Wert erreicht, der größer ist als eine Kraft für eine
Abwärtsbewegung des hydraulischen Kolbens 14, weshalb der Nie
drigdruckkraftstoff aus dem Injektor 9 eingespritzt wird. Wie
es in Fig. 2(a) gezeigt ist, ist es in diesem Fall möglich,
den Kraftstoffeinspritzdurchsatz mit einer relativ geringen
Steigung zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen. Die
vertikale Achse in Fig. 2(a) zeigt den Kraftstoffeinspritz
durchsatz (d. h. die per Zeiteinheit einzuspritzende Kraft
stoffmenge).
Da zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung der Niedrigdruckkraft
stoff so eingespritzt wird, daß der Kraftstoffeinspritzdurch
satz langsam größer wird, ist es möglich, die Flammgeschwin
digkeit zu Beginn des Verbrennungszyklus gering zu halten,
wodurch die Menge des in dem Abgas enhaltenen NOx reduziert
wird.
Nach Ablauf eines vorherbestimmten Zeitabschnitts nach Beginn
der Kraftstoffeinspritzung wird das erste elektromagnetische
2/2-Wegeventil 5 in einem Zustand, in dem das zweite elektro
magnetische 2/2-Wegeventil 7 durch das Steuergerät 8 in seinem
EIN-Zustand gehalten wird, durch das Steuergerät 8 in seinen
EIN-Zustand geschaltet. Folglich wird der Hochdruckkraftstoff
der Kraftstoffkammer 12 zugeführt und aus dem Injektor 9 ein
gespritzt (Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung).
Obwohl der Hochdruckkraftstoff auch in die Steuerkammer 11
zugeführt wird, ist es in diesem Fall möglich, den auf diese
Weise der Steuerkammer 11 zugeführten Hochdruckkraftstoff
durch die Kraftstoffrückführleitung 10c abzuführen, da sich
das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 in seinem EIN-
Zustand befindet. Da die Öffnung 15 so ausgelegt ist, daß der
Querschnitt seines Strömungsdurchgangs geringer ist als der
der Öffnung 16, steigt der Kraftstoffdruck in der Steuerkammer
11 nicht an, und deshalb gibt es keine Abwärtsbewegung sowohl
des Kolbens 14 als auch des Nadelventils 13, weshalb der
Kraftstoff weiter eingespritzt wird.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung eine voherbestimmte Zeitdauer
durchgeführt wurde, werden sowohl das erste elektromagnetische
2/2-Wegeventil 5 als auch das zweite elektromagnetische 2/2-
Wegeventil 7 am Ende der Kraftstoffeinspritzung durch das
Steuergerät 8 in ihren EIN-Zustand geschaltet. Deswegen wirkt
der der Steuerkammer 11 zugeführte Hochdruckkraftstoff auf den
hydraulischen Kolben 14, um ihn nach unten zu bewegen. Der
hydraulische Kolben 14 bewegt dann das Nadelventil 13 nach
unten, um die Einspritzöffnung des Injektors 9 zu schließen,
so daß die Kraftstoffeinspritzung beendet wird.
Wenn in diesem Fall das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeven
til 7 in seinen AUS-Zustand geschaltet wird, arbeitet das Na
delventil 13 zu diesem Zeitpunkt schneller als zu Beginn der
Kraftstoffeinspritzung, da der Hochdruckkraftstoff in der
Steuerkammer 11 unmittelbar auf den hydraulischen Kolben 14
wirkt. Wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist, ist es deswegen am
Ende der Kraftstoffeinspritzung möglich, daß die Kraftstoff
einspritzung mit einer Steigung zu Ende kommt, die steiler ist
als beim Beginn der Kraftstoffeinspritzung.
Außerdem ist es am Ende der oben beschriebenen Kraftstoffein
spritzung möglich, die einzuspritzende Kraftstoffmenge stark
zu reduzieren und deshalb den Ausstoß von Rauch und Teilchen
(PM) aus dem Motor zu reduzieren.
Da das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 in seinen
AUS-Zustand geschaltet wird, um die Kraftstoffrückführleitung
10c zu schließen, wird andererseits am Ende der oben beschrie
benen Kraftstoffeinspritzung angenommen, daß der sich unter
Druck befindliche Kraftstoff in dem Injektor 9 verbleibt und
auch in jeder der Kraftstoffleitungen 10a, 10c zwischen den
Elektromagnetventilen 5, 7 verbleibt. Da der Hochdruckkraft
stoff eingespritzt wird, wird insbesondere in der letzten
Hälfte des Kraftstoffeinspritzzyklus der Hochdruckkraftstoff
stromabwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5
nicht abgeführt, sondern verbleibt darin.
Wenn der Hochdruckkraftstoff wie oben beschrieben verbleibt,
wird zu Beginn eines darauffolgenden Kraftstoffeinspritzzyklus
der verbleibende Hochdruckkraftstoff eingespritzt. Deshalb
besteht die Gefahr, daß NOx nicht ausreichend reduziert wird.
Da die Kraftstoff-Leckagerate q1 bei dem ersten elektromagne
tischen 2/2-Wegeventil 5 so ausgelegt ist, daß sie geringer
ist als q2 bei dem zweiten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil
7, wird dahingegen bei dem Kraftstoffeinspritzsystem der vor
liegenden Erfindung der in dem Injektor 9 verbliebene
Hochdruckkraftstoff in den Kraftstofftank 17 abgeführt, wenn
die Kraftstoffeinspritzung sich dem Ende nähert und das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 und das zweite elektroma
gnetische 2/2-Wegeventil 7 in ihre AUS-Zustände geschaltet
werden. Gleichzeitig wird der Niedrigdruckkraftstoff aus dem
Niedrigdruckspeicher 4 sowohl der Steuerkammer 11 als auch der
Kraftstoffkammer 12 zugeführt, wodurch ein nachfolgender
Kraftstoffeinspritzzyklus vorbereitet werden kann.
Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird aus diesem Grund nach Been
digung der Kraftstoffeinspritzung der Druck zwischen dem er
sten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 5 und dem zweiten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 7 allmählich verringert.
Folglich wird zu Beginn des darauffolgenden Kraftstoffein
spritzzyklus die Kraftstoffeinspritzung mittels des Niedrig
druckkraftstoffs durchgeführt.
Die Kraftstoff-Leckageraten q1 und q2 sind so ausgelegt, daß
sie ausreichend geringer sind als eine Kraftstoffabführrate
der Pumpe 1 bzw. der Pumpe 2, und daß sie verhindern, daß der
Kraftstoffdruck zu Beginn des darauffolgenden Kraftstoffein
spritzzyklus stark abnimmt.
Wie es obenstehend beschrieben wurde, ist es mittels dieses
Systems ohne Verwendung teurer elektromagnetischer 3/2-Wege
ventile, wie sie z. B. in Verbindung mit dem Stand der Technik
beschrieben wurden, sondern durch Verwendung von kostengünsti
gen elektromagnetischen 2/2-Wegeventilen 5, 7 möglich, sowohl
eine Niedrigdruck- als auch eine Hochdruck-Kraftstoffeinsprit
zung zu ermöglichen, und es ist dehalb möglich, ein Kraft
stoffeinspritzsystem zu schaffen, dessen Größe kleiner ist und
dessen Kosten geringer sind. Da solche teuren elektromagneti
schen 3/2-Wegeventile, wie sie beim Stand der Technik verwen
det werden, nicht erforderlich sind, hat das erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzsytem in anderen Worten den Vorteil, daß
durch sie eine beträchtliche Reduzierung der Herstellungsko
sten und eine Reduzierung der Größe des Kraftstoffeinspritzsy
stems erreicht werden kann. Außerdem hat das erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzsytem durch die Verwendung von elektroma
gnetischen 2/2-Wegeventilen 5, 7 den Vorteil, daß es möglich
ist, das System selbst im Aufbau zu vereinfachen und außerdem
die Zuverlässigkeit des Kraftstoffeinspritzsystems zu verbes
sern.
Wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist, hat das erfindungsgemäße
Kraftstoffeinspritzsytem den Vorteil, daß die Emissionsraten
von NOx, Rauch und Teilchen deutlich verringert werden kann,
da es einfacher ist, eine Wellenform der Kraftstoffeinsprit
zung mit einer Niedrigdruck-Einspritzwellenform und einer
Hochdruck-Einspritzwellenform zu erzeugen.
Außerdem kann dadurch, daß die Kraftstoff-Leckagerate q1 bei
dem ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 5 so ausgelegt
ist, daß sie geringer ist als q2 bei dem zweiten elektromagne
tischen 2/2-Wegeventil 7, der am Ende der Kraftstoffeinsprit
zung in dem Injektor 9 verbliebene Hochdruckkraftstoff abge
führt werden, weshalb Niedrigdruckkraftstoff zu Beginn eines
darauffolgenden Kraftstoffeinspritzzyklus ohne Fehler einge
spritzt werden kann. Deshalb hat das erfindungsgemäße Kraft
stoffeinspritzsytem den weiteren Vorteil, daß es möglich ist,
den Kraftstoffverbrauch und die Ausgangsleistung zu
verbessern.
Nun werden Modifikationen der ersten Ausführungsform beschrie
ben. Jede der Modifikationen ist genauso aufgebaut wie die
oben beschriebene Ausführungsform, der einzige Unterschied
besteht darin, daß das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil
5 und das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 auf un
terschiedliche Art und Weise arbeiten, wie es in den Fig.
4(a), 4(b), 4(c) und 4(d) gezeigt ist. Die Fig. 4(a) und 4(b)
sind Zeitdiagramme, die die erste der Modifikationen beschrei
ben. Die Fig. 4(c) und 4(d) sind Zeitdiagramme, die eine zwei
te der Modifikationen beschreiben.
