DE3618447A1

DE3618447A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3618447A1
Application number: DE19863618447
Authority: DE
Inventors: Max Dipl Ing Dr Straubel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1986-05-31
Publication date: 1987-12-03

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritz vorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 defi nierten Art.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieser Art (DE-OS 25 51 463) ist die Ventilanordnung zum Druck aufbau und Druckabbau in den Steuerkammern in jedem einzelnen Einspritzventil vorgesehen. Zu jedem Einspritz ventil führt eine Steuerleitung und eine Entlastungs leitung, die in der Steuerkammer münden und von der Ven tilanordnung wechselweise gesperrt und freigegeben wer den. Zum aufeinanderfolgenden Ansteuern der einzelnen Einspritzventile wird immer bei einem Einspritzventil die Steuerleitung abgesperrt und die Entlastungsleitung freigegeben, während umgekehrt bei den übrigen Einspritz ventilen die Steuerleitung freigegeben und die Entla stungsleitung abgesperrt ist. In dem angesteuerten Einspritzventil verschiebt sich bei abnehmenden Steu erdruck in der Steuerkammer unter Wirkung des in der Einspritzkammer anstehenden Einspritzdruckes die Ven tilnadel in Öffnungsrichtung und gibt die Einspritz öffnung frei.

Die Einspritzdauer oder Einspritzzeit wird von der Ven tilanordnung bestimmt. Die Ventilanordnung weist hier zu zwei in einem hydraulischen Steuerkreis hinterein ander geschaltete 4/2-Wege-Magnetventile und zwei von den Magnetventilen gesteuerte hydraulische Umschalt ventile auf, von denen eines in der Steuerleitung und eines in der Entlastungsleitung angeordnet ist. Die Magnetventile werden phasenverschoben angesteuert, so daß das erste Magnetventil das in der Steuerleitung liegende Umschaltventil in die Sperrstellung und das in der Entlastungsleitung liegende Umschaltventil in die Durchlaßstellung umschaltet und dann das zweite Magnetventil das in der Steuerleitung liegende Umschalt ventil wieder in die Durchlaßstellung und das in der Entlastungsleitung liegende Umschaltventil wieder in die Sperrstellung zurückführt. Durch diese Steuerung der Magnetventile ergeben sich trotz großer Einzel umsteuerzeiten der Ventile eine wesentlich verkürzte Umsteuerzeit der Ventilanordnung, so daß kleinste Ein spritzzeiten eingestellt werden können.

Durch die vielen einzelnen Steuer- und Entlastungsleitungen und durch die Vielzahl der erforderlichen Ventilanord nungen zur Steuerung der einzelnen Einspritzventile ist die bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht nur technisch sehr aufwendig und damit in der Herstellung recht teuer, sondern auch relativ störanfällig und we nig verschleißarm.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, daß unabhängig von der Zahl der zur versorgenden Einspritzventile nur eine einzige Ven tilanordnung zum Druckaufbau und Druckabbau in den Steu erkammern der Einspritzventile erforderlich ist. Die Ge samtheit der Entlastungsleitungen zu den Steuerkammern der Einspritzventile entfällt völlig. Wegen erheblich verringerter Anzahl der Bauteile wird die Kraftstoff einspritzvorrichtung verschleißarm und kostengünstiger in der Herstellung.

Der Steuerdruck für die Steuerkammern der einzelnen Ein spritzventile wird von einer gemeinsamen Steuerdruck- Sammelleitung abgenommen, zu welcher nur sehr kurze Steuerleitungen von den einzelnen Einspritzventilen führen. Die Änderung des Steuerdrucks und die Zeit dauer des geänderten Steuerdrucks und damit die Ent lastung der Steuerkammern für eine vorgegebene Ein spritzdauer erfolgt für alle Einspritzventile gemein sam in der Steuerdruck-Sammelleitung durch die einzige Ventilanordnung in Verbindung mit einer Drossel. Die Auswahl, in welcher der Steuerkammern die Steuerdruck änderung in der Steuerdruck-Sammelleitung wirksam wird und zu einer Ventilöffnung führt, wird durch einen Ver teiler getroffen, dessen Steuereingriff weniger genau zu sein braucht als die Zeitdauer des reduzierten Steu erdrucks in der Steuerdruck-Sammelleitung.

