DE2529933C2

DE2529933C2 - Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2529933C2
Application number: DE19752529933
Authority: DE
Inventors: Max 8900 Augsburg Ilnseher; Helmut Dipl.-Ing. Krug; Horst Dr.-Ing. 8901 Steppach Zapf
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Priority date: 1975-07-04
Filing date: 1975-07-04
Publication date: 1984-07-19
Also published as: DD126713A1; FR2316450B1; JPS5211333A; SE7602523L; GB1542517A; DE2529933A1; DK285976A; NL182902B; NL182902C; NL7606475A; FR2316450A1; ES448949A1; SE437184B; IT1061600B; CH597510A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Brennstoffeinspritzvorrichtung ist aus der DD-PS 1 13 260 bekannt. Die Druckbe- und entlastung des auf die Ventilnadei einwirkenden Steuerkolbens erfolgt dabei durch ein elektromagnetisches Ventil, wobei dessen Schließelement durch die Magnetkraft eines Elektromagneten gegen die Kraft des einwirkenden Kraftstoffdruckes zur Druckentlastung der Druckleitung angehoben werden muß. Obschon sich diese Lösung durch einen relativ einfachen Aufbau auszeichnet, ist deren Anwendung auf Einspritzvorrichtungen beschränkt, die mit relativ niedrigem Brennstoffdruck arbeiten. Bei Brennkraftmaschinen, iie mit Brennstoffdrücken in der Größenordnung von mehreren hundert bar, beispielsweise eintausend und mehr bar, arbeiten, kann eine solche bekannte Einspritzvorrichtung deshalb keine Anwendung finden, weil die elektromagnetischen Ventile, um die entsprechenden magnetischen Hubkräfte aufbringen zu können, so stark überdimensioniert ausgebildet sein müßten, daß hierfür keine Unterbringungsmöglichkeiten an der Brennkraftmaschine gegeben wären. Außerdem wären solche Ventile auch nicht in der Lage, bei den notwendig hohen Brennstoffdrükken die erforderlich kurzen, im Millisekundenbereich liegenden Schaltzeiten zu erbringen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit Merkmalen der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß sie in der Lage ist, auch bei hohen Brennstoffdrücken in der Größenordnung von eintausend und mehr bar kurze Einspritzzeiten mit zeitlich exakter öffnung und Schließung der Einspritzventile zu gewährleisten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den im Kenn/eichen des Palentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die crfindungsgemälic Brennstoffeinspritzvorrichtung umfaßt zwar mehr Bauteile als die bekannte Einspritzvorrichtung, sie garantiert aber mit diesen Bauteilen in entsprechend schiiltiingsmäßiger Anordnung eine sichere Beherrschung auch extrem hoher ßrennsiofieinspritzdriickc bei gewünscht kurzen Schalt/eiten.

Aus der DD-PS 1 03 691 ist /war schon bekannt, die

Be- und Entlastung einer brennstofführenden Druckleitung innerhalb einer Brennstoffeinspritzvorrichtung durch zwei Ventile zu bewerkstelligen. Diese bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung gehorcht jedoch einer anderen Gattung, weil dort ein Einspritzventil mit einer herkömmlichen, federbelasteten Ventilnadel Verwendung findet Die beiden bereits erwähnten Ventile dienen dort ausschließlich dem Zweck einerseits der Absperrung und Freigabe der Brennstoffzuleitung zum Vorlageraum im Bereich einer Druckschulter an der Ventilnadel und andererseits zur Druckentlastung derselben nach Absperrung durch das eine Ventil. Das Öffnen und Schließen des Einspritzventiles selbst erfolgt jedoch ausschließlich in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung und -entlastung des Brennstoffvorlageraumes an der Vorderseite der Ventilnadei. Die tatsächlichen Einspritzzeiten sind hierbei abhängig von der Wirkung der am anderen Ende der Ventilnadei angreifenden Schließfeder. Letztere unterliegt mit zunehmender Betriebsdauer gewissen Ermüdungserscheinungen, so daß die bekannte Einspritzvorrichtung im Bereich der mechanisch bewegten Teile zunehmend träger auf Druckänderungen im Brennstoffvorlageraum reagiert, mit der Folge längerer Einspritzzeiten, die u. a. auch den Brennstoffverbrauch erhöhen.