Nun wird die erste Modifikation beschrieben. Wie es in
Fig. 4(b) gezeigt ist, wird bei dieser ersten Modifikation zu
Beginn der Kraftstoffeinspritzung als erstes nur das zweite
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 durch das Steuergerät 8
für einen vorherbestimmten Zeitabschnitt in seinen EIN-Zustand
geschaltet. Außerdem wird für diesen Zeitabschnitt das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 in seinem AUS-Zustand ge
halten. Deswegen wird zu Beginn der Kraftstoffeinspritzung der
Niedrigdruckkraftstoff unabhängig als Voreinspritzung durch
den Injektor 9 eingespritzt, wie es in Fig. 4(c) gezeigt ist.
Dann wird nach zeitweiligem Schalten des zweiten elektromagne
tischen 2/2-Wegeventils 7 in seinen AUS-Zustand sowohl das
erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 als auch das zweite
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 gleichzeitig in ihre EIN-
Zustände geschaltet, so daß Hochdruckkraftstoff eingespritzt
wird. Wie es in Fig. 4(b) gezeigt ist, wird danach sowohl das
erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 als auch das zweite
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 gleichzeitig in ihren AUS-
Zustand geschaltet.
Deswegen ist es möglich, im wesentlichen die gleichen Auswir
kungen und Effekte zu erreichen.
Als nächstes wird die zweite Modifikation beschrieben. Wie es
in den Fig. 4(c) und 4(d) gezeigt ist, unterscheidet sich die
se zweite Modifikation von der ersten Modifikation dadurch,
daß die zwei elektromagnetischen Ventile 5, 7 bei einer der
Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung folgenden Haupteinsprit
zung unterschiedlich wirken.
Wie es in Fig. 4(c) gezeigt ist, wird zu Beginn der Kraft
stoffeinspritzung als erstes nur das elektromagnetische 2/2-
Wegeventil 7 unter Steuerung des Steuergeräts 8 einen vorher
bestimmten Zeitabschnitt lang in seinen EIN-Zustand geschal
tet. Außerdem wird diesen Zeitabschnitt lang das erste elek
tromagnetische 2/2-Wegeventil 5 in seinem AUS-Zustand gehal
ten. Wie es in Fig. 4(c) gezeigt ist, wird deswegen zu Beginn
der Kraftstoffeinspritzung der Niedrigdruckkraftstoff unabhän
gig als Voreinspritzung durch den Injektor 9 eingespritzt.
Nachdem das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 zeit
weilig in seinem AUS-Zustand geschalten wurde, wird dann, wie
es in Fig. 4(b) gezeigt ist, das erste elektromagnetische 2/2-
Wegeventil 5 und das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil
7 so gesteuert, daß sie nacheinander mit einem bestimmten
Zeitabstand dazwischen in ihre EIN-Zustände geschaltet werden,
so daß der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird. In diesem
Fall wird das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 frü
her geöffnet als das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil
5, so daß zu Beginn der Haupteinspritzung teilweise eine Nied
rigdruck-Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird.
Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzung werden im wesentli
chen die gleichen Auswirkungen und Effekte erzielt, wie sie
oben beschrieben wurden.
Obwohl bei der ersten oben beschriebenen Ausführungsform die
Hochdruckpumpe 1 und die Niedrigdruckpumpe 2 vorgesehen sind,
ist das erfindungsgemäße System nicht auf den oben beschriebe
nen Aufbau beschränkt. Es ist beispielsweise außerdem möglich,
einen Aufbau zu verwenden, bei dem nur eine Hochdruckpumpe 1
vorgesehen ist und stromaufwärts des Niedrigdruckspeichers 4
eine Reguliereinrichtung vorgesehen ist, die den Druck des
Kraftstoffs auf einen vorherbestimmten Wert reduziert, der von
der Hochdruckpumpe 1 gefördert wird.
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, hat diese Ausführungsform im
wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungs
form. Folglich werden ähnliche Teile mit gleichen Bezugsbuch
staben und/oder Bezugszeichen bezeichnet und nicht näher er
läutert.
Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, ist bei dieser Ausführungsform
in der Nähe des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5
eine Bypassleitung (erste Bypassleitung) 20 für eine Verbin
dung einer stromaufwärtigen Seite dieses ersten elektromagne
tischen 2/2-Wegeventils 5 mit seiner stromabwärtigen Seite
vorgesehen. In dieser Bypassleitung 20 ist eine Öffnung (drit
te Drosseleinrichtung) 21 vorgesehen.
Außerdem ist auf dieselbe Weise in der Nähe des zweiten elek
tromagnetischen 2/2-Wegeventils 7 eine Bypassleitung (zweite
Bypassleitung) 22 für eine Verbindung einer stromaufwärtigen
Seite dieses zweiten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 7 mit
seiner stromabwärtigen Seite vorgesehen. In dieser Bypasslei
tung 22 ist eine Öffnung (vierte Drosseleinrichtung) 23 vor
gesehen.
Bei dieser Ausführungsform ist die Öffnung 21 so ausgelegt,
daß ihr Strömungsdurchgang im Querschnitt geringer ist als der
der Öffnung 23. Deswegen ist ein Strömungsdurchsatz (Bypass-
Strömungsdurchsatz) q1' des Kraftstoffs, der durch die Öffnung
21 strömt, geringer als ein Strömungsdurchsatz (Bypass-Strö
mungsdurchsatz) q2' von Kraftstoff, der durch die Öffnung 23
strömt, wodurch die Notwendigkeit ausgeschlossen wird, daß die
Leckagerate jedes der elektromagnetischen Ventile 5, 7, wie
sie bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind,
ausgelegt wird.
Obwohl in einem Dichtabschnitt oder dergleichen jedes der
elektromagnetischen Ventile 5, 7 eine geringe Kraftstofflecka
ge stattfindet, kann durch die Vorsehung der Öffnungen 21, 23
in den Bypassleitungen 20, 22, in denen die Bypass-Strömungs
raten q1', q2' von durch die Öffnungen 21, 23 strömendem Kraft
stoff so ausgelegt sind, daß sie einer vorherbestimmten Bezie
hung (q1' < q2') genügen, wie es oben beschrieben wurde, der in
dem Injektor 9 verbliebene Kraftstoff noch viel einfacher und
genauer abgeführt werden, als es möglich ist, wenn der Dicht
abschnitt und dergleichen so ausgelegt werden, daß die Kraft
stoff-Leckageraten q1, q2 darin einer vorherbestimmten Bezie
hung (q1 < q2) genügen.
Da das Kraftstoffeinspritzsystem der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist,
wird während eines Zeitabschnitts vom Beginn der Kraftstoff
einspritzung an bis zu dessen Ende eine Steuerung jedes der
elektromagnetischen Ventile 5, 7 so durchgeführt, wie es bei
der ersten Ausführungsform der Fall ist.
Nach Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird der zwischen
dem ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 5 und dem zwei
ten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil 7 verbliebene Hoch
druckkraftstoff durch die Öffnung 23 ohne Fehler abgeführt,
bevor ein darauffolgender Kraftstoffeinspritzzyklus beginnt.
Deswegen hat die zweite Ausführungsform zusätzlich zu den
gleichen Wirkungen und Effekten der ersten Ausführungsform den
Vorteil, daß es möglich ist, den in dem Injektor 9 verbliebe
nen Hochdruckkraftstoff leicht und genau abzuführen und außer
dem die Anzahl der Herstellungsschritte und die Herstellungs
kosten zu verringern.
Bei dieser Ausführungsform sind die Kraftstoff-Bypassdurchsät
ze q1', q2' so ausgelegt, daß sie ausreichend geringer sind als
die Förderraten des Kraftstoffs aus den Pumpen 1, 2, damit
sich der Druck des Kraftstoffs zu Beginn eines darauffolgenden
Kraftstoffeinspritzzyklus nicht übermäßig verringert. Abhängig
von der Auslegung des Bypass-Durchsatzes q2' ist es möglich,
den Bypasskanal 20 und die Drossel 22 für eine Umgehung des
ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 wegzulassen.
Obwohl bei der beschriebenen zweiten Ausführungsform die Hoch
druckpumpe 1 und die Niedrigdruckpumpe 2 vorgesehen sind, ist
dieses System nicht auf diese Elemente beschränkt. Beispiels
weise kann dieses System einen Aufbau haben, bei dem nur eine
Hochdruckpumpe 1 vorgesehen ist, und eine Reguliereinrichtung
für eine Reduzierung des Drucks des von der Hochdruckpumpe 1
abgeführten Kraftstoffs stromaufwärts des Niedrigdruckspei
chers 4 vorgesehen ist, damit der Niedrigdruckkraftstoff dem
Niedrigdruckspeicher 4 zugeführt werden kann.
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, hat diese dritte Ausführungsform
im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungs
form. Folglich bezeichnen gleiche Bezugsbuchstaben und/oder
Bezugszeichen ähnliche Teile und werden nicht näher erläutert.
Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform im wesentlichen durch die folgenden drei Punk
te:
- 1. Die Strömungsregeleinrichtung 30 ist aus dem Rückschlag ventil 6 und einer Öffnung 6a aufgebaut;
- 2. anstatt der Niedrigdruckpumpe 2 ist ein Entspannungsventil 34 vorgesehen; und
- 3. ein Rückschlagventil 32 ist an einer Stelle stromabwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 und stromaufwärts des Zusammenflusses der Kraftstoffleitungen 10a und 10b angeordnet.
Was 1. betrifft, so ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, die
Strömungsregeleinrichtung 30 aus dem stromabwärts des Niedrig
druckspeichers 4 vorgesehenen Rückschlagventil 6 und der Öff
nung 6a aufgebaut, die parallel zu dem Rückschlagventil 6 ge
schaltet ist.
Die erste und die zweite Ausführungsform sind dahingegen so
aufgebaut, daß der in dem Injektor 9 verbleibende Hochdruck
kraftstoff und dergleichen nach Beendigung der Kraftstoffein
spritzung durch die Kraftstoffrückführleitung 10c in den
Kraftstofftank 17 zurückgeführt wird, und erlauben es deshalb,
daß der Hochdruckkraftstoff unter Atmosphärendruckbedingungen
zurückkehren kann. Genauer gesagt, wird die zur Unterdruckset
zung des Kraftstoffs erforderliche Energiemenge vergeudet, die
in dem so abgeführten Kraftstoff verblieben ist, weshalb es
unmöglich ist, die Energie ausreichend und effektiv zu nutzen.