Die Anordnung des Verteilers zwischen dem Einspritz druck-Kraftstoffspeicher und den zu den einzelnen Ein spritzkammern der Einspritzventile führenden Einspritz leitungen hat den Vorteil, daß ein Sicherheitseffekt bei Ausfall der Ventilanordnung oder Hängenbleiben der Ven tilnadeln erzielt wird, da das zur Einspritzung frei gegebeneVentil max. nur für die vom Verteiler zugemes sene Zeitdauer einspritzen kann.

Die Anordnung des Verteilers zwischen Steuerdruck- Sammelleitung und den zu den einzelnen Steuerkammern der Einspritzventile führenden Steuerleitungen hat den Vorteil, daß der Verteiler nur sehr niedrig belastet wird, da nur kurzzeitig eine Druckdifferenz ansteht. Kleine Undichtigkeiten im Verteiler stören nicht.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maß nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse rungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritz vorrichtung möglich.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 5, insbesondere in Verbindung mit einem der Ansprüche 6-8. Durch diese Maßnahmen läßt sich - wie bei der eingangs beschriebenen bekann ten Kraftstoffeinspritzvorrichtung - trotz relativ großer Umschaltzeiten der einzelnen Umschaltventile eine sehr kurze Umsteuerzeit der gesamten Ventilanord nung erzielen, so daß extrem kleine Einspritzzeiten in den Einspritzventilen eingestellt werden können. Der Vorteil der Ventilanordnung gegenüber dem Stand der Technik liegt in ihrem wesentlich einfacheren Aufbau, der letztlich nur zwei robuste und preiswerte 2/2-Wege Magnetventile umfaßt. Bei Anordnung der Umschaltventile gemäß Anspruch 7 ergibt sich dabei ein etwas geringerer Verbrauch an Steuermedium, hier also an unter Steuer druck stehendem Kraftstoff.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 10. Durch diese Maßnahme wird bei unterschiedlichen Werten von Steuer- und Einspritz druck eine Förderpumpe eingespart. Es ist allerdings auch möglich, durch gleiche Einspritzdruck- und Steuer druckwerte auch das Druckminderventil einzusparen. In diesem Fall müssen die Steuerflächen an der Ventilna del der Einspritzventile entsprechend bemessen werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch 11. Die erfindungsgemäße volu minöse Hochdruckleitung kann direkt bis an die Ein spritzventile herangeführt werden, wodurch bei einfacher Anordnung ein hoher effektiver Einspritzdruck erzeugt werden kann.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 jeweils ein Blockschaltbild einer Kraftstoff einspritzvorrichtung für einen vierzylindrigen Dieselmotor von insgesamt vier Ausführungsbei spielen,

Fig. 5 und 6 jeweils eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Einspritzventils in den in Fig. 1-5 dargestellten Kraftstoffein spritzvorrichtungen gemäß zweier Ausführungs beispiele,

Fig. 7 ein Diagramm des Durchlaßquerschnittes einer Ventilanordnung in der Kraftstoffeinspritz vorrichtung in Fig. 1 und 3,

Fig. 8 ein Diagramm des Durchlaßquerschnittes einer Ventilanordnung in der Kraftstoff einspritzvorrichtung in Fig. 2 und 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Fig. 1 ist mit 10 ein erster Kraftstoffspeicher, im folgenden kurz Steuerdruckspeicher 10 genannt, bezeichnet, der über eine erste Förderpumpe 12 aus einem Kraftstoff tank 14 mit Kraftstoff versorgt wird und dabei auf einen vorgegebenen Steuerdruck gespannt wird. Mit 11 ist ein zweiter Kraftstoffspeicher, im folgenden kurz Einspritzdruckspeicher 11 genannt, bezeichnet, der über eine zweite Förderpumpe 13 aus dem Kraftstofftank 14 mit Kraftstoff versorgt wird und dabei auf einen vorgebenen Einspritzdruck vorgespannt wird, der wesentlich höher liegt als der Steuerdruck.