Bei einer anderen aus der DE-PS 12 81 207 bekannten Brennstoffeinspritzvorrichtung ist eine von einer Nokkenwelle der Brennkraftmaschine aus gesteuerte Pumpe vorgesehen, mit der jeweils für die Dauer der gewünschten Einspritzung im hydraulischen Steuerkreäs des Einspritzventils Druck aufgebaut wird. Dieser Druck wirkt in Öffnungsrichtung der Ventilnadel auf einen in Schließrichtung derselben vom Brennstoffeinspritzdruck beaufschlagten Steuerkolben und kann diesen in Öffnungsrichtung der Ventilnadel bewegen. Dieser Bewegung folgt die Ventilnadel unter der Wirkung des am Vorlageraum anstehenden Brennstoffdruckes. Diese bekannte Brennstoffeinspritzvorrichtung erfordert für jedes Einspritzventil jedoch eine gesonderte Steuerpumpe, c':e von einem gesonderten Steuernocken betätigt werden muß. Dies setzt zumindest bei Zweitakt-Motoren eine besondere Steuerwelle voraus, wodurch sich ein aufwendiger Aufbau ergibt. Weilerhin werden der Zeitpunkt und die Dauer einer Einspritzung lediglich in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl gesteuert. Andere Einllußgrößen sind n.cht herangezogen. Darüber hinaus lassen sich infolge der Trägheit des Systems, bei dem für jeden Einspritzvorgang im hydraulischen Steuerkreis erneut Druck aufgebaut werden muß, keine gewünscht kurze·'/ Einspritzzeiten erzielen.

Schließlich bleibt noch anzumerken, daß auch die elektronische Steuerung von Einspritzvorgängen aus »Bosch, Technische Berichte 2-3-Novetnber 1967, Seiten 107 und 108« bekannt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Hierbei ist besonders hervorzuheben, daß durch die Maßnahmen entsprechend Anspruch 4 zum Erhalt einer übersichtlichen und platzsparenden Baugruppe beigetragen wird.

Nachstehend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der Erfindung in schema!ir.cher Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Einspritzventil und weitere Teile eines ersten Ausführungsbeispicls der Brennstoffeinspritzvorrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Einspritzventil und Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung.

In F i g. 1 ist mit 1 ein Brennstoffhochdruckspeicher bezeichnet, der über eine Brennstoffzufuhrleitung 2 aus einem Brennstofftank 3 mit Brennstoff versorgt wird. Alle Brennstoffleitungen sind in der vorliegenden Fig.! als Doppellinien ausgeführt Zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung eines konstant hohen Druckes im Hochdruckspeicher 1 ist in der Brennstoffzufuhrleitung 2 eine Brennstoffhochdruckpumpe 4 vorgesehen, welcher der in einem vorgeschalteten Filter 5 gefilterte Brennstoff mittels einer mit der Saugseite an dem Brennstofftank 3 gelegten Zubringerpumpe 6 zugeführt wird. Die Pumpen 4 und 6 arbeiten vorzugsweise kontinuierlich. An den Hochdruckspeicher 1 ist deshalb eine zum Brennstofftank 3 führende Brennstoffrücklaufleitung 7 angeschlossen, in der ein Druckregelventil 8 vorgesehen ist, welches die Einhaltung einer oberen Druckgrenze im Hochdruckspeicher 1 überwacht.