Deshalb ist bei dieser Ausführungsform die Öffnung 6a vorgese
hen, damit der in dem Injektor 9 verbliebene Hochdruckkraft
stoff durch die Öffnung 6a strömen kann und deshalb in dem
Niedrigdruckspeicher 4 gespeichert werden kann, so daß die
Energie wirksam ausgenutzt wird.
Der Strömungsdurchgang der Öffnung 6a ist hier so ausgebildet
und ausgelegt, daß sein Querschnitt ausreichend kleiner ist
als der der Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9, so daß
der Hochdruckkraftstoff nicht durch die Öffnung 6a zurück in
den Niedrigdruckspeicher 4 strömen kann, wenn der Hochdruck
kraftstoff eingespritzt wird. Falls der Injektor 9 beispiels
weise mit fünf Kraftstoffeinspritzöffnungen versehen ist, die
jeweils einen Durchmesser von 0,2 ∅ haben, ist diese Öffnung
6a so ausgebildet, daß ihr Öffnungsdurchmesser ungefähr 0,2 ∅
hat. In anderen Worten, ist in diesem Fall der Querschnitts
bereich des Strömungsdurchgangs der Öffnung 6a so ausgelegt,
daß er ungefähr einem Fünftel des Geamtquerschnittsbereichs
der Kraftstoffeinspritzöffnungen des Injektors 9 entspricht.
Die Auslegung des Querschnittsbereich des Strömungsdurchgangs
der Öffnung 6a hängt von den Kraftstoffdrücken, der Kraft
stoffeinspritzdauer, den Kraftstoffviskositäten und ähnlichen
Bedingungen ab und ist deswegen nicht auf den oben genannten
Wert beschränkt. Außerdem wurde durch Simulationsberechnung
bestätigt, daß unter den oben beschriebenen Zuständen die Öff
nung 6a die Kraftstoffeinspritzwellenform [siehe Fig. 2(a)]
überhaupt nicht beeinflußt.
Folglich wird bei einer Einspritzung des Niedrigdruckkraft
stoffs der Niedrigdruckspeicher 4 der Steuerkammer 11 und der
Kraftstoffkammer 12 durch das Rückschlagventil 6 und die Öff
nung 6a zugeführt.
Wenn der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird, wird das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 geöffnet, so daß der Steu
erkammer 11 und der Kraftstoffkammer 12 durch die Kraftstoff
leitung 10a der Hochdruckkraftstoff zugeführt wird. Gleichzei
tig wird der Hochdruckkraftstoff durch den Injektor 9 ohne
Rückkehrströmung durch die Kraftstoffleitung 10b eingespritzt,
da der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der Öffnung 6a so
ausgelegt ist, daß er ausreichend geringer ist als der der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9.
Nach Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird dahingegen der
in dem Injektor 9 und den Kraftstoffleitungen 10a, 10b ver
bliebene Kraftstoff über die Öffnung 6a in dem Niedrigdruck
speicher 4 gespeichert, bevor ein darauffolgender Kraftstoff
einspritzzyklus beginnt.
Nach Beendigung der Kraftstoffeinspritzung strömt ein solcher
verbleibender Kraftstoff allmählich in den Niedrigdruckspei
cher 4 über die Öffnung 6a, da die Kraftstoffleitung 10b einen
geringeren Druck hat als der Injektor 9 und die Kraftstofflei
tungen 10a, 10c. Wenn dann der Kraftstoffdruck des Niedrig
druckspeichers 4 dem des Injektors 9 gleich ist, stoppt die
Kraftstoffströmung in diesen Niedrigdruckspeicher 4.
Bei dieser dritten Ausführungsform ist es im Gegensatz zur
ersten Ausführungsform nicht erforderlich, die Kraftstoff-
Leckageraten q1, q2 der Dichtabschnitte und dergleichen bei den
elektromagnetischen Ventilen 5, 7 so auszulegen, daß sie einer
vorherbestimmten Beziehung (q1 < q2) genügen, und die Kraft
stoff-Leckageraten werden so gesteuert, daß sie so gering wie
möglich sind.
Was 2. betrifft, so ist bei dieser dritten Ausführungsform,
wie es in Fig. 6 gezeigt ist, keine bei der ersten Ausfüh
rungsform beschriebene (siehe Fig. 1) Niedrigdruckpumpe 2 vor
gesehen. Anstatt dessen ist ein Entspannungsventil 34 zwischen
dem Niedrigdruckspeicher 4 und dem Kraftstofftank 17 vorgese
hen.
Der Grund, warum die Niedrigdruckpumpe nicht vorgesehen ist,
wird nun beschrieben. Dies ist deshalb der Fall, weil der nach
Beendigung der Kraftstoffeinspritzung in dem Injektor 9 ver
bliebene Kraftstoff über die Öffnung 6a in den Niedrigdruck
speicher 4 strömen kann und deshalb der Kraftstoff nicht durch
die Pumpe unter Druck gesetzt werden muß, um den so unter
Druck gesetzten Kraftstoff zu dem Niedrigdruckspeicher 4 zuzu
führen.
Da der in dem Injektor 9 verbleibende Hochdruckkraftstoff in
den Niedrigdruckspeicher 4 strömt, ist das Entspannungsventil
34 vorgesehen, um den Innenraum des Niedrigdruckspeichers 4
auf einem vorbestimmten Druck zu halten.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann als Ent
spannungsventil 34 ein mechanisches Druckregulierventil vor
gesehen werden, das öffnet, wenn der Innenraum des Niedrig
druckspeichers 4 einen vorherbestimmten Druck erreicht. Zu
sätzlich hierzu ist es möglich, daß das Entspannungsventil 34
mittels eines elektromagnetischen Ventils aufgebaut sein kann,
das auf der Basis eines Steuersignals von dem Steuergerät 8
schaltgesteuert wird.
Es ist außerdem möglich, eine Niedrigdruckpumpe (siehe Bezugs
zeichen 2 in Fig. 2) zwischen dem Niedrigdruckspeicher 4 und
dem Kraftstofftank 17 vorzusehen, die so aufgebaut ist, daß
sie mit dem Niedrigdruckspeicher 4 parallel zum Entspannungs
ventil 34 verbunden werden kann.
Zusätzlich ist es außerdem möglich, eine Reguliereinrichtung
stromaufwärts des Niedrigdruckspeichers 4 vorzusehen, die den
Druck des von der Hochdruckpumpe 1 geförderten Kraftstoffs auf
einen vorherbestimmten Wert reduziert, und diese Regulierein
richtung und das Entspannungsventil 34 parallel anzuordnen, um
diese mit dem Niedrigdruckspeicher 4 zu verbinden.
Was 3. betrifft, so ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, strom
abwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 und
stromaufwärts des Zusammenflusses der Kraftstoffleitungen 10a,
10b das Rückschlagventil 32 angeordnet. Dieses Rückschlagven
til 32 ermöglicht nur einen Durchgang von Kraftstoff von der
Seite des Hochdruckspeichers 3 zu der Seite des Injektors 9
und verhindert, daß Kraftstoff von dem Injektor 9 zurück
strömt.
Der Grund, warum ein solches Rückschlagventil 32 vorgesehen
ist, besteht darin, daß es notwendig ist, Druckveränderungen
des Kraftstoffs zu unterdrücken, die zu einem Zeitpunkt auf
treten, wenn die Kraftstoffeinspritzung von ihrem Niedrig
druck-Kraftstoffeinspritzmodus auf ihren Hochdruck-Kraftstoff
einspritzmodus während des Kraftstoffeinspritzzyklus umge
schaltet wird, wodurch eine Veränderung der Kraftstoff-Ein
spritzwellenform soweit wie möglich unterdrückt wird.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse einer Simulations
berechnung eines Kraftstoffeinspritzdurchsatzes (eines pro
Zeiteinheit eingespritzten Kraftstoffvolumens) und eines
Kraftstoffdruckes innerhalb der Kraftstoffkammer 12 in beiden
Fällen zeigt. Eines der Ergebnisse ist durch die durchgehende
Linie gezeigt, wobei das Rückschlagventil 32 stromabwärts des
ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 angeordnet ist.
Der andere Fall ist in gestrichelten Linien gezeigt, wobei das
Rückschlagventil 32 nicht vorgesehen ist. Bei einer solchen
Computersimulation werden die Ergebnisse aus Zuständen abge
leitet, bei denen der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckspeicher
3 120 MPa beträgt, der Druck in dem Niedrigdruckspeicher 4
15 MPa beträgt und die Kraftstoffdruckschaltzeit (eine Zeit,
zu der das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 in seinen
EIN-Zustand geschaltet wird) bei 0,5 ms nach Beginn der Nie
drigdruck-Kraftstoffeinspritzung liegt (einer Zeit, zu der das
zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 in seinen EIN-Zu
stand geschaltet wird.
Wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 7 gezeigt ist,
wird in dem Fall, in dem das Rückschlagventil 32 nicht vorge
sehen ist, bei einer Schaltung von dem Niedrigdruck-Kraft
stoffeinspritzmodus in den Hochdruck-Kraftstoffeinspritzmodus
bemerkbar, daß der Druck der Kraftstoffkammer 12 und die Ein
spritzwellenform stark variieren.
Dies ist durch die durch die Einströmung des Hochdruckkraft
stoffs verursachte Druckveränderung begründet. Wenn das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 geöffnet wird, um die
Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung durchzuführen, wird plötzlich
ein Druckunterschied innerhalb der Kraftstoffleitung 10a er
zeugt und folglich eine Druckwelle innerhalb der Kraftstoff
leitung 10a verursacht. Die Form der Einspritzwelle ist stark
proportional zur Amplitude dieser Druckwelle.