Dem Steuerdruckspeicher 10 ist eine Ventilanordnung 15 nachgeschaltet, die ihrerseits an dem Eingang einer Steuerdruck-Sammelleitung 16 angeschlossen ist. Die Steuerdruck-Sammelleitung 16 wird endseitig von einer Drossel 17 abgeschlossen und ist über diese mit einer Entlastungsleitung 18 verbunden, die zu dem Kraftstoff tank 14 rückgeführt ist.

Jedem Zylinder des Dieselmotors ist ein Einspritzventil 21-24 zugeordnet. Jedes Einspritzventil 21-24 ist einerseits über eine Steuerleitung 25-28 unmittelbar an die Steuerdruck-Sammelleitung 16 angeschlossen und über jeweils eine Einspritzleitung 29-32 mit einem Verteiler 33 verbunden. Der Verteiler 33 ist seinerseits über eine erste Zuleitung 19 mit dem Einspritzdruck speicher 11 und über eine zweite Zuleitung 20 mit der Entlastungsleitung 18 verbunden.

Die Einspritzventile 21-24 sind identisch ausgebildet. Ein Längsschnitt des Einspritzventils 21 ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Im Ventilkörper 34 ist eine Steuerkammer 35 und eine Einspritzkammer 36 vorgesehen, wobei die Einspritzkammer 36 in einer Einspritzöffnung 37 mündet. An der Steuerkammer 35 ist die Steuerleitung 25 angeschlossen, und die Einspritzkammer 36 ist über eine Einspritzbohrung 38 mit der Einspritzleitung 29 ver bunden. Die Einspritzöffnung 37 wird von einer Ventil nadel 39 gesteuert, die eine in der Einspritzkammer 36 angeordnete erste Steuerfläche 40 und eine in der zwei ten Steuerkammer 35 angeordnete zweite Steuerfläche 41 trägt. Die erste Steuerfläche 40 wird von dem in der Einspritzkammer 36 herrschenden Einspritzdruck beauf schlagt und wirkt in Ventilöffnungsrichtung, während die zweite Steuerfläche 41 von dem in der Steuerkammer 35 herrschenden Steuerdruck beaufschlagt wird und in Ventilschließrichtung wirkt. Die beiden Steuerflächen 40, 41 sind einander so angepaßt, daß bei Beaufschla gung beider Steuerflächen 40, 41 die Ventilnadel 39 ihre in Fig. 5 dargestellte Schließstellung einnimmt, in welcher die Einspritzöffnung 37 abgesperrt ist. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird die zweite Steuer fläche 41 von einem Verschiebekolben 42 getragen, der in der Steuerkammer 35 längs der Ventilachse verschieb bar geführt ist. Die Ventilnadel 39 ist in einer Füh rungsbohrung 43 im Ventilkörper 34 ebenfalls axial ver schieblich geführt, ragt mit ihrem einen Ende in die Steuerkammer 35 hinein und ist dort mit dem Verschiebe kolben 42 starr verbunden.