Vom Hochdruckspeicher 1 führen i>;ennstoffzuleitungen in Form von Hochdruckleitungen 9 -and Druckleitungen 11 und 12 zu den Einspritzventilen 10 einer im Rahmen der hier vorliegenden schematischen Darstcllung nicht gezeichneten Brennkraftmaschine. Die Druckleitung 11 einer Brennstoffzuleitung führt dabei zum Brennstoffvorlageraum 33 (F i g. 2) am einspritzseitigen Ende des Einspritzventils 10, während die Druckleitung 12 der anderen Brennstoffzuleitung zum Arbeitsraum 39 eines zur Steuerung der Ventiinadel 35 vorgesehenen Druckkolbens 37 (Fig.2) führt. In der gezeichneten Anordnung ist für jedes Einspritzventil 10 eine zum Hochdruckspeicher 1 führende Hochdruckleitung 9 vorgesehen, von der die zugehörigen Druckleitungen 11 und 12 versorgt werden. Zur Vermeidung eines Druckabfalls können die Hochdruckleitungen 9 vorteilhaft großvolumig ausgeführt sein. Zur Vereinfachung der Leitungsführung kann jedoch in eirer anderen Ausgestaltung der Erfindung für alle Verbrauchsstellen eine gemeinsame, entsprechend großvolumig dimensionierte Hochdruckleitung 9 vorgesehen sein. Die Wirkung von großvolumigen Hochdruckleitungen 9 entspricht der eines Hochdruckspeichers. Es wäre jedoch auch denkbar, die Druckleitungen 11 und 12 direkt zum Hochdruckspeicher 1 zu führen. Zur Rückführung des unverbrauchten Brennstoffs zum Brennstofftank 3 ist für die Einspritzventile 10 eine gemeinsame Brennstoffrücklaufleitung vorgesehen.
Zur Steuerung der öffnungs- und Schließbewegung der Ventilnadel jedes Einspritzventils 10 ist wenigstens eine elektromagnetisch gesteuerte hydraulische Steuervorrichtung 14 vorgesehen. Im gezeichneten Beispiel (F i g. 1)'«; jedem Einspritzventil 10 eine solche Steuervorrichtung 14 zugeordnet, die das Einspritzventil 10 nach einem vorgegebenen Einspritzgesetzt steuert, indem der in der Druckleitung 12 unter konstant hohem Druck anstehende B-ennstoff taktmäßig in den Arbeitsraum 39 des Druckkolbens 37 (F i g. 2) geleitet wird. Die Hydraulikleitungen für die Steuervorrichtungen 14 sind in der vorliegenden Zeichnung als gestrichelte Doppellinien ausgeführt. Die im Zusammenhang mit der Steuervorrichtung benötigte Hydraulikflüssigkeit wird in einem Tank !5 bereitgehalten, aus dem sie eine Pumpe 16 über einen Filter 17 in einen Druckbehälter 18 fördert.

b¹) Im Druckbehälter 18 soli die Hydraulikflüssigkeit unter konstant hohem Druck anstehen. Zur Überwachung des Druckes im Druckbehälter 18 ist ein Druckregelventil 19 vorgesehen, das beim Erreichen des zulässigen

Höchstdruckes eine zum Tank 15 führende Hydraulikflüssigkeits-Rücklaufleitung 20 freigibt. Vom Druckbehälter 18 geht eine Versorgungsleitung 21 zu den einzelnen Verbrauchern. Zur Aufrechterhaltung eines möglichst konstanten Druckes in der Hydraulikflüssigkeit soll die Versorgungsleitung 21 in einfacher Weise großvolumig ausgeführt sein. Von der Versorgungsleitung 21 zweigen Vorlaufleitungen ?u den Steuervorrichtungen 14 ab. Über eine gemeinsame Rücklaufleitung 23 kann sich die Hydraulikflüssigkeit in den Tank 15 entspannen.

In die elektromagnetisch gesteuerte hydraulische Steuervorrichtung 14 wird von einem elektronischen Regler 24 das gewünschte Einspritzgesetz eingegeben. Der elektronische Regler 24 wird von einem elektrischen Impulsgeber 25 synchron zum Lauf der hier nicht gezeichneten Brennkraftmaschine getaktet. Hierzu kann der elektrische Impulsgeber 25 beispielsweise von der Kurbelwelle 26 der nicht dargestellten Brennkraftchi

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ber ausgebildeter Stellschieber 50 vorgesehen. Der Stellschieber 50 ist in einer Bohrung des Gehäuses der Steuervorrichtung 14 verschiebbar gelagert und weist an seinem Umfang zwei durch einen Steg 51 getrennte Schaltnuten 52 und 53 auf. Am Umfang der Sleuerschieberbohrung münden zu den Druckräumen 46 bzw. 47 führende Hydraiilikleitungen 54 bzw. 55 ein. Zwischen diesen Leitungen 54 und 55 mündet die Vorlaufleitung 22 ein und jeweils im gleichen Abstand seitlich dieser Leitungen 54 bzw. 55 geht ein Ast der Rücklaufleitung 23 ab. Durch Verschieben des Stellschiebers 50 ist es somit mit Hilfe der Schaltnuten 52 bzw. 53 möglich, die Druckräume 46 bzw. 47 entweder mit Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagen oder zu entlasten. Im gezeichneten Fall nimmt der Stellschieber 50 eine solche Stellung ein. bei der die Vorlaufleitung 22 über die Schaltnut und die Hydraulikleiuing 55 an den Druckraum 47 angeschlossen ist. Der Druckraum 46 ist dage-

se maschinensynchron getaktete elektronische Regler 24 ist über Kabel 27 an die Steuervorrichtung 14 gelegt. Die elektrischen Kabel 27 sind in der vorliegenden Zeichnung als durchgehende Einfachlinien dargestellt.