Aufgrund dieser Druckwelle wird außerdem eine Reflexionswelle
zwischen dem offenen Ende der Kraftstoffeinspritzöffnung des
Injektors 9 und dem Hochdruckspeicher 3 erzeugt. Wenn diese
Reflexionswelle den Hochdruckspeicher 3 erreicht, wird auch in
dem Hochdruckspeicher 3 eine Druckveränderung erzeugt, die
ebenfalls eine Störung der Einspritzwellenform verursacht.
Wenn sich die Einspritzwellenform wie oben beschrieben stark
verändert, besteht die Gefahr, daß Rauch abgeführt wird und
der Kraftstoffverbrauch schlecht wird. Wenn eine Druckverände
rung auftritt, um die Einspritzwellenform bei der Hochdruck-
Kraftstoffeinspritzung zu stören, besteht in anderen Worten
die Möglichkeit, daß der Kraftstoff, der zu einem Zeitpunkt
eingespritzt wurde, zu dem der Kraftstoffeinspritzdruck auf
einem niedrigen Niveau war (in Fig. 7, wenn der Kraftstoffkam
merdruck stark abfällt), nicht ausreichend in dem Zylinder
zerstäubt wird und deshalb eine nicht konstante Verbrennung
stattfindet, so daß Rauch erzeugt wird und der Kraftstoffver
brauch schlecht wird.
Folglich ist bei dieser Ausführungsform das Rückschlagventil
32 vorgesehen, um eine solche Druckveränderung so gut wie mög
lich zu unterdrücken, um ihren Einfluß auf die Einspritzwel
lenform zu vermindern. Genauer gesagt, wird bei dieser Ausfüh
rungsform durch Vorsehung des Rückschlagventils 32 stromab
wärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 die
Unterdrückung einer plötzlichen Druckveränderung in der Kraft
stoffleitung 10a verhindert. Dies ist deswegen der Fall, weil
das Rückschlagventil 32 als Strömungsdurchgangswiderstand
dient. Da die plötzliche Veränderung der Drucks unterdrückt
wird, wird die Amplitude der Druckwelle kleiner, die zu einem
Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem das erste elektromagnetische
2/2-Wegeventil 5 geöffnet wird, so daß eine Störung der Kraft
stoff-Einspritzwellenform soweit wie möglich unterdrückt wird.
Durch Vorsehung des Rückschlagventils 32 ist es außerdem mög
lich zu verhindern, daß die Reflexionswelle in den Hochdruck
speicher 3 durch das offene Ende der Kraftstoffeinspritzöff
nung des Injektors 9 eintritt, wodurch der Einfluß der Refle
xionswelle auf die Kraftstoffeinspritzung beseitigt wird.
Wie es durch die durchgehende Linie in Fig. 7 gezeigt ist, ist
es daher möglich, die Druckveränderung in der Kraftstoffkammer
12 und die Störung der Einspritzwellenform zu unterdrücken,
wodurch eine stabile Einspritzwellenform erreicht wird.
Da das Kraftstoffeinspritzsystem der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben aufgebaut ist,
läßt sich sein Betrieb beispielsweise folgendermaßen kurz be
schreiben. Vorgänge, die mit denen der ersten Ausführungs
form gleich sind, werden teilweise bei der folgenden Beschrei
bung weggelassen.
Wenn keine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, werden
als erstes beide elektromagnetischen Ventile 5, 7 unter Steue
rung des Steuergeräts 8 so gesteuert, daß sie in ihre AUS-Zu
stände geschaltet werden. Deshalb wird in dem Niedrigdruck
speicher 4 gespeicherter Niedrigdruckkraftstoff der stromab
wärtigen Seite des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils
5 durch das Rückschlagventil 6 und die Öffnung 6a zugeführt
und deshalb der Steuerkammer 11 und der Kraftstoffkammer 12
zugeführt. Aufgrund des Drucks des in die Steuerkammer 11 zu
geführten Niedrigdruckkraftstoffs werden sowohl der hydrauli
sche Kolben 14 als auch das Nadelventil 13 nach unten ge
drückt, um die Einspritzöffnung des Injektors 9 zu verschlie
ßen.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung beginnt, wird dann mittels des
Steuergeräts 8 nur das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeven
til 7 in seinen EIN-Zustand geschaltet. Deswegen wird das Na
delventil 13 angehoben, um die Niedrigdruck-Kraftstoffein
spritzung durchzuführen. Außerdem wird bei der Niedrigdruck-
Kraftstoffeinspritzung der Niedrigdruckkrafstoff aus dem Nie
drigdruckspeicher 4 über das Rückschlagventil 6 und die Öff
nung 6a zugeführt.
Nach Ablauf eines vorherbestimmten Zeitabschnitts nach Beginn
der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung wird das erste elek
tromagnetische Ventil 5 in einem Zustand, in dem das zweite
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 7 durch das Steuergerät 8 in
seinem EIN-Zustand gehalten wird, in seinen EIN-Zustand ge
schaltet, so daß Hochdruckkraftstoff durch den Injektor 9 ein
gespritzt wird. Da der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der
Öffnung 6a ausreichend kleiner ist als der der Kraftstoffein
spritzöffnung das Injektors 9, besteht im wesentlichen keine
Gefahr, daß Hochdruckkraftstoff in den Niedrigdruckspeicher 4
einströmt, wenn Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird.
Da der Hochdruckkraftstoff in dem Hochdruck-Kraftstoffspeicher
3 durch das Rückschlagventil 32 zu der Seite des Injektors 9
zugeführt wird, wird bei einer solchen Hochdruck-Kraftstoff
einspritzung eine plötzliche Druckveränderung in der Kraft
stoffleitung 10a unterdrückt. In anderen Worten, ist es durch
eine Zufuhr des Hochdruckkraftstoffs durch das Rückschlagven
til 32 möglich, eine relativ milde Veränderung des Drucks in
der Kraftstoffleitung 10a zu schaffen.
Folglich wird die Amplitude der Druckwelle, die die Kraft
stoffkammer 12 erreicht, geringer, so daß die Druckveränderung
in der Kraftstoffkammer 12 unterdrückt wird. Da die Druckver
änderung in der Kraftstoffkammer 12 unterdrückt wird, wird
auch eine Störung der Kraftstoffeinspritzwellenform unter
drückt.
Obwohl eine solche Druckwelle von dem offenen Ende der Kraft
stoffeinspritzöffnung des Injektors 9 reflektiert wird, um
eine Reflexionswelle zu erzeugen, wird eine Fortpflanzung ei
ner solchen Reflexionswelle von dem offenen Ende der Kraft
stoffeinspritzöffnung des Injektors 9 zu dem Hochdruckspeicher
3 durch das Rückschlagventil 32 blockiert, so daß der Einfluß
einer solchen reflektierten Welle soweit wie möglich beseitigt
wird.
Wie es durch die durchgehende Linie in Fig. 7 gezeigt wird,
wird deswegen eine Druckveränderung in der Kraftstoffkammer 12
unterdrückt, weshalb der Hochdruckkraftstoff mit einer stabi
len Einspritzwellenform eingespritzt werden kann.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung nach Vervollständigung der
einen vorherbestimmten Zeitabschnitt durchgeführten Hochdruck-
Kraftstoffeinspritzung zu Ende geht, werden sowohl das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 als auch das zweite elek
tromagnetische 2/2-Wegeventil 7 durch das Steuergerät 8 in
ihre AUS-Zustände geschaltet, so daß sich das Nadelventil 13
nach unten bewegt, um den Kraftstoffeinspritzzyklus zu been
den.
Obwohl der Hochdruckkraftstoff in dem Injektor 9 und den
Kraftstoffleitungen 10a, 10c zwischen den elektromagnetischen
Ventilen 5, 7 verbleibt, strömt zu diesem Zeitpunkt verblei
bender Hochdruckkraftstoff in den Niedrigdruckspeicher 4 über
die Öffnung 6a, die in der Kraftstoffleitung 10b vorgesehen
ist. Da der Druck des in dem Injektor 9 und dergleichen ver
bleibenden Kraftstoffs ausreichend höher ist als der Kraft
stoffdruck innerhalb des Niedrigdruckspeichers 4, strömt ein
solcher verbleibender Hochdruckkraftstoff in den Niedrigdruck
speicher 4 über die Öffnung 6a.
Auf die oben beschriebene Weise wird der Kraftstoff allmählich
in dem Niedrigdruckspeicher 4 gespeichert. Wenn der Druck in
nerhalb des Niedrigdruckspeichers 4 einen vorherbestimmten
Wert erreicht oder überschreitet, öffnet das Entspannungsven
til 34, damit die überschüssige Kraftstoffmenge in den Kraft
stofftank 17 zurückgeführt werden kann.
Der Druck des in der Steuerkammer 11 und der Kraftstoffkammer
12 verbliebenen Kraftstoffs reduziert sich allmählich auf das
gleiche Niveau, wie das des Niedrigdruckspeichers 4, um eine
Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung vorzubereiten, die in ei
nem darauffolgenden Zyklus durchgeführt wird.
Wie obenstehend beschrieben wurde, hat das Kraftstoffein
spritzsystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Er
findung den Vorteil, daß es möglich ist, den Energiewirkungs
grad des Systems zu verbessern, da der in dem Inneren des In
jektors 9 verbleibende Kraftstoff nach Vervollständigung der
Kraftstoffeinspritzung und dergleichen in dem Niedrigdruck
speicher 4 gespeichert wird.
Wenn der in dem Inneren des Injektors 9 und dergleichen ver
bliebene Hochdruckkraftstoff in den Kraftstofftank 17 abge
führt wird, wird der Hochdruckkraftstoff dem Atmosphärendruck
ausgesetzt, so daß die zur Unterdrucksetzung des Kraftstoffs
erforderliche Energie verlorengeht.
Im Gegensatz hierzu wird bei diesem System der Vorteil er
reicht, daß die oben beschriebene Energie zurückgewonnen wer
den kann, da der in dem Inneren des Injektors 9 und derglei
chen verbliebene Hochdruckkraftstoff nicht in den Kraftstoff
tank 17 abgeführt wird, sondern in dem Niedrigdruckspeicher 4
gespeichert wird.