Das in Fig. 6 schematisch dargestellte modifizierte Einspritzventil 21′ stimmt weitgehend mit dem in Fig. 5 dargestellten Einspritzventil 21 überein, so daß glei che Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Anders als in Fig. 5 trägt die Ventilnadel 39 an ihrem von der Einspritzöffnung 37 abgekehrten Ende eine Ab stützplatte 44 für eine Ventilschließfeder 45. Die relativ schwach ausgebildete Ventilschließfeder 45 stützt sich an einer Ringschulter 46 in der Steuer kammer 35 ab. Der wiederum in der Steuerkammer 35 ge führte Verschiebekolben 42 stützt sich über einen Stößel 47 an der Abstützplatte 44 oder unmittelbar an der Ventilnadel 39 ab. Die Wirkungsweise des Einspritz ventils 21′ ist die gleiche wie die des Einspritzven tils 21, wobei durch die Ventilschließfeder 45 ledig lich eine zuverlässige Schließstellung der Ventilnadel 39 sichergestellt wird.

Der in Fig. 1 vorgesehene Verteiler 33 ist ein mecha nischer Drehschieber 48, der ein Verteilergehäuse 49 und eine im Verteilergehäuse 49 umlaufende Verteilerwelle 50 aufweist. Das Verteilergehäuse 49 trägt entsprechend der Zahl der Einspritzventile 21-24 vier um 90° ver setzt angeordnete Radialkanäle 51-54, an denen je weils eine der Einspritzleitungen 29-32 angeschlossen ist. Die Verteilerwelle 50 trägt eine radiale Steuer bohrung 55 und eine über einen Teil des Umfangs sich erstreckende Verbindungsnut 56. Die Steuerbohrung 55 mündet in einer zentralen Axialbohrung 57, die ihrer seits mit der ersten Zuleitung 19 verbunden ist. Die Verbindungsnut 56 ist stets mit der zweiten Zuleitung 20 verbunden. Steuerbohrung 55 und Verbindungsnut 56 sind in der Verteilerwelle 50 zueinander derart angeordnet, daß bei Ausrichtung der Steuernut 55 auf einen Radial kanal, z.B. 51, die übrigen Radialkanäle, z.B. 52-54, miteinander verbunden sind.

Die Ventilanordnung 15 weist zwei Umschaltventile auf, die hier als 2/2-Wege-Magnetventile 58, 59 mit Feder rückstellung ausgebildet sind. Die beiden Ventile sind parallel zueinander angeordnet und derart ausgebildet, daß sie in ihrer ungesteuerten Grundstellung eine zu einander inverse Schaltstellung einnehmen, d.h. das erste Magnetventil 58 nimmt seine Durchlaßstellung und das zweite Magnetventil 59 seine Sperrstellung ein. Die Ansteuerung der beiden Magnetventile 58, 59 über ihre Magnetwicklungen erfolgt phasenverschoben, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Dabei ist mit 58 der zeitliche Verlauf des Öffnungsquerschnittes Q des Magnetventils 58 und mit 59 der zeitliche Verlauf des Öffnungsquer schnittes Q des Magnetventils 59 bezeichnet. In der Grundstellung ist das Magnetventil 58 geöffnet und das Magnetventil 59 gesperrt. Demzufolge ist der Öffnungs querschnitt des Magnetventils 58 max. und der des Mag netventils 59 Null. Zum Zeitpunkt t ₁ wird das erste Magnetventil 58 umgesteuert und sperrt. Zum Zeitpunkt t ₂ wird das zweite Magnetventil 59 umgesteuert und öffnet. Für die Zeitdauer zwischen t ₁ und t ₂ ist damit die Steu erdruck-Sammelleitung 16 von dem Steuerdruckspeicher 10 abgetrennt. Im Zeitpunkt t ₃ wird die Erregung des ersten Steuerventils 58 wieder abgeschaltet, das Magnetventil 58 fällt in seine öffnende Grundstellung zurück. Im Zeit punkt t ₄ fällt die Erregung am Magnetventil 59 weg, und dieses kehrt unter der Wirkung der Rückstellfeder in seine Sperrstellung zurück.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Kraftstoffeinspritz vorrichtung ist wie folgt:

