DE19939425A1

DE19939425A1 - Kraftstoffeinspritzverfahren und -systeme für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19939425A1
Application number: DE19939425A
Authority: DE
Inventors: Bernd Mahr; Martin Kropp; Hans-Christoph Magel; Wolfgang Otterbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2019-08-21
Also published as: US6718947B1; JP2001073900A; DE19939425B4

Abstract

Bei einem Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken über Injektoren (10) in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffeinspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck druckgesteuert erfolgt, wird während der Kraftstoffeinspritzung mindestens ein tieferer Kraftstoffdruck erzeugt. Dazu weist ein Kraftstoffeinspritzsystem (1) für jeden Injektor (10) eine lokale Absteuereinheit (11) auf, die über eine Ventileinheit (12) aktivierbar bzw. deaktivierbar ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzver fahren für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Patentanspruchs 1 sowie von einem Kraftstoffeinspritzsy stem nach der Gattung des Patentanspruchs 5.

Ein derartiges Einspritzsystem ist beispielsweise durch die EP 0 711 914 A1 bekanntgeworden.

Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung werden zunächst einige Begriffe näher erläutert: Bei einem druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck ein Ventilkörper (z. B. eine Düsennadel) gegen die Wirkung einer Schließkraft aufgesteuert und so die Einspritzöff nung für eine Einspritzung des Kraftstoffes freigegeben. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in den Zy linder austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet. Unter einem hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird im Rahmen der Erfindung verstanden, daß das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung eines Injektors mit Hilfe eines verschieblichen Ventilglieds aufgrund des hydrauli schen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsen raum und in einem Steuerraum erfolgen. Weiterhin ist im folgenden eine Anordnung als zentral bezeichnet, wenn sie gemeinsam für alle Zylinder vorgesehen ist, und als lokal, wenn sie für nur einen einzelnen Zylinder vorgesehen ist.

Bei dem aus der EP 0 711 914 A1 bekannten druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystem wird mit Hilfe einer Hochdruck pumpe Kraftstoff auf einen ersten hohen Kraftstoffdruck von etwa 1200 bar komprimiert und in einem ersten Druck speicher gespeichert. Weiterhin wird der unter Hochdruck stehende Kraftstoff auch in einen zweiten Druckspeicher gefördert, in welchem durch Regelung seiner Kraftstoffzu fuhr mittels eines 2/2-Wegventils ein zweiter hoher Kraft stoffdruck von ca. 400 bar aufrechterhalten wird. Über ei ne Ventilsteuereinheit wird entweder der tiefere oder hö here Kraftstoffdruck in den Düsenraum eines Injektors ge leitet. Dort wird durch den Druck ein federbelasteter Ven tilkörper von seinem Ventilsitz abgehoben, so daß Kraft stoff aus der Düsenöffnung austreten kann.

Nachteilig bei diesem bekannten Kraftstoffeinspritzsystem ist, daß zunächst der gesamte Kraftstoff erst auf das hö here Druckniveau komprimiert werden muß, um dann einen Teil des Kraftstoffs auf ein tieferes Druckniveau zu ent lasten und in einem weiteren Druckspeicher zu lagern. Au ßerdem sind zwei Druckspeicher erforderlich, um die beiden Kraftstoffdrücke zu lagern.

Aus der WO 98/09068 ist ein hubgesteuertes Einspritzsystem bekannt, bei dem ebenfalls zwei Druckspeicher zur Lagerung der beiden Kraftstoffdrücke vorgesehen sind. Für jeden Druckspeicher ist eine eigene Hochdruckpumpe vorgesehen, die dauerhaft im Betrieb ist und zwar auch dann, wenn der gewünschte Druck im jeweiligen Druckspeicher bereits auf gebaut ist.