Obwohl die Hochdruckpumpe 1 und die Niedrigdruckpumpe 2 im
allgemeinen mechanische Pumpen sind, die von dem Motor ange
trieben werden, ist es in diesem Fall möglich, den Leistungs
verlust des Motors in dem Ausmaß zu verringern, der durch die
Entfernung der Niedrigdruckpumpe erreicht wird, weshalb der
Vorteil besteht, daß der Kraftstoffverbrauch des Motors und
die Ausgangsleistung verbessert werden.
Da das Entspannungsventil 34 zwischen dem Niedrigdruckspeicher
4 und dem Kraftstofftank 17 vorgesehen ist, um den Niedrig
druckspeicher auf einem vorherbestimmten Druck zu halten, be
steht der Vorteil, daß der Niedrigdruckspeicher 4 auf dem vor
herbestimmten Druck gehalten wird, um im Betrieb die Niedrig
druck-Kraftstoffeinspritzung zu stabilisieren.
Da eine plötzliche Druckveränderung unterdrückt wird und der
Einfluß der Reflexionswelle mittels des Rückschlagventils 32
beseitigt wird, ist es außerdem möglich, die Störung der
Kraftstoffeinspritzwellenform während des Hochdruck-Kraft
stoffeinspritzzyklus zu unterdrücken.
Deshalb besteht der der Vorteil, daß es möglich ist, einen
stabilen Kraftstoffeinspritzzustand zu verwirklichen und einen
guten Verbrennungszustand des Motors aufrechtzuerhalten. Au
ßerdem besteht hierdurch der Vorteil, daß es möglich ist, den
Ausstoß an Rauch zu verringern und außerdem den Kraftstoffver
brauch und die Ausgangsleistung zu verbessern.
Nun wird die vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, hat die vierte Ausführungsform
im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungs
form. Folglich werden ähnliche Teile mit gleichen Referenz
buchstaben und/oder Bezugszeichen bezeichnet und nicht näher
erläutert.
Zunächst wird der hauptsächliche Unterschied zwischen der
vierten und der ersten Ausführungsform beschrieben. Der ein
zige Unterschied zwischen ihnen liegt in der Tatsache, daß bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform als Strömungs
regeleinrichtung 30 das Rückschlagventil 6 verwendet wird,
wohingegen bei dieser vierten Ausführungsform die Öffnung 6a
als eine solche Strömungsregeleinrichtung 30 verwendet wird.
Da bei dieser Ausführungsform eine solche Öffnung 6a vorgese
hen ist, wird nach Vervollständigung der Kraftstoffeinsprit
zung verbleibender Hochdruckkraftstoff über die Öffnung 6a dem
Niedrigdruckspeicher 4 zurückgeführt.
Diese Öffnung 6a hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie
die der oben beschriebenen dritten Ausführungsform. Genauer
gesagt, ist die Öffnung 6a so ausgebildet und ausgelegt, daß
der Querschnitt seines Strömungsdurchgangs ausreichend kleiner
ist als der der Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9,
weshalb verhindert wird, daß Hochdruckkraftstoff über die Öff
nung 6a in den Niedrigdruckspeicher 4 zurückströmt, wenn der
Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird.
Wenn der Strömungsdurchgang der Öffnung 6a so ausgebildet ist,
daß sein Querschnitt kleiner ist als der der Kraftstoffein
spritzöffnung des Injektors 9, ist die Menge des durch den
Injektor 9 eingespritzten Kraftstoffs größer als die durch die
Öffnung 6a zugeführte.
Folglich wird die Menge des in die Kraftstoffleitung 10a ein
gefüllten Niedrigdruckkraftstoffs verringert, wenn die Zeit
dauer der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung verlängert wird.
Daher wurde bei der Bestimmung des Querschnittsbereichs des
Strömungsdurchgangs der Öffnung 6a folgendes in Betracht gezo
gen: das Setzen der Zeitdauer der Niedrigdruck-Kraftstoffein
spritzung und das Setzen der Kraftstoffeinspritzwellenform bei
der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung zusätzlich zu dem Set
zen des Querschnittsbereichs der Kraftstoffeinspritzöffnung in
dem Injektor 9.
Solange der Strömungsdurchgang der Öffnung 6a so ausgebildet
ist, daß sein Querschnitt ausreichend kleiner ist als die
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9, ist es möglich,
daß, je mehr der Querschnittsbereich des Strömungsdurchgangs
der Öffnung 6a bei der Auslegung reduziert wird, desto mehr
die Zeitdauer der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung bei der
Auslegung erhöht wird oder, je mehr der Betätigungszeitabstand
zwischen den elektromagnetischen Ventilen 5 und 7 bei der Aus
legung erhöht wird, desto mehr sich das Muster der Niedrig
druck-Kraftstoffeinspritzungswellenform einem Einspritzwellen
formmuster annähert, wie z. B. einer Voreinspritzung (siehe
Fig. 4(a)). Dies ist deswegen der Fall, weil der gesamte
Kraftstoff eingespritzt wird, der durch die Öffnung 6a zuge
führt wurde, wenn der Niedrigdruckkraftstoff eingespritzt
wird.
Je mehr der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der Öffnung 6a
bei der Auslegung erhöht wird, desto mehr wird die Zeitdauer
der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung bei der Auslegung ver
ringert, oder, je mehr das Betätigungszeitintervall zwischen
den elektromagnetischen Ventilen 5 und 7 bei der Auslegung
verringert wird, desto mehr wird auf günstige Weise ein Ein
spritzwellenformmuster (siehe Fig. 2(a)) verwirklicht, bei dem
die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung kontinuierlich der Nie
drigdruck-Kraftstoffeinspritzung folgt. Dies ist deswegen der
Fall, weil eine ausreichende Menge an Kraftstoff durch den
Niedrigdruckspeicher 4 dem Injektor 9 zugeführt wird, wenn der
Niedrigdruckkraftstoff eingespritzt wird.
Folglich hängt die Auslegung des Querschnitts des Strömungs
durchgangs der Öffnung 6a von der Auslegung der Zeitdauer der
Einspritzung und des Musters der Kraftstoffeinspritzwellenform
bei der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung ab.
Wenn nur die Öffnung 6a als Strömungsregeleinrichtung 30 ver
wendet wird, ist es möglich, mit einem einfachen Aufbau die
Energie effektiv auszunützen.
Wie bei der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ist es
möglich, anstatt der Niedrigdruckpumpe 2 ein Entspannungsven
til stromabwärts des Niedrigdruckspeichers 4 vorzusehen, um
eine Konstruktion zu bilden, bei der der Innenraum des Nied
rigdruckspeichers 4 auf einem vorherbestimmten Druck gehalten
wird. Es ist außerdem möglich, einen anderen Aufbau zu wählen,
bei dem ein Entspannungsventil und die Niedrigdruckpumpe 2
parallel stromabwärts des Niedrigdruckspeichers 4 vorgesehen
sind. Wie bei der dritten Ausführungsform ist es außerdem mög
lich, einen Aufbau zu bilden, bei dem ein Rückschlagventil
(siehe Bezugszeichen 32 in Fig. 6) oder dergleichen stromab
wärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 vorge
sehen wird, um eine Druckveränderung zu unterdrücken, die auf
tritt, wenn Hochdruckkraftstoff zugeführt wird.
Da die erfindungsgemäße vierte Ausführungsform des Kraftstoff
einspritzsystems auf die oben beschriebene Weise aufgebaut
ist, kann sein Kraftstoffeinspritzbetrieb beispielsweise kurz
wie folgt beschrieben werden. Vorgänge, die denen der ersten
Ausführungsform gleich sind, werden bei der folgenden Be
schreibung teilweise weggelassen.
Wenn der Niedrigdruckkraftstoff eingespritzt wird, wird zu
nächst der Niedrigdruckkraftstoff von dem Niedrigdruckspeicher
4 der Steuerkammer 11 und der Kraftstoffkammer 12 durch die
Öffnung 6a zugeführt, so daß die Niedrigdruck-Kraftstoffein
spritzung ausgeführt wird.
Wenn dann der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird, wird das
erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 auf der Basis eines
Steuersignals von dem Steuergerät 8 geöffnet, so daß Hoch
druckkraftstoff von dem Hochdruckspeicher 3 der Steuerkammer
11 und der Kraftstoffkammer 12 zugeführt wird. Zu diesem Zeit
punkt wird dem Injektor 9 Hochdruckkraftstoff zugeführt, ohne
daß eine Rückkehrströmung in die Kraftstoffleitung 10b statt
findet, so daß der Hochdruckkraftstoff eingespritzt wird. Da
der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der Öffnung 6a so aus
gebildet ist, daß er ausreichend kleiner ist als der der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9, wird in diesem
Fall die Strömung der Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung in den
Niedrigdruckspeicher 4 unterdrückt. In diesem Fall hat die
Öffnung 6a die gleichen Wirkungen wie ein Rückschlagventil.
Deswegen werden die gleichen Wirkungen erreicht wie durch das
Rückschlagventil.
Nach Vervollständigung der Kraftstoffeinspritzung wird der in
dem Injektor 9 und den Kraftstoffleitungen 10a, 10c verbliebe
ne Hochdruckkraftstoff durch die Öffnung 6a in dem Niedrig
druckspeicher gespeichert, bevor ein folgender Kraftstoffein
spritzzyklus beginnt. In anderen Worten, ein solcher verblie
bener Kraftstoff strömt nach Vervollständigung der Kraftstoff
einspritzung allmählich durch die Öffnung 6a in den Niedrig
druckspeicher 4, da der Druck in der Kraftstoffleitung 10b
geringer ist als der in dem Injektor 9 und den Kraftstofflei
tungen 10a, 10b. Wenn der Kraftstoffdruck innerhalb des Injek
tors 9 dem innerhalb des Niedrigdruckspeichers 4 gleicht, wird
die Kraftstoffströmung in diesen Niedrigdruckspeicher 4 ge
stoppt.