Über das unerregt geöffnete Magnetventil 58 der Ventil anordnung 15 ist die Steuerdruck-Sammelleitung 16 stän dig mit dem auf Steuerdruck vorgespannten Steuerdruck speicher 10 verbunden. Durch die Drossel 17 zwischen Steuerdruck-Sammelleitung 16 und Entlastungsleitung 18 herrscht damit in der Steuerdruck-Sammelleitung 16 Steuerdruck. Dieser Steuerdruck steht über die Steuer leitungen 25-28 in jeder Steuerkammer der Einspritz ventile 21-24 an. In der in Fig. 1 gezeigten Momentan stellung der angetriebenen Verteilerwelle 50 sind alle Radialkanäle 51-54 über die Verbindungsnut 56 und die zweite Zuleitung 20 an der Entlastungsleitung 18 ange schlossen. Damit ist die Einspritzkammer aller Einspritz ventile 21-24 mit der unter Atmosphärdruck stehenden Entlastungsleitung 18 verbunden.

Sobald die Steuerbohrung 55 durch Drehen der Verteilerwel le 50 auf einen der Radialkanäle, z.B. Radialkanal 51, ausgerichtet ist, strömt unter Einspritzdruck stehender Kraftstoff aus dem Einspritzdruckspeicher 11 über die erste Zuleitung 19, die Axialbohrung 57, die Steuer bohrung 55, die angeschlossene Steuerleitung 29 in die Einspritzkammer 36 des zugehörigen Einspritzventils 21 ein. In der Einspritzkammer 36 des Einspritzventils 21 steht damit Einspritzdruck an, während die Einspritzkammern der übrigen Einspritzventile 22-24 nach wie vor entlastet sind. Mit Einspritzbeginn wird zum Zeitpunkt t ₁ das erste Umschaltventil 58 erregt und in seine Sperrstellung umgeschaltet. Damit ist die Steuerdruck-Sammelleitung 16 vom Steuerdruckspeicher 10 abgetrennt, und durch die Ver bindung der Steuerdruck-Sammelleitung 16 über die Dros sel 17 zu der Entlastungsleitung 18 sinkt der Druck in der Steuerdruck-Sammelleitung 16 ab. Der in der Steuer kammer 36 des Einspritzventils 21 herrschende Einspritz druck wirkt auf die erste Steuerfläche 40 der Ventilnadel 39 und schiebt diese - da der Steuerdruck auf der zweiten Steuerfläche 41 reduziert wird - in Öffnungsrichtung. Die Ventilnadel 39 gibt die Einspritzöffnung 37 frei und Kraftstoff wird in den Zylinder des Dieselmotors einge spritzt.

Zum Zeitpunkt t ₂ wird das zweite Magnetventil 59 er regt und schaltet in seine Durchflußstellung um. Damit ist die Steuerdruck-Sammelleitung 16 wieder an den Steuerdruckspeicher 10 angeschlossen und der Druck in der Steuerdruck-Sammelleitung 16 steigt wieder auf Steuerdruck an. Dieser Steuerdruck, der sich bis in die Steuerkammern aller Einspritzventile 21-24 fort pflanzt, schiebt über die zweite Steuerfläche 41 die Ventilnadel 39 wieder in ihre Schließstellung. Damit ist der Einspritzvorgang beendet. Zum Zeitpunkt t ₃ kehrt das erste Magnetventil 58 und zum Zeitpunkt t ₄ kehrt das zweite Magnetventil 59 in die unerregte Grundstellung zurück.