Die Funktion des eben beschriebenen Einspritzsystems ergibt sich im einzelnen aus der folgenden Be-Schreibung der Fig. 2, in der ein Einspritzventil 10 und eine Steuervorrichtung 14, die in Fig. 1 lediglich durch ihre Umrißkanten angedeutet sind, im Schnitt gezeichnet sind. Der grundsätzliche Aufbau entspricht jedoch dem oben beschriebenen Schaltschema. Für gleiche Tei-Ie finden daher gleiche Bezugszeichen Verwendung. Das Einspritzventil 10 wird im gezeichneten Beispiel über die Druckleitung 11 direkt mit im Hochdruckspeicher 1 unter konstant hohem Druck anstehendem Brennstoff versorgt, der in bekannter Weise über eine Bohrung 30 zu einem Ringkanal 31 geführt wird, von dem aus mehrere Versorgungshohrungcn 32 zum Brennstoffvorlageraum 33 führen, von wo der Zulauf zu einer Einspritzöffnung 34 von einer Ventilnadel 35 gegen den im Brennstoffvorlageraum 34 herrschenden konstanten Brennstoffdruck, welcher an einer Druckschalter 36 an der Ventilnadel 35 in Öffnungsrichtung angreift, verschließbar ist. Auf die Ventilnadel 35 drückt der koaxial im Einspritzventil 10 angeordnete Druckkolben 37, der auf seiner der Ventilnadel 35 abgewandten Seite mit einer Arbeitsfläche 38 einen hydraulischen Arbeitsraum 39 in einem Zusatzsteuerkreis begrenzt. Der Arbeitsraum 39 des Druckkolbens 38 ist über einen Druckleitungsabschnitt 40 der Druckleitung 12 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar, die im dargestellten Ausführungsbeis^iel von dem unier konstant hohem Brennstoffdruck stehenden Hochdruckspeicher 1 herangeführt wird. Die Entlastung des hydraulischen Arbeitsraumes 39 erfolgt über einen Entlastungsleitungsabschnitt 41 der Entlastungsleitung 13. Der Zugang zum Druckleitungsabschnitt 40 der Druckleitung 12 ist über ein hier als Nadelventil ausgebildetes Ventil 42 absperrbar. Der Entlastungsleitungsabschnitt 41 ist mittels des wiederum als Nadelventil ausgebildeten Ventils 43 gleichfalls absperrbar. Die ebenfalls dem Zusatzsteuer- bo kreis zuzurechnenden Ventile 42 und 43 sind mittels zugeordneter Druckkoiben 44 und 45 im Takt gegenläufig bewegbar. Den Druckkolben 44 und 45 ist jeweils ein hydraulischer Druckraum 46 bzw. 47 zugeordnet, die mit Hiife der Steuervorrichtung 14 wechselweise an die Vorlaufleitung 22 bzw. an die Rücklaufleitung 23 gelegt werden können. Hierzu ist in der Steuervorrichtung 14 in einem hydraulischen Steilkreis ein als Dreiwegeschie-