Wie obenstehend beschrieben wurde, ist es mit der erfindungs
gemäßen vierten Ausführungsform des Kraftstoffeinspritzsystems
möglich, den innerhalb des Injektors 9 und dergleichen ver
bliebenen Hochdruckkraftstoff dem Niedrigdruckspeicher 4 z 17780 00070 552 001000280000000200012000285911766900040 0002019780907 00004 17661u
rückzuführen, wobei eine einfache Konstruktion verwendet wird,
bei der die Öffnung 6a als Strömungsregelrichtung 30 dient,
ohne daß ein solcher verbliebener Hochdruckkraftstoff abge
führt wird. Folglich besteht der Vorteil darin, daß der Ener
giewirkungsgrad des Systems verbessert wird.
Wie es bereits anhand der dritten Ausführungsform erwähnt wur
de, geht die Energie verloren, die zur Unterdrucksetzung des
Kraftstoffs mit Hilfe einer Pumpe erforderlich ist, wenn der
innerhalb des Injektors 9 und dergleichen verbliebene Hoch
druckkraftstoff in den Kraftstofftank 17 zurückgeführt wird,
da dieser Hochdruckkraftstoff dem Umgebungsdruck ausgesetzt
wird.
Im Gegensatz hierzu wird bei diesem System der innerhalb des
Injektors 9 und dergleichen verbliebene Hochdruckkraftstoff
nicht in den Kraftstofftank 17 gefördert, sondern in dem Nie
drigdruckspeicher 4 gespeichert. Folglich wird die oben be
schriebene Energie in diesem System zurückgewonnen, wodurch
der Energiewirkungsgrad des Systems verbessert wird. Da bei
der Öffnung 6a im wesentlichen kein bewegliches Teil vorhanden
ist, besteht der Vorteil, daß die Lebensdauer und die Zuver
lässigkeit des Systems verbessert wird.
Nun wird die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beschrieben.
Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, hat die fünfte Ausführungsform
im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungs
form. Folglich werden ähnliche Teile mit gleichen Referenz
buchstaben und/oder Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht
mehr erläutert.
Zunächst wird der hauptsächliche Unterschied zwischen der
fünften und der ersten Ausführungsform beschrieben. Der ein
zige Unterschied besteht darin, daß bei der fünften Ausfüh
rungsform das Rückschlagventil 32 an einer Stelle vorgesehen
ist, die sich stromabwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-
Wegeventils 5 und stromaufwärts des Zusammenflusses der Kraft
stoffleitungen 10a und 10b befindet.
Dieses Rückschlagventil 32 ist das gleiche, das anhand der
dritten Ausführungsform beschrieben wurde, und dient zur so
weit wie möglichen Unterdrückung von Druckschwankungen, die
auftreten, wenn Hochdruckkraftstoff zugeführt wird.
Wie es auch anhand der dritten Ausführungsform beschrieben
wurde, tritt plötzlich eine Druckdifferenz in der Kraftstoff
leitung 10a auf, wenn das erste elektromagnetische 2/2-Wege
ventil 5 zur Durchführung einer Hochdruck-Kraftstoffeinsprit
zung geöffnet wird, wodurch eine Druckwelle erzeugt wird. Je
stärker die Amplitude dieser Druckwelle wird, desto mehr wird
die Injektionswellenform gestört.
Außerdem wird diese Druckwelle von dem offenen Ende der Kraft
stoffeinspritzöffnung des Injektors 9 reflektiert und erzeugt
eine Reflexionswelle zwischen der Kraftstoffkammer 12 und dem
Hochdruckspeicher 3. Wenn diese Reflexionswelle den Hochdruck
speicher 3 erreicht, wird auch eine Druckänderung in dem Hoch
druckspeicher 3 erzeugt, die eine der Ursachen für die Störung
der Einspritzwellenform ist.
Wenn die Einspritzwellenform wie oben beschrieben stark ge
stört wird, besteht die Gefahr, daß Rauch ausgestoßen wird und
der Kraftstoffverbrauch schlecht wird. Wenn eine solche Druck
änderung bei der Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird
und die Einspritzwellenform stört, ist es schwierig, den
Kraftstoff in dem Zylinder wirksam zu zerstäuben, der zu einem
Zeitpunkt eingespritzt wird, wenn sich der Kraftstoffein
spritzdruck auf einem geringen Niveau befindet, so daß der
Verbrennungszustand des Kraftstoffs instabil wird, wodurch
Rauch ausgestoßen wird und der Kraftstoffverbrauch schlecht
wird.
Daher ist bei dieser Ausführungsform zur Minimierung des Ein
flusses auf die Einspritzwellenform durch soweit wie mögliche
Unterdrückung einer solchen Druckveränderung das Rückschlag
ventil 32 vorgesehen. Genauer gesagt, ist es bei dieser Aus
führungsform durch Vorsehung des Rückschlagventils 32 strom
abwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 mög
lich, eine solche plötzliche Druckveränderung zu verhindern,
die in der Kraftstoffleitung 10a auftritt. Dies ist deswegen
der Fall, weil das Rückschlagventil 32 als Strömungsdurch
gangswiderstand dient. Da die plötzliche Druckveränderung un
terdrückt wird, wird auch die Amplitude der Druckwelle gerin
ger, die erzeugt wird, wenn das erste elektromagnetische 2/2-
Wegeventil 5 geöffnet wird, so daß die Störung der Kraftstoff
einspritzwellenform unterdrückt wird.
Wenn das erste elektromagnetische 2/2-Wegeventil 5 in seinen
EIN-Zustand geschaltet wird, obwohl die Druckwelle des Hoch
druckkraftstoffs von dem offenen Ende der Kraftstoffeinspritz
öffnung des Injektors 9 reflektiert wird, kann die Fortpflan
zung einer solchen Reflexionswelle von dem offenen Ende der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9 zu dem Hochdruck
speicher 3 durch Vorsehung des Rückschlagventils 32 blockiert
werden, wodurch es möglich wird, den Einfluß der Reflexions
welle auf die Kraftstoffeinspritzung zu beseitigen.
Folglich wird auch eine Druckänderung in der Kraftstoffkammer
12 unterdrückt, wodurch es möglich wird, die Störung der Ein
spritzwellenform zu unterdrücken und ein stabiles Muster der
Einspritzwellenform zu erreichen (Fig. 7).
Die erfindungsgemäße fünfte Ausführungsform des Kraftstoffein
spritzsystems ist auf die oben beschriebene Weise aufgebaut
und arbeitet daher in dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzzyklus
wie folgt.
Nach Ablauf eines vorherbestimmten Zeitabschnitts nach Beginn
der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung wird das erste elek
tromagnetische 2/2-Wegeventil 5 von seinem AUS-Zustand in sei
nen EIN-Zustand geschaltet, so daß der in dem Hochdruckspei
cher 3 vorhandene Hochdruckkraftstoff der Seite des Injektors
9 zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Zufuhr von
Hochdruckkraftstoff durch das Rückschlagventil 32 die plötzli
che Druckveränderung unterdrückt, die in der Kraftstoffleitung
10a auftritt. In anderen Worten, durch Zufuhr des Hochdruck
kraftstoffs durch das Rückschlagventil 32 wird die in der
Kraftstoffleitung 10a auftretende Druckänderung relativ schwä
cher.
Daher wird die Amplitude der die Kraftstoffkammer 12 errei
chenden Druckwelle kleiner, so daß die Druckänderung in der
Kraftstoffkammer 12 unterdrückt wird. Da die Druckänderung in
der Kraftstoffkammer 12 unterdrückt wird, wird auch eine Stö
rung der Kraftstoffeinspritzwellenform unterdrückt.
Obwohl eine solche Druckwelle von dem offenen Ende der Kraft
stoffeinspritzöffnung des Injektors 9 zur Erzeugung einer Re
flexionswelle reflektiert wird, wird die Fortpflanzung einer
solchen Reflexionswelle von der Seite der Kraftstoffkammer 12
zu dem Hochdruckspeicher 3 durch das Rückschlagventil 32
blockiert, so daß der Einfluß dieser Reflexionswelle soweit
wie möglich beseitigt wird.
Deswegen wird eine Druckänderung in der Kraftstoffkammer 12
unterdrückt, so daß die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung mit
einem stabilen Muster der Einspritzwellenform durchgeführt
wird (siehe Fig. 7).
Folglich ist es mit diesem System möglich, einen stabilen Zu
stand der Kraftstoffeinspritzung zusätzlich zu den Vorteilen
der ersten und zweiten Ausführungsform zu verwirklichen, und
es besteht der Vorteil, daß der Verbrennungszyklus des Motors
gut gehalten werden kann, um einen Austritt von Rauch zu un
terdrücken, und der Kraftstoffverbrauch und die Ausgangslei
stung des Motors verbessert werden kann.
Nun wird die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfin
dung beschrieben.
Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, hat diese sechste Ausführungs
form im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste und die
fünfte Ausführungsform. Folglich werden ähnliche Teile mit
gleichen Referenzbuchstaben und/oder Bezugszeichen bezeichnet
und werden nicht weiter erläutert.
Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, hat die sechste Ausführungsform
den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform, außer daß
bei der sechsten Ausführungsform eine Öffnung 33 stromabwärts
des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils 5 vorgesehen
ist. In anderen Worten, hat diese Ausführungsform einen Auf
bau, bei dem die Öffnung 33 anstatt des Rückschlagventils 32
(siehe Fig. 9) der fünften Ausführungsform vorgesehen ist.
Der Grund, warum die Öffnung 33 vorgesehen ist, liegt wie bei
der fünften Ausführungsform darin, daß es notwendig ist, eine
Störung des Kraftstoffeinspritzdurchsatzes zu unterdrücken,
die durch eine Druckänderung verursacht wird, die in dem Hoch
druck-Kraftstoffeinspritzzyklus stattfindet.