Dieser für das Einspritzventil 21 beschriebene Vorgang wiederholt sich in aufeinanderfolgender Reihenfolge für das Einspritzventil 22, für das Einspritzventil 23 und für das Einspritzventil 24, und zwar immer dann, wenn die Steuerbohrung 55 der angetriebenen Verteiler welle 50 jeweils die Öffnungen der Radialkanäle 52 bzw. 53 bzw. 54 überstreicht.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Fig. 2 ist gegen über der in Fig. 1 modifiziert, wobei jedoch gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Einspritzdruckspeicher 11 in Fig. 1 ist hier als dicke voluminöse Kraftstoffleitung 60 ausgebildet, die dicht an die Einspritzventile 21-24 herangeführt ist, so daß sich extrem kurze Einspritzleitungen 29-32 ergeben. Der Verteiler 33 ist hier zwischen der Steu erdruck-Sammelleitung 16 und den Steuerleitungen 25- 28 angeordnet. Er ist in gleicher Weise wie in Fig. 1 als mechanischer Drehschieber 48 mit einer in einem Verteilergehäuse 49 rotierenden Verteilerwelle 50 ausgebildet, so daß insoweit auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen wird. Die Radialkanäle 51-54 sind mit jeweils einer der zu den Steuerkammern der Ein spritzventile 21-24 führenden Steuerleitungen 25- 28 verbunden. Die an der Steuerbohrung 55 angeschlos sene erste Zuleitung 19 ist mit der Steuerdruck-Sammel leitung 16 und die an der Verbindungsnut 56 angeschlos sene Zuleitung 20 ist mit dem Steuerdruckspeicher 10 verbunden. Die wiederum von Ventilanordnung 15 und Drossel 17 abgeschlossene Steuerdruck-Sammelleitung 16 ist wiederum mit dem Steuerdruckspeicher 10 und mit der Entlastungsleitung 18 verbunden, jedoch ist dies mal die Drossel 17 dem Steuerdruckspeicher 10 nachge schaltet und die Ventilanordnung 15 zwischen Steuer druck-Sammelleitung 16 und Entlastungsleitung 18 ange ordnet.

Die Ventilanordnung 15 weist wiederum die beiden 2/2- Wege-Magnetventile 58, 59 mit in ihrer unerregten Grund stellung inversen Schaltstellungen auf, jedoch sind diesmal die Magnetventile 58, 59 in Reihe hintereinander angeordnet. Das Steuerdiagramm der beiden Magnetventile 58, 59 ist in Fig. 8 als zeitlicher Verlauf des Durch flußquerschnittes Q dargestellt und mit 58 bzw. 59 bezeichnet. Bei unerregten Magnetventilen 58, 59 ist das Magnetventil 58 geöffnet und das Magnetventil 59 ge sperrt. Zum Zeitpunkt t ₁ wird das zweite Magnetventil 59 in seine Durchflußstellung umgeschaltet, wodurch die Entlastungsleitung 18 mit der Steuerdruck-Sammelleitung 16 verbunden ist. Zum Zeitpunkt t ₂ wird das erste Magnetventil 58 in seine Sperrstellung umgeschaltet, so daß Steuerdruck-Sammelleitung 16 und Entlastungs leitung 18 wieder voneinander getrennt sind. Zum Zeit punkt t ₃ fällt das zweite Magnetventil 59 und zum Zeitpunkt t ₄ fällt das erste Magnetventil 58 wieder in die unerregte Grundstellung zurück. Beide Magnet ventile 58, 59 nehmen ihre in Fig. 2 dargestellte Grundstellung ein.

Der Verteiler 33 verbindet alle Steuerkammern der Einspritzventile 21-24 in jeder beliebigen momen tanen Stellung der angetriebenen Verteilerwelle 50, in welcher die radiale Steuerbohrung 55 mit keinem der Radialkanäle 51-54 fluchtet, mit dem Steuer druckspeicher 10. Durch die unmittelbare Verbindung der Einspritzkammern aller Einspritzventile 21-24 mit der als Druckspeicher dienenden Kraftstoffleitung 60 sind alle Einspritzkammern ständig mit Einspritz druck beaufschlagt. Überstreicht beim Drehen der Ver teilerwelle 50 die radiale Steuerbohrung 55 eine Öffnung eines Radialkanals - in der in Fig. 2 darge stellten Momentanstellung der Verteilerwelle 50 ist dies der Radialkanal 