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mit der Rücklaufleitung 23 verbunden und damit entlastet. Der Stellschieber 50 stützt sich beidseitig über Federn 56 bzw. 57, die in Ausnehmungen 58 bzw. 59 angeordnet sind, am Gehäuse der Steuervorrichtung 14 ab. Die Federkraft ist mittels einer Stellschraube 60 einstellbar. In den Schaltpositionen des Stcllschiebers ist jeweils eine Feder auf Druck und die gegenüberliegende Feder auf Zug belastet. Im gezeichneten Beispiel ist die Feder i . der Ausnehmung 58 auf Druck und die Feder 57 in der Ausnehmung 59 auf Zug belastet. Zur Aufrechterhaltung derartiger Schaltpositionen sind die Ausnehmungen 58 und 59 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar. Hierzu weist der Hydraulische Stellkreis zwei Äste 61 und 62 auf, an welche die durch die Ausnehmungen 58 und 59 gebildeten Druckräume, die durch die Stirnseiten 63 und 64 des Stellschiebers 50 begrenzt werden, angeschlossen sind. Die Hydraulikflüss^keit für den "cnannien h^drsulischen Stellkreis; wird über eine Zapfstelle 65 in der Wand der Stelischieberbohrung entnommen. Die Zapfstelle 65 ist so angeordnet, daß sie in jeder Schaltposition des Stellschiebers 50 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird. Die Äste 61 und 62 des hydraulischen Stellkreises münden gegenläufig mit Düsen 66 bzw. 67 in eine Kammer 68, die über Entlastungsleitungen 69 zu den Schaltnuten 52 bzw. 53 und damit zur Rücklaufleitung 23 führt. Zwischen den Düsen 66 und 67 ist ein Prallblech 70 angeordnet, das mit Hilfe eines vom elektronischen Regler 24 angesteuerten Elektromagneten 71 in seinem Abstand zu den Düsen 66 bzw. 67 taktmäßig verstellbar ist. Je nachdem, welche Düse mehr und welche Düse weniger abgedeckt wird, erhöht oder erniedrigt sich der Druck in einem der Äste 61 bzw. 62 des hydraulischen Steilkreises. Im gezeichneten Beispiel ist der Stellschieber 50 nach links verschoben. Die Stirnseite 63 des Stellschiebers 50 und damit der Ast 61 des hydraulischen Stellkreises müssen daher unter Druck stehen. In diesem Fall ist das Prallblech 70 nach unten ausgelenkt, so daß die im Ast 62 des hydraulischen Stellkreises sich befindende Hydraulikflüssigkeit leichter austreten kann, als die im Ast 61 sich befindende Hydraulikflüssigkeit.

Wenn nun vom Regler 24 ein anderer Befehl am Elektromagnet 71 ankommt und die Auslenkung des Prallbleches 70 derart umschwingt, daß an der Düse 66 des Astes 62 des hydraulischen Stellkreises ein Stau auftritt und der Druck in Ast 65 aufgrund des vorn Prallblech 70 freigegebenen Austritts der Düse 67 abnimmt, fällt damit auch der Druck in der Ausnehmung 59. Die Federn 56 und 57 können daher den Stellschieber 50 aus der

gezeichneten Lage nach rechts verschieben, bis die Schaltnut 52 die zum Druckraum des Druckkolb>.ns 44 führende Hydraulikleitung 54 mit der Vorlaufieitung 22 sowie die Schaltnut 53 die zum Druckraum 47 des Druckkolbens 45 führende Hydraulikleitung 55 mit der Rücklüufleitung 23 verbindet. Die Zapfstelle 65 wird nun mit der Schultnui 52 verbunden, so daß der hydraulische Sf'.'kreis gleichbleibend mit Hydraulikflüssigkeit versorgt wird. Der Stellschieber wird durch den in der Ausnehmung 58 auf die Stirnseite 64 wirkenden Druck des Astes 62 in der neuen Stellung gehalten. Infolge der neuen Schaltstellung wird das vom Druckkolben 44 betätigte Ventil 42 auf seinen Sitz gepreßt und dadurch die Verbindung zum Druckleitungsabschnitt 40 der Druckleitung 12 unterbrochen. Gleichzeitig kann das Ventil 43 von seinem Sitz abheben und über den Entlastungsleitungsabschnitt 41 der Entlastungsleitung 13 entsteht ein freier Durchgang. Dies bewirkt, daß sich die Druckflüssigkeit im Arbeitsraum 39 des Druckkolbens 37 entspannen kann und die Arbeitsfläche 38 des Druckkolbens 37 entlastet wird. Die in Schließrichlung auf die Ventilnadel 35 wirkende Kraft fällt daher weg, so daß der unter konstantem Druck im Brennstoffvorlageraum 33 anstehende und an der Druckschulter 36 eine im gezeichneten Beispiel nach oben gerichtete Kraft erzeugende Brennstoff die Ventilnadel 35 von ihrem Sitz abheben kann. Die Einspritzöffnung 34 ist damit freigegeben. Der Einspritzvorgang ist eingeleitet. Aufgrund des großen Volumens des Hochdruckspeichers 1 und der Leitungen erfolgt die Einspritzung unter gleichbleibendem Dr .ck. Dies ergibt eine kastenförmige Einspritzcharakteristik und ermöglicht damit eine optimale Dosierbarkeit.