Genauer gesagt, tritt eine plötzliche Druckänderung in der
Kraftstoffleitung 10a auf, wenn das erste elektromagnetische
Ventil 5 zur Durchführung der Hochdruck-Kraftstoffeinspritzung
geöffnet wird, wodurch eine Druckwelle erzeugt wird. Wie es in
Fig. 11(a) gezeigt ist, variiert der Kraftstoffdruck in der
Kraftstoffkammer 12 aufgrund dieser Druckwelle stark. Je grö
ßer die Amplitude dieser Druckwelle wird, d. h. je mehr sich
die Druckänderung in der Kraftstoffkammer 12 ändert, desto
mehr wird das Muster der Kraftstoffeinspritzwellenform ge
stört.
Wie es bereits oben beschrieben wurde, tritt auch in dem Hoch
druckspeicher 3 eine Druckänderung auf, wenn die Reflexions
welle, die erzeugt wird, wenn die Druckwelle reflektiert wird,
den Hochdruckspeicher 3 erreicht. Dies ist eine der Ursachen
für die Störung der Einspritzwellenform.
Deshalb ist bei dieser Ausführungsform zur Unterdrückung einer
solchen Druckänderung zur Minimierung ihres auf die Einspritz
wellenform ausgehenden Einflusses die Öffnung 33 vorgesehen.
In anderen Worten, wird bei dieser Ausführungsform durch Vor
sehung der Öffnung 33 stromabwärts des ersten elektromagneti
schen 2/2-Wegeventils 5 die Unterdrückung einer schnellen
Druckänderung ermöglicht, die in der Kraftstoffleitung 10a
auftritt, wenn die Kraftstoffleitung 10a Hochdruckkraftstoff
zuführt. Dies ist deswegen der Fall, weil die Öffnung 33 als
Strömungsdurchgangswiderstand dient, oder weil die Öffnung 33
im wesentlichen auf die gleiche Weise wirkt wie das Rück
schlagventil 32 der fünften Ausführungsform (siehe Fig. 9).
Wie es in Fig. 11(b) gezeigt ist, wird folglich die in der
Kraftstoffkammer 12 bei Einspritzung von Hochdruckkraftstoff
auftretende Druckänderung unterdrückt. Da die plötzliche
Druckänderung unterdrückt wird, wird die Amplitude der Druck
welle kleiner, die auftritt, wenn das erste elektromagnetische
2/2-Wegeventil 5 geöffnet wird, so daß auch eine Störung des
Musters der Kraftstoffeinspritzwellenform unterdrückt wird.
Der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der Öffnung 33 ist so
ausgebildet, daß er größer ist als die Summe der Kraftstoff
einspritzöffnung des Injektors 9 und des Strömungsdurchgangs
der Öffnung 15. Der Grund hierfür ist folgender: Wenn der
Strömungsdurchgang der Öffnung 33 so ausgebildet ist, daß sein
Querschnitt kleiner ist als die Summe der Kraftstoffeinspritz
öffnung des Injektors 9 und des Strömungsdurchgangs der Öff
nung 15, ist die Menge des Kraftstoffs, der durch die Öffnung
33 in dem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzzyklus zugeführt wird,
kleiner als die durch den Injektor 9 eingespritzte Menge, wo
durch es möglich wird, eine gewünschte Kraftstoffeinspritzrate
zu erhalten.
Wenn dahingegen der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der
Öffnung 33 zu groß ist, wird es unmöglich, die Druckänderung
ausreichend zu unterdrücken, wenn der Hochdruckkraftstoff ein
gespritzt wird. Folglich ist es zur Unterdrückung der Druck
änderung vorzuziehen, den Strömungsdurchgang der Öffnung 33 so
auszulegen, daß er so klein wie möglich ist, vorausgesetzt,
daß die Größe des Querschnitts größer ist als die Summe der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9 und des Strömungs
durchgangs der Öffnung 15.
In anderen Worten, es ist nur für den Zweck der Unterdrückung
der Druckänderung ausreichend, den Querschnitt des Strömungs
durchgangs der Öffnung 33 so auszulegen, daß er der Summe der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9 und des Strömungs
durchgangs der Öffnung 15 gleich ist. In diesem Fall ist es
bei Berücksichtigung eines vorherbestimmten Einspritzdrucks
möglich, die Einspritzung ohne Absenkung des Einspritzdrucks
durchzuführen. Der Querschnitt des Strömungsdurchgangs der
Öffnung 33 ist natürlich nicht auf diese Größe beschränkt. Bei
seiner Auslegung kann der Kraftstoffdruck, die Zeitdauer der
Kraftstoffeinspritzung, die Viskositäten des Kraftstoffs und
ähnliche Bedingungen berücksichtigt werden, vorausgesetzt, daß
der Strömungsdurchgang der Öffnung 33 so ausgebildet ist, daß
sein Querschnitt größer ist als die Summe der Kraftstoffein
spritzöffnung des Injektors 9 und des Strömungsdurchgangs der
Öffnung 15.
Die erfindungsgemäße sechste Ausführungsform des Kraftstoff
einspritzsystems ist auf die oben beschriebene Weise aufgebaut
und hat deshalb im wesentlichen die gleichen Auswirkungen und
Effekte wie die fünfte Ausführungsform.
Nach dem Ablauf einer vorherbestimmten Zeitdauer nach Beginn
der Niedrigdruck-Kraftstoffeinspritzung wird das erste elek
tromagnetische 2/2-Wegeventil 5 von seinem AUS-Zustand in sei
nen EIN-Zustand geschaltet, so daß Hochdruckkraftstoff in dem
Hochdruckspeicher 3 zu der Seite des Injektors 9 zugeführt
wird. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Zufuhr des Hochdruck
kraftstoffs durch die Öffnung 33 die in der Kraftstoffleitung
10a auftretende plötzliche Druckänderung unterdrückt. Durch
Zufuhr des Hochdruckkraftstoffs durch die Öffnung 33 wird die
Druckänderung in der Kraftstoffleitung 10a relativ abge
schwächt.
Daher wird die Amplitude der die Kraftstoffkammer 12 errei
chenden Druckwelle kleiner, so daß eine Druckänderung in der
Kraftstoffkammer 12 unterdrückt wird, wie es in Fig. 11(b) zu
sehen ist. Da die Druckänderungen der Kraftstoffkammer 12 un
terdrückt wird, wird eine Störung des Musters der Kraftstoff
einspritzwellenform ebenfalls unterdrückt.
Die Fortpflanzung der Reflexionswelle von dem offenen Ende der
Kraftstoffeinspritzöffnung des Injektors 9 zu dem Hochdruck
speicher 3 wird durch die Öffnung 33 blockiert, so daß der
Einfluß der Reflexionswelle soweit wie möglich beseitigt ist.
Deswegen wird eine Druckänderung in der Kraftstoffkammer 12
unterdrückt, wodurch es möglich ist, eine Hochdruck-Kraft
stoffeinspritzung mit einem stabilen Muster der Einspritzwel
lenform durchzuführen.
Wie oben beschrieben, werden mit diesem System die gleichen
Vorteile erreicht wie mit der oben beschriebenen fünften Aus
führungsform. Da bei der Öffnung 33 im wesentlichen kein be
wegliches Teil vorhanden ist, ist die Lebensdauer und Zuver
lässigkeit des Systems verbessert.
Obwohl vorstehend die erste bis sechste Ausführungsform als
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wur
den, sind die Ausführungsformen der Erfindung nicht nur auf
die oben beschriebenen sechs Ausführungen beschränkt. In ande
ren Worten, es können Modifikationen durchgeführt werden, die
innerhalb des Schutzes der vorliegenden Erfindung liegen und
nicht von seiner Aufgabe abweichen. Außerdem können verschie
dene Konstruktionen der ersten bis sechsten Ausführungsform
miteinander kombiniert werden. Z. B. ist es auch möglich, eine
Konstruktion zu bilden, bei der das Rückschlagventil 32 (siehe
Fig. 6) in der zweiten Ausführungsform durch die Öffnung 33
ersetzt wird.
Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Kraft
stoffeinspritzsystem eines Verbrennungsmotors ist es möglich,
den Austritt von Rauch und Teilchen in großem Maße zu reduzie
ren, wodurch der Kraftstoffverbrauch und die Ausgangsleistung
des Verbrennungsmotors verbessert wird. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß es auch möglich ist, den Aufbau des Kraft
stoffeinspritzsystems selbst zu vereinfachen, wodurch eine
beträchtliche Kostenverringerung verwirklicht wird. Folglich
wird der Nutzen der vorliegenden Erfindung als ausgezeichnet
angesehen.