Vorteile der Erfindung

Zur Verbesserung des Einspritzverhaltens und des Wirkungs grads werden erfindungsgemäß das Einspritzverfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Kraftstoffeinspritzsysteme gemäß Patentansprüchen 5, 11 und 12 vorgeschlagen. Erfindungsge mäße Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprü chen enthalten.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein tieferes Druckni veau während des jeweiligen Einspritzzyklus z. B. mittels einer lokalen Absteuereinheit oder einer piezoelektrischen Ventileinheit zu erzeugen. Diese Einheiten sind, da sie unabhängig von der Nockenwelle sind, bei Bedarf gezielt ansteuerbar. Auch durch einen Druckübersetzer, der nicht permanent im Betrieb ist, lassen sich Verluste durch Rei bung reduzieren.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge genstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeich nung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Verschiedene Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystemen mit einer zentralen Verteiler einrichtung, bei denen Kraftstoff mit zwei, unterschied lich hohen Kraftstoffdrücken eingespritzt wird, sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfol genden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Kraftstoffeinspritzsystem mit druckge steuerten Injektoren und einer lokal dissipativen Erzeugung des tieferen Kraftstoffdruckes;

Fig. 2 ein zweites Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und einer modifizierten lokal dissipa tiven Erzeugung des tieferen Kraftstoffdruckes;

Fig. 3 ein drittes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und einer zentralen piezoelektrischen Ventileinheit zur Formung des Kraftstoffein spritzverlaufs;

Fig. 4 ein viertes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren, einem zentralen Druckverstärker und der lokal dissipativen Erzeugung des tieferen Kraftstoffdruckes nach Fig. 1;

Fig. 5 ein fünftes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren, einem zentralen Druckverstärker und der lokal dissipativen Erzeugung des tieferen Kraftstoffdruckes nach Fig. 2;

Fig. 6 ein sechstes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und einem modifizierten zentralen Druckverstärker für eine Bootinjektion;

Fig. 7 ein siebtes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und dem modifizierten zentralen Druck verstärker der Fig. 6;

Fig. 8 ein achtes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und jeweils einem lokalen Druckver stärker für jeden Injektor;

Fig. 9 ein neuntes Einspritzsystem mit druckgesteuerten Injektoren und jeweils einem lokalen Druckver stärker mit Bootinjektion für jeden Injektor;

Fig. 10 ein zehntes Einspritzsystem mit hub-/druckgesteu erten Injektoren und jeweils einem lokalen Akku mulatorraum für jeden Injektor; und

Fig. 11 ein elftes Einspritzsystem mit hub-/druckgesteu erten Injektoren, jeweils einem lokalen Akkumula torraum für jeden Injektor und einer modifizier ten Druckerzeugung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in Fig. 1a dargestellten ersten Ausführungsbei spiel eines druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzsystems 1 fördert eine mengengeregelte Hochdruckpumpe 2 Kraftstoff 3 aus einem Vorratstank 4 mit hohem Druck über eine Förder leitung 5 in einen zentralen Druckspeicher 6 (Hochdruck- Common-Rail). Gesteuert über eine zentrale Ventileinheit 7 (z. B. ein 3/2-Wegventil), wird der Kraftstoff aus dem Druckspeicher 6 zentral über eine Verteilereinrichtung 8 auf mehrere, der Anzahl einzelner Zylinder entsprechende Hochdruckleitungen 9 verteilt, die zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ra genden Injektoren 10 (Einspritzeinrichtung) abführen. In Fig. 1 ist lediglich einer der Injektoren 10 näher darge stellt. Im Druckspeicher 6 kann ein erster höherer Kraft stoffdruck von ca. 300 bar bis 1800 bar gelagert werden.

Aus dem höheren Kraftstoffdruck kann für jeden Injektor 10 über eine lokale Absteuereinheit 11 bei Bedarf ein zweiter tieferer Kraftstoffdruck dissipativ erzeugt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die lokale Ab steuereinheit 11 dazu eine Ventileinheit (z. B. ein 2/2-We ge-Ventil) 12, mit dem der höhere Kraftstoffdruck entweder durchgeschaltet oder über eine Drossel 13 auf den tieferen Kraftstoffdruck abgesenkt werden kann. Der jeweils anste hende Druck wird dann über eine Druckleitung 15 in einen Düsenraum 16 des Injektors 10 geleitet. Die Einspritzung erfolgt druckgesteuert mit Hilfe eines in einer Führungs bohrung axial verschiebbaren kolbenförmigen Ventilglieds 17 (Düsennadel), dessen konische Ventildichtfläche 18 mit einer Ventilsitzfläche am Injektorgehäuse zusammenwirkt und so die dort vorgesehenen Einspritzöffnungen 19 ver schließt. Innerhalb des Düsenraums 16 ist eine in Öff nungsrichtung des Ventilglieds 17 weisende Druckfläche des Ventilgliedes 17 dem dort herrschenden Druck ausgesetzt, wobei sich der Düsenraum 16 über einen Ringspalt zwischen dem Ventilglied 17 und der Führungsbohrung bis an die Ven tildichtfläche 18 des Injektors 10 fortsetzt. Durch den im Düsenraum 16 herrschenden Druck wird das die Einspritzöff nungen 19 abdichtende Ventilglied 17 gegen die Wirkung ei ner Schließkraft (Schließfeder 20) aufgesteuert, wobei der Federraum 21 mittels einer Leckageleitung 22 druckentla stet ist. Hinter der Verteilereinrichtung 8 ist für jeden Injektor 10 noch eine Rückschlagventilanordnung 23 vorge sehen, die den Kraftstoff in Richtung Injektor 10 über ein erstes Rückschlagventil 24 durchläßt und den Rückfluß von Kraftstoff aus dem Injektor 10 mittels einer Drossel 25 und eines zweiten Rückschlagventils 26 zur Entlastung der Verteilereinrichtung 8 und zum Druckabbau zuläßt.

Eine Voreinspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck er folgt bei stromloser Ventileinheit 12 durch Bestromen des 3/2-Wege-Ventils 7. Durch Bestromen auch der Ventileinheit 12 erfolgt dann die Haupteinspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck. Für eine Nacheinspritzung mit dem tiefe ren Kraftstoffdruck wird die Ventileinheit 12 wieder in den stromlosen Zustand zurückgeschaltet. Am Ende der Ein spritzung wird die zentrale Ventileinheit 7 auf Leckage 27 zurückgeschaltet und damit die Verteilereinrichtung 8 und der Injektor 10 entlastet. Die lokale Ventileinheit 11 kann entweder Teil des Injektorgehäuses sein oder außer halb des Injektorgehäuses angeordnet sein sein. Die Anord nung aus Hochdruckpumpe 2, Druckspeicher 6 und Ventilein heit 7 ist insgesamt mit 28 bezeichnet.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1b verwendet zur Hoch druckerzeugung eine andere Anordnung 28a, bei der der zen trale Druckspeicher der Fig. 1a ausgelassen ist und der höhere Kraftstoffdruck durch Bestromen eines 2/2-Wege-Ven tils 7a aufgebaut wird. Die Hochdruckpumpe 2 kann einen Kraftstoffdruck von ca. 300 bis ca. 1000 bar erzeugen und z. B. eine Nockenpumpe sein.

Das in Fig. 2 gezeigte Einspritzsystem 30 unterscheidet sich vom Einspritzsystem 1 der Fig. 1 durch eine modifi zierte lokale Absteuereinheit 31. Über eine Ventileinheit (z. B. ein 3/2-Wegeventil) 32 wird der höhere Kraftstoff druck entweder durchgeschaltet oder dissipativ mittels ei ner Drossel 33 und eines auf den tieferen Kraftstoffdruck eingestellten und mit einer Leckageleitung 34 verbundenen Druckbegrenzungsventils 35 abgesteuert. Der jeweils anste hende Druck wird dann wie in Fig. 1 zum Injektor 10 wei tergeleitet, wobei auch hier ein Rückschlagventil 36 ein Abströmen des höheren Kraftstoffdruckes über das Rück schlagventil 35 verhindert. Das Einspritzsystem nach Fig. 2a verwendet zur Druckerzeugung die Anordnung 28 und das Einspritzsystem nach Fig. 2b die Anordnung 28a.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Einspritzsystem 40 ist zwischen Druckspeicher 6 und Verteilereinrichtung 8 zen tral eine piezoelektrische Ventileinheit 41 vorgesehen, deren Ventilquerschnitt mittels eines Piezostellelements (Aktuator, Aktor) gesteuert wird. Die Anordnung aus Hoch druckpumpe 2, Druckspeicher 6 und piezoelektrischer Ven tileinheit 41 ist insgesamt mit 42 bezeichnet. Die Piezo stellelemente, die einen notwendigen Temperaturausgleich und evtl. eine erforderliche Kraft- bzw. Wegübersetzung besitzen, dienen der Querschnittssteuerung und damit der Formung des Einspritzverlaufs. Es wird eine unabhängige Voreinspritzung sowohl in der Zeit und in der Einspritz menge als auch im Einspritzdruck möglich. Die Hauptein spritzung kann flexibel an jeden benötigten Einspritzver lauf angepaßt werden und ermöglicht zusätzlich eine Splitinjektion bzw. eine Nacheinspritzung, die nahe an die Haupteinspritzung angelagert werden kann. Anders als die in Fig. 1 gezeigte Rückschlagventilanordnung ist bei der Rückschlagventilanordnung 43 das zweite Rückschlagventil ausgelassen.

Anders als beim Einspritzsystem 1 ist im zentralen Druck speicher 6 des in Fig. 4 gezeigten Einspritzsystems 50 Kraftstoff unter einem Druck von ca. 200 bis ca. 1000 bar gelagert. Mittels eines dem Druckspeicher 6 nachgeordneten zentralen Druckübersetzers 51 wird der Kraftstoff aus dem Druckspeicher 6 auf den höheren Kraftstoffdruck kompri miert. Der Druckübersetzer 51 umfaßt ein Druckmittel 52 in Form eines verschieblichen Kolbenelements, das einenends mit Hilfe der Ventileinheit 7 an den Druckspeicher 6 ange schlossen werden kann, so daß es durch den in einer Pri märkammer 53 befindlichen Kraftstoff einenends druckbeauf schlagt wird. Ein Differenzraum 54 ist mittels einer Lec kageleitung 55 druckentlastet, so daß das Druckmittel 52 zur Verringerung des Volumens einer Druckkammer 56 in Kom pressionsrichtung verschoben werden kann. Dadurch wird der in der Druckkammer 56 befindliche Kraftstoff entsprechend dem Flächenverhältnis von Primärkammer 53 und Druckkammer 56 auf den höheren Kraftstoffdruck verdichtet. Wird die Primärkammer 53 mit Hilfe der Ventileinheit 7 an die Lec kageleitung 57 angeschlossen, so erfolgen die Rückstellung des Druckmittels 52 und die Wiederbefüllung der Druckkam mer 56, die über ein Rückschlagventil 57 an den Druckspei cher 6 angeschlossen ist. Aufgrund der Druckverhältnisse in der Primärkammer 53 und in der Druckkammer 56 öffnet das Rückschlagventil 57, so daß die Druckkammer 56 unter dem ersten Kraftstoffdruck (Raildruck des Druckspeichers 6) steht und das Druckmittel 52 hydraulisch in seine Aus gangsstellung zurückgefahren wird. Zur Verbesserung des Rückstellverhaltens können eine oder mehrere Federn in den Räumen 53, 54 und 56 angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ventileinheit 7 lediglich bei spielhaft als 3/2-Wege-Ventil dargestellt. Die Vorein spritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck erfolgt durch Bestromen der Ventileinheit 7. Durch Bestromen auch der Ventileinheit 12 der lokalen Absteuereinheit 11 erfolgt dann die Haupteinspritzung mit dem höheren Kraftstoff druck, während für eine Nacheinspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck die Ventileinheit 12 wieder in den strom losen Zustand zurückgeschaltet werden kann. Im Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 4b, bei dem zur Hochdruckerzeugung die Anordnung 28a vorgesehen ist, wird der der zentrale Druckübersetzer 51 über das 2/2-Wege-Ventil 7a angesteuert und ist die Druckkammer 56 über das Rückschlagventil 57 mit der Primärkammer 53 verbunden.

Während beim Einspritzsystem 50 (Fig. 4) die lokale Ab steuereinheit 11 vorgesehen ist, unterscheidet sich das in Fig. 5 gezeigte Einspritzsystem 60 durch die Verwendung der lokalen Absteuereinheit 31. Beim Einspritzsystem nach Fig. 5a ist zur Hochdruckerzeugung die Anordnung 28 und beim Einspritzsystem nach Fig. 5a die Anordnung 28a vorge sehen.

Anders als das Einspritzsystem 60 kommt das druckgesteuer te Einspritzsystem 70 der Fig. 6a vollständig ohne lokale Absteuereinheit aus. Dazu ist die Druckkammer 71 des zen tralen Druckübersetzers 72 über ein auf den tieferen Kraftstoffdruck eingestelltes Druckbegrenzungsventil 73 an eine Leckageleitung 74 angeschlossen, wodurch der Druck in der Druckkammer 71 zunächst auf den tieferen Kraftstoff druck, z. B. 300 bar, begrenzt ist. Die Verbindung von Druckkammer 71 und Druckbegrenzungsventil 73 wird aller dings bereits nach einer geringen Bewegung des Druckmit tels 75 (Kolbenelement) von diesem verschlossen. Damit steht für den anschließenden Einspritzvorgang der höhere Kraftstoffdruck zur Verfügung. Zur Wiederbefüllung der Druckkammer 71 sind geeignete Rückschlagventile anzuord nen, wobei eine auf das Druckmittel 75 wirkende Federkraft die Befüllung begünstigt. Im dargestellten Ausführungsbei spiel ist die Druckkammer 71 über ein im Druckmittel 75 angeordnetes Rückschlagventil 76 mit der Primärkammer 77 verbunden. Während dabei in Fig. 6a die Einspritzmenge, die mit dem tieferen Kraftstoffdruck eingespritzt wird, konstruktiv vorgegeben ist, kann diese Einspritzmenge, d. h. das Druckniveau der Voreinspritzung und der Verlauf der Haupteinspritzung (Bootinjektion), durch eine zentrale Absteuereinheit 78 (2/2-Wege-Ventil) vor dem Druckbegren zungsventil 73 gesteuert werden (Fig. 6b). Statt der in den Fig. 6a und 6b verwendeten Anordnung 28a kann zur Hochdruckerzeugung auch die Anordnung 28 eingesetzt wer den.

In einer anderen Variante (Fig. 6c) ist die Druckkammer 71 über die Leitung 79 direkt mit dem Druckspeicher 6 ver bindbar, so daß dessen Kraftstoff für eine Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck zu den druckgesteuerten Injektoren 10 weitergeleitet wird. Damit steht für den an schließenden Einspritzvorgang der höhere Kraftstoffdruck zur Verfügung. Dadurch lassen sich die abströmenden Lecka gemengen reduzieren.

Anders als in Fig. 6 verwendet das in Fig. 7 gezeigte Ein spritzsystem 80 die Anordnung 42 (Fig. 3) und den zentra len Druckübersetzer 72 zum Druckaufbau, wobei die Zumes sung über die piezoelektrische Ventileinheit 41 erfolgt. Dies ermöglicht eine vollkommen unabhängige Voreinsprit zung sowohl in der Zeit und Einspritzmenge als auch im Einspritzdruck. Die Haupteinspritzung kann voll flexibel an jeden benötigten Einspritzverlauf angepaßt werden und ermöglicht zusätzlich eine Splitinjektion bzw. eine Nach einspritzung, die nahezu beliebig nahe an die Hauptein spritzung angelagert werden kann. Entsprechend dem jewei ligen Öffnungsquerschnitt der Ventileinheit 41 wird der in der Druckkammer 71 befindliche Kraftstoff auf einen unter schiedlich hohen Einspritzdruck komprimiert und über den Injektor 10 eingespritzt.

Anders als beim Einspritzsystem 80 ist bei dem in Fig. 8 gezeigten Einspritzsystem 90 für jeden Injektor 10 jeweils im Injektor 10 ein lokaler Druckübersetzer 91 vorgesehen, dessen Funktionsweise dem zentralen Druckübersetzer 72 entspricht. Die Druckkammer 92 des lokalen Drucküberset zers 91 führt zum Düsenraum 16 des Injektors 10. Die Zu messung des Kraftstoffdruckes bzw. die Formung des Ein spritzverlaufs erfolgt in Fig. 8a über die piezoelektri sche Ventileinheit 41 (3/2-Wege-Ventil) der Anordnung 42 und in Fig. 8b über eine piezoelektrische Ventileinheit 41a (2/2-Wege-Ventil) der Anordnung 42a, die ansonsten der Anordnung 28a entspricht.

Bei dem Einspritzsystem 100 der Fig. 9 ist die Druckkammer 92 des lokalen Druckübersetzers 91 über ein auf einen tie feren Kraftstoffdruck eingestelltes Druckbegrenzungsventil 101 an eine Leckageleitung 102 angeschlossen, wodurch der Druck in der Druckkammer 92 zunächst auf den tieferen Kraftstoffdruck, z. B. 300 bar, begrenzt ist. Die Verbin dung von Druckkammer 92 und Druckbegrenzungsventil 101 wird allerdings bereits nach einer geringen Bewegung des Druckmittels (Kolbenelement) von diesem verschlossen. Da mit steht für den anschließenden Einspritzvorgang der hö here Kraftstoffdruck zur Verfügung. Das Einspritzsystem nach Fig. 9a verwendet zur Druckerzeugung die Anordnung 28 und das Einspritzsystem nach Fig. 9b die Anordnung 28a.

Das in Fig. 10 gezeigte Einspritzsystem 110 verwendet die Anordnung 28 zur Erzeugung der höheren Einspritzdruckes, den die zentrale Verteilereinrichtung 8 über die Drucklei tungen 9 auf die einzelnen hub-/druckgesteuerten Injekto ren 111 aufteilt. Bei diesen Injektoren 111 greift am Ven tilglied 17 koaxial zu der Schließfeder 20 ein Druckstück 112 an, das mit seiner der Ventildichtfläche 18 abgewand ten Stirnseite 113 einen Steuerraum 114 begrenzt. Der Steuerraum 114 hat von der Druckleitung 115 her einen Kraftstoffzulauf 116 mit einer ersten Drossel 117 und ei nen Kraftstoffablauf zu einer Druckentlastungsleitung 118 mit einer zweiten Drossel 119, die durch ein Steuerorgan in Form eines 2/2-Wege-Ventils 120 mit der Leckageleitung 121 verbindbar ist. Über den Druck im Steuerraum 114 wird das Druckstück 112 in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Durch Betätigen (Bestromen) des 2/2-Wege-Ventils 120 kann der Druck im Steuerraum 114 abgebaut werden, so daß in der Folge der in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied 17 wir kende Druck im Düsenraum 11 den in Schließrichtung auf das Ventilglied 17 wirkenden Druck übersteigt. Die Ventil dichtfläche 18 hebt von der Ventilsitzfläche ab, so daß eine Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck er folgt. Dabei läßt sich der Entlastungsvorgang des Steuer raums 114 und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds 17 über die Dimensionierung der beiden Drosseln 117, 119 be einflussen.

Der in der Druckleitung 9 anstehende höhere Kraftstoff druck wird mittels Bestromens einer Ventileinheit (z. B. eines 3/2-Wege-Ventils) 122 über die Druckleitung 115 in den Düsenraum 16 des Injektors 111 geleitet. Die Einsprit zung mit dem höheren Kraftstoffdruck (Haupteinspritzung) erfolgt druckgesteuert. Durch Umschalten des 3/2-Wege-Ven tils 122 zurück in den unbestromten Zustand wird die Haupteinspritzung beendet und die Druckleitung 115 über ein auf einen zweiten tieferen Kraftstoffdruck (ca. 300 bar) eingestelltes Druckbegrenzungsventil 123 mit der Lec kageleitung 121 verbunden, die der Druckentlastung dient. Infolge der Umschaltung baut sich der in der Druckleitung 115 und dem Düsenraum 11 zunächst noch herrschende höhere Kraftstoffdruck auf den tieferen Kraftstoffdruck ab, der in einem an die Druckleitung 115 angeschlossenen Akkumula torraum 124 gelagert wird. Dieser tiefere Kraftstoffdruck dient zur Vor- und/oder Nacheinspritzung (HC-Anreicherung zur Abgasnachbehandlung). Durch Schließen des 2/2-Wege- Ventils 120 wird diese Einspritzung dann beendet. Die Ein spritzung mit dem tieferen Systemdruck kann entweder nach der Haupteinspritzung als Nacheinspritzung oder vor der Haupteinspritzung als Voreinspritzung erfolgen. Sofern der Akkumulatorraum 124 auch nach einer Nacheinspritzung noch ausreichend mit unter Druck stehendem Kraftstoff gefüllt ist, kann dieser Kraftstoff beim nächsten Einspritzzyklus für eine Voreinspritzung genutzt werden, wodurch für jeden Einspritzzyklus eine Vor- und Nacheinspritzung möglich ist. Die Größe des Akkumulatorraums 124 ist an die Erfor dernisse der Vor- und Nacheinspritzung angepaßt, wobei die Funktion des Akkumulatorraums 124 auch eine genügend lange Druckleitung erfüllen kann. Die in Fig. 10 insgesamt mit 125 bezeichnete Anordnung aus Ventileinheit 122 und Druck begrenzungsventil 123 kann entweder innerhalb des Injek torgehäuses (Fig. 10a) oder außerhalb (Fig. 10b) angeord net sein.