Sobald der Regler 24 einen entgegengesetzten Befehl erteilt, springt die Steuervorrichtung 14 in die gezeichnete Schaltstellung um, in welcher der Druckraum 46 und damit das Ventil 42 entlastet und der Druckraum 47 und das Ventil 43 belastet werden. Der Arbeitsraum 39 erhält daher Druck aus dem Hochdruckspeicher 1. Die in den Arbeitsraum 39 eintauchende Arbeitsfläche 38 des Druckkolbens 37 ist größer als die in dem ebenfalls unter Brennstoffdruck stehenden Brennstoffvorlageraum 33 eintauchende, dem Druckkolben 37 abgewandte Druckschulter 36 der Ventilnadel 35, also daß sich eine resultierende Kraft in Fließrichtung ergibt.

Im vorliegenden Beispiel ergibt die Verwendung des Brennstoffdruckes aus dem Hochdruckspeicher 1 zur Betätigung des Druckkolbens 37 übersichtliche Kraftverhältnisse, da auch im Brennstoffvorlageraum 33 derselbe Brennstoffdruck herrscht. Die Verwendung von unverzweigten Anschlußleitungen zum Hochdruckbehälter 1 stellt die Druckkonstanz beim Einspritzen und Schalten sicher. Es wäre jedoch auch möglich und bei Benötigung von vom Brennstoffdruck abweichenden Drücken zweckmäßig, ebenso wie den Teil des Zusatz-Steuerkreises, über den die Druckräume 46, 47 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden, auch den Teil des hydraulischen Zusatzsteuerkreises, der den Arbeitsraum 39 des Druckkolbens 37 versorgt mit einer eigenen Druckquelle zu versehen. Die Verwendung des Brennstoffdruckes aus dem Hochdruckspeicher 1 stellt jedoch eine vorteilhafte Lösung mit einer billigen Energiequelle dar, die aufgrund des hohen Druckniveaus mit kleinen Arbeitsflächen auskommt und so eine gedrängte Bauweise gestattet Die Verwendung unterschiedlicher hydraulischer Druckquellen zur Beaufschlagung des Druckkolbens 37 einerseits und der Ventile 42,43 andererseits ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß der die Ventile 42,43 steuernde Druck und damit auch der Druck im hydraulischen Stellkreis relativ klein bleiben kann, wodurch sehr kurze Ansprechzeiten gewährleistet sind, und dennoch ein hoher Druck zum direkten Betätigen des Druckkolbens 37 zur Verfügung steht. Im vorliegenden Fall wird ein elektromagnetisch gesteuerter hydraulischer Stcllkreis zur Betätigung des Siellschiebers 50 verwendet. Eine andere Möglichkeit wäre, den Stellschieber direkt elektromagnetisch zu bewegen.

Das eben beschriebene Einspritzventil 10 ist aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt, die neben der Ventilnadel 35 sowohl den Druckkolben 37 als auch die Ventile 42 und 43 des hydraulischen Zusatzsteuerkreises aufnehmen. Dies ergibt einen einfachen Aufbau und insbesondere kurze Zuleitungen zu den hydraulischen Arbeits- bzw. Druckräumen und trägt zu kurzen Schaltzeiten bei. Dadurch, daß das Einspritzventil 10 und die Steuervorrichtung 14, wie gezeichnet, zu einer Bauein-

spart werden und ebenfalls eine zu kurzen Schallzeiten beitragende Leitungsführung erreicht werden.