Claims (12)
1. Kraftstoffeinspritzsystem mit
einem ersten Speicher (3), in dem Hochdruckkraft stoff gespeichert wird,
einem zweiten Speicher (4), in dem Niedrigdruck kraftstoff gespeichert wird, dessen Druck ausrei chend geringer ist als der des in dem ersten Spei cher (3) gespeicherten Kraftstoffs,
einem ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil (5), das in einer Kraftstoffleitung (10a) angeord net ist, die den ersten Speicher (3) mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (9) verbindet,
einer Strömungsregeleinrichtung (30) zur Regelung des Strömungsdurchsatzes von Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffleitung (10b) strömt, die die strom abwärtige Seite des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (5) in der Kraftstoffleitung (10a) mit dem zweiten Speicher (4) verbindet, wobei die Strömungsregeleinrichtung (30) in der Kraftstoff leitung (10b) angeordnet ist,
einem zweiten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil (7), das in einer Kraftstoffrückführleitung (10c) angeordnet ist, die die Kraftstoffeinspritzdüse (9) mit einem Kraftstofftank (17) verbindet, wobei das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil (7) die Kraftstoffeinspritzmodi des Kraftstoffs von einem Einspritzmodus in einen Nicht-Einspritzmodus oder umgekehrt umschaltet, und
einer Steuereinrichtung (8) zur Steuerung sowohl des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (5) als auch des zweiten elektromagnetischen 2/2-Wege ventils (7), um diese in Abhängigkeit der Betriebs zustände des Motors zu öffnen und zu schließen.
einem ersten Speicher (3), in dem Hochdruckkraft stoff gespeichert wird,
einem zweiten Speicher (4), in dem Niedrigdruck kraftstoff gespeichert wird, dessen Druck ausrei chend geringer ist als der des in dem ersten Spei cher (3) gespeicherten Kraftstoffs,
einem ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil (5), das in einer Kraftstoffleitung (10a) angeord net ist, die den ersten Speicher (3) mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (9) verbindet,
einer Strömungsregeleinrichtung (30) zur Regelung des Strömungsdurchsatzes von Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffleitung (10b) strömt, die die strom abwärtige Seite des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (5) in der Kraftstoffleitung (10a) mit dem zweiten Speicher (4) verbindet, wobei die Strömungsregeleinrichtung (30) in der Kraftstoff leitung (10b) angeordnet ist,
einem zweiten elektromagnetischen 2/2-Wegeventil (7), das in einer Kraftstoffrückführleitung (10c) angeordnet ist, die die Kraftstoffeinspritzdüse (9) mit einem Kraftstofftank (17) verbindet, wobei das zweite elektromagnetische 2/2-Wegeventil (7) die Kraftstoffeinspritzmodi des Kraftstoffs von einem Einspritzmodus in einen Nicht-Einspritzmodus oder umgekehrt umschaltet, und
einer Steuereinrichtung (8) zur Steuerung sowohl des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (5) als auch des zweiten elektromagnetischen 2/2-Wege ventils (7), um diese in Abhängigkeit der Betriebs zustände des Motors zu öffnen und zu schließen.
2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass
in der Kraftstoffeinspritzdüse (9) eine Steuerkam mer (11) vorgesehen ist, die mit der Kraftstoff leitung (10a) und der Kraftstoffrückführleitung (10c) verbunden ist,
eine erste Drosseleinrichtung (15) in der Kraft stoffleitung (10a) angeordnet ist, die die in die Steuerkammer (11) über den ersten Speicher (3) oder über den zweiten Speicher (4) eintretende Kraft stoffmenge drosselt,
eine zweite Drosseleinrichtung (16) in der Kraft stoffrückführleitung (10c) angeordnet ist, die die von der Steuerkammer (11) zu dem Kraftstofftank (17) abgeführte Kraftstoffmenge drosselt, und
der Drosselgrad der ersten Drosseleinrichtung (15) so ausgelegt ist, daß er größer ist als der der zweiten Drosseleinrichtung (16).
in der Kraftstoffeinspritzdüse (9) eine Steuerkam mer (11) vorgesehen ist, die mit der Kraftstoff leitung (10a) und der Kraftstoffrückführleitung (10c) verbunden ist,
eine erste Drosseleinrichtung (15) in der Kraft stoffleitung (10a) angeordnet ist, die die in die Steuerkammer (11) über den ersten Speicher (3) oder über den zweiten Speicher (4) eintretende Kraft stoffmenge drosselt,
eine zweite Drosseleinrichtung (16) in der Kraft stoffrückführleitung (10c) angeordnet ist, die die von der Steuerkammer (11) zu dem Kraftstofftank (17) abgeführte Kraftstoffmenge drosselt, und
der Drosselgrad der ersten Drosseleinrichtung (15) so ausgelegt ist, daß er größer ist als der der zweiten Drosseleinrichtung (16).
3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung
(8) sowohl das erste elektromagnetische 2/2-Wegeven
til (5) als auch das zweite elektromagnetische 2/2-
Wegeventil (7) so steuert, daß sie so geöffnet und
geschlossen werden, daß nach Öffnung des zweiten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (7) in einem Zu
stand, in dem das erste elektromagnetische 2/2-Wege
ventil (5) geschlossen gehalten wurde, dann das erste
elektromagnetische 2/2-Wegeventil (5) in einem Zu
stand geöffnet wird, in dem das zweite elektromagne
tische 2/2-Wegeventil (7) geöffnet gehalten wird.
4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung
(8) sowohl das erste elektromagnetische 2/2-Wegeven
til (5) als auch das zweite elektromagnetische 2/2-
Wegeventil (7) so steuert, daß sie so geöffnet und
geschlossen werden, daß nach Öffnung des zweiten
elektromagnetischen 2/2-Wegeventils (7) in einem Zu
stand, in dem das erste elektromagnetische 2/2-Wege
ventil (5) geschlossen gehalten wurde, das zweite
elektromagnetische 2/2-Wegeventil (7) zeitweilig
geschlossen wird, und dann das erste elektromagneti
sche 2/2-Wegeventil (5) und das zweite elektromagne
tische 2/2-Wegeventil (7) gleichzeitig oder in einem
vorherbestimmten Zeitabstand hintereinander geöffnet
werden.
5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Bypassleitung (20) vorgesehen ist, die die stromaufwärtige Seite des ersten elektromagne tischen 2/2-Wegeventils (5) mit der stromabwärtigen Seite dieses Ventils (5) verbindet,
4 eine zweite Bypassleitung (22) vorgesehen ist, die die stromaufwärtige Seite des zweiten elektromagne tischen 2/2-Wegeventils (7) mit der stromabwärtigen Seite des gleichen Ventils (7) verbindet,
eine dritte Drosseleinrichtung (21) und eine vierte Drosseleinrichtung (23) in der ersten Bypassleitung (20) bzw. der zweiten Bypassleitung (22) vorgesehen sind, und
der Drosselgrad der dritten Drosseleinrichtung (21) so ausgelegt ist, daß er größer ist als der der vierten Drosseleinrichtung (23).
eine erste Bypassleitung (20) vorgesehen ist, die die stromaufwärtige Seite des ersten elektromagne tischen 2/2-Wegeventils (5) mit der stromabwärtigen Seite dieses Ventils (5) verbindet,
4 eine zweite Bypassleitung (22) vorgesehen ist, die die stromaufwärtige Seite des zweiten elektromagne tischen 2/2-Wegeventils (7) mit der stromabwärtigen Seite des gleichen Ventils (7) verbindet,
eine dritte Drosseleinrichtung (21) und eine vierte Drosseleinrichtung (23) in der ersten Bypassleitung (20) bzw. der zweiten Bypassleitung (22) vorgesehen sind, und
der Drosselgrad der dritten Drosseleinrichtung (21) so ausgelegt ist, daß er größer ist als der der vierten Drosseleinrichtung (23).
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsregelein
richtung (30) ein Rückschlagventil (6) ist, das nur
eine Kraftstoffströmung von dem zweiten Speicher (4)
zu der Kraftstoffeinspritzdüse (9) erlaubt.
7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsregeleinrichtung (30) eine Öffnung (6a)
zur Drosselung der durch die Kraftstoffleitung (10b)
durchströmenden Kraftstoffmenge ist.
8. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsregeleinrichtung (30) aufgebaut ist aus einem Rückschlagventil (6), das nur eine Kraft stoffströmung von dem zweiten Speicher (4) zu der Kraftstoffeinspritzdüse (9) erlaubt, und einer Öff nung (6a) für eine Drosselung der durch die Kraft stoffleitung (10b) strömenden Kraftstoffmenge, und
das Rückschlagventil (6) und die Öffnung (6a) par allel zueinander in der Kraftstoffleitung (10b) ge schaltet sind.
die Strömungsregeleinrichtung (30) aufgebaut ist aus einem Rückschlagventil (6), das nur eine Kraft stoffströmung von dem zweiten Speicher (4) zu der Kraftstoffeinspritzdüse (9) erlaubt, und einer Öff nung (6a) für eine Drosselung der durch die Kraft stoffleitung (10b) strömenden Kraftstoffmenge, und
das Rückschlagventil (6) und die Öffnung (6a) par allel zueinander in der Kraftstoffleitung (10b) ge schaltet sind.
9. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil
(32) stromabwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-
Wegeventils (5) und stromaufwärts einer Verbindung
der zwei Kraftstoffleitungen (10a, 10b) angeordnet
ist und nur eine Kraftstoffströmung von dem ersten
Speicher (3) zu der Kraftstoffeinspritzdüse (9)
erlaubt.
10. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (33) strom
abwärts des ersten elektromagnetischen 2/2-Wegeven
tils (5) und stromaufwärts einer Verbindung der
Kraftstoffleitungen (10a, 10b) angeordnet ist und die
durch die Kraftstoffleitung (10a) strömende
Kraftstoffmenge drosselt.
11. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Hochdruckpumpe (1) stromaufwärts des ersten Speichers (3) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen hohen Druck zu erhöhen, und
eine Niedrigdruckpumpe (2) stromaufwärts des zwei ten Speichers (4) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen vorherbestimmten niedrigen Druck zu bringen, der geringer ist als der Druck innerhalb des ersten Speichers (3).
eine Hochdruckpumpe (1) stromaufwärts des ersten Speichers (3) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen hohen Druck zu erhöhen, und
eine Niedrigdruckpumpe (2) stromaufwärts des zwei ten Speichers (4) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen vorherbestimmten niedrigen Druck zu bringen, der geringer ist als der Druck innerhalb des ersten Speichers (3).
12. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Hochdruckpumpe (1) stromaufwärts des ersten Speichers (3) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen hohen Druck zu erhöhen, und
ein Entspannungsventil (34) zwischen dem zweiten Speicher (4) und dem Kraftstofftank (17) vorgesehen ist, um den Kraftstoff des zweiten Speichers (4) auf einem vorherbestimmten Druck zu halten.
eine Hochdruckpumpe (1) stromaufwärts des ersten Speichers (3) vorgesehen ist, um den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstofftank (17) auf einen hohen Druck zu erhöhen, und
ein Entspannungsventil (34) zwischen dem zweiten Speicher (4) und dem Kraftstofftank (17) vorgesehen ist, um den Kraftstoff des zweiten Speichers (4) auf einem vorherbestimmten Druck zu halten.
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