Das in Fig. 11 gezeigte Einspritzsystem 120 verwendet im Unterschied zum Einspritzsystem 110 die Anordnung 28a zur Hochdruckerzeugung und keinen zentralen Druckspeicher. In Fig. 11a ist die Anordnung 125 innerhalb des Gehäuses des Injektors 111 und in Fig. 11b außerhalb angeordnet.

Bei einem Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken über Injektoren 10 in den Brennraum einer Brennkraftma schine, wobei die Kraftstoffeinspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck druckgesteuert erfolgt, wird während der Kraftstoffeinspritzung mindestens ein tieferer Kraftstoff druck erzeugt. Dazu weist ein Kraftstoffeinspritzsystem 1 für jeden Injektor 10 eine lokale Absteuereinheit 11 auf, die über eine Ventileinheit 12 aktivierbar bzw. deakti vierbar ist.

Claims

1. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff mit minde stens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrücken über Injektoren (10; 111) in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffeinspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck druckgesteuert er folgt, dadurch gekennzeichnet, daß während der Kraftstoffeinspritzung mindestens ein tieferer Kraftstoffdruck erzeugt wird.

2. Einspritzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der tiefere Kraftstoffdruck durch einen steuerbaren Ventilquerschnitt erzeugt wird.

3. Einspritzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der tiefere Kraftstoffdruck durch Ab steuerung des höheren Kraftstoffdruckes erzeugt wird.

4. Einspritzverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der tiefere Kraftstoffdruck lokal ge speichert wird und die Kraftstoffeinspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck hubgesteuert erfolgt.

5. Kraftstoffeinspritzsystem (1; 30; 50; 60; 110; 120) für eine Brennkraftmaschine, bei dem Kraftstoff mit mindestens zwei unterschiedlich hohen Kraftstoffdrüc ken über Injektoren (10; 111) in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann, insbesondere zum Durchführen des Einspritzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Injektor (10; 111) eine lokale Absteu ereinheit (11; 31; 125) vorgesehen ist, die über eine Ventileinheit (12; 32; 122) aktivierbar bzw. deakti vierbar ist.

6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lokale Absteuereinheit (11) eine Drossel (13) aufweist.

7. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5 oder 6, da durch gekennzeichnet, daß die lokale Absteuereinheit (31; 125) ein auf den tieferen Kraftstoffdruck einge stelltes Druckbegrenzungsventil (35; 123) aufweist.

8. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung mit dem höheren und dem tieferen Kraftstoffdruck je weils druckgesteuert erfolgt.

9. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzung mit dem höheren Kraftstoffdruck druckgesteuert und die Einspritzung mit dem tieferen Kraftstoffdruck hubgesteuert erfolgt.

10. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Injektor (111) ein lo kaler Akkumulatorraum (124) vorgesehen ist, in dem der tiefere Kraftstoffdruck gespeichert wird.

11. Kraftstoffeinspritzsystem (40; 80; 90) mit druckge steuerten Injektoren (10), gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5, insbesondere zum Durchführen des Einspritzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu den Injektoren (10) führenden Drucklei tung zentral eine, insbesondere piezoelektrische, Ventileinheit (41; 41a) mit steuerbarem Ventilquer schnitt vorgesehen ist.

12. Kraftstoffeinspritzsystem (70; 100) gemäß dem Oberbe griff von Anspruch 11, insbesondere zum Durchführen des Einspritzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu einem Injektor (10) führenden Drucklei tung ein Druckübersetzer (72; 92) vorgesehen ist, dessen Druckkammer (71; 92) mit einer weiteren Lei tung mit dem tieferen Kraftstoffdruck verbindbar ist, wobei diese Verbindung durch das Druckmittel des Druckübersetzers (72; 92) verschließbar ist.

13. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 12, gekennzeichnet durch eine zentrale Verteiler einrichtung (8), die den Kraftstoff auf die einzelnen Injektoren (10; 111) aufteilt.