Das in dem Beispiel nach Fig.3 verwendete Einspritzventil entspricht der in Fig. 2 dargestellten Ausführung. Auf eine nähere Beschreibung wird daher verziehtet. Für gleiche Teile können außerdem gleiche Bezujjszeichcn Verwendung finden. Den Druckkolben 44 und 45 ist hier jeweils eine eigene Steuervorrichtung 14 zugeordnet. Die beiden hier zu einem Einspritzventil gehörenden Steuervorrichtungen 14 sitzen auf einer auf das Einspritzventil 10 aufgesetzten Traverse 72, in der die Vorlauf- und Rücklaufleitungen 22, 23 sowie die zu den Druckräumen 46 und 47 der Druckkolben 44 und 45 führenden Druckleitungen 54 und 55 verlegt sind. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil, daß eine Überlappung der Schaltzeiten der in den Steuervorrichtungen 14 vorgesehenen Steuerschieber 50 herbeigeführt werden kann, wodurch der Verzug in der Ansprechzeit des Steuerkolbens 37 äußerst gering gehalten werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Brennstoff mit konstant hohem Druck in einen Brennstoff-Hochdruckspeicher liefernden Brennstoffpumpe sowie mit einer Brennstoffzuleitung vom Brennstoff-Hochdruckspeicher zu einem Brennstoffvorlageraum am einspritzscitigen Ende einer Ventilnadel eines Einspritzventils und mit einer über einen Geber mittels einer elektromagnetischen Steuerung im Arbeitstakt der Brennkraftmaschine über eine Druckleitung erfolgenden Druckbelastung bzw. eine Entlastungsleitung erfolgenden Entlastung eines Arbeitsraumes für einen mit seinem einen Ende diesen Arbeitsraum begrenzenden und mit dem anderen Ende auf das der Einspritzseite abgewandte Ende der ständig vom Speicherbrennstoffdruck im Vorlageraum in öffnungsricht5«ng beaufschlagten Ventilnadel einwirkenden Dnskkolben, wobei die für die hydraulische Kraft zur Bewegung des Druckkolbens in Schließrichtung der Ventilnadel am Ende des Druckkolbens den Arbeitsraum begrenzende Fläche so bemessen ist, daß die in Öffnungsrichtung wirksame hydraulisehe Gegenkraft, über die vorlageraumseitig vom Speicherbrennstoffdruck beaufschlagte Fläche an der Ventilnadel geringer ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (39) des auf das Ende der Ventilnadel (35) einwirkenden Druckkolbens (37) in einem hydraulischen Zusatzsteuerkreis liegt und der Arbeitsraum (39) über zwei gegenläufig arbeitende Ventile (4i., 43) di-äes Steuerkreises, von denen das eine Ventil (42), die Verbindung des Arbeitsraumes (39) mit der Druckleitung (12) und das andere Ventil (43) die Verbindung des Arbeitsraumes (39) mit der Entlastungsleitung (13) steuert, be- und entlastbar ist, und daß diese Ventile (42, 43) entweder mit Hilfe einer elektromagnetisch gesteuerten, hydraulische Druckräume (46,47) für die beiden Ventile (42,43) wechselweise an eine Vorlaufleitung (22) und eine Rücklaufleitung (23) des Zusatzsteuerkreises anschließenden hydraulischen Steuervorrichtung (14) für beide Ventile (42,43) oder durch eine solche Steuervorrichtung (14) für jedes der beiden Ventile (42,43) steuerbar sind.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuervorrichtung (14) vorlaufleitungsseitig an einen gesonderten Steuerdruckspeicher (18) angeschlossen äo ist, der von einer Steuerdruckpumpe (16) zur Aufrechterhaltung eines konstanten Flüssigkeitssteuerdruckes versorgt wird.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Arbeitsraum (39) des Druckkolbens (37) führende Druckleitung (12) des hydraulischen Zusatzsteuerkreises am Brennstoff-Hochdruckspeicher (1) angeschlossen ist.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der bO Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (10), die beiden, die Be- und Entlastung des Arbcitskolbens (39) für den Druckkolben (37) der Ventilnadel (35) steuernden Ventile (42, 43) im hydraulischen Zusat/steuerkreis sowie die Steuervorrichtung bzw. Steuervorrichtungen (14) hierfür zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der

Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bzw. den Steuervorrichtungen (14) und dem Geber (25) zur brennkraftmaschinensynchronen Steuerung des Einspritzventils (10) ein Regler (24) zur Berücksichtigung von die Einspritzdauer beeinflussenden Betriebswerten der Brennkraftmaschine angeordnet ist.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden von der bzw. den Steuervorrichtungen (14) gesteuerten Ventile (42, 43) im hydraulischen Zusatzsteuerkreis jeweils über einen Druckkolben (44, 45) an ihre zugehörigen Druckräume (46, 47) angeschlossen sind, die mit Hilfe eines in jeder Steuervorrichtung (14) in einem hydraulischen, vom Elektromagneten (71) beeinflußten Steiikreis (61, 62, 65 bis 70) angeordneten Stellschiebers (50) wechselweise an die Vorlaufleitung (22) bzw. die Rücklaufleitung (23) anschließbar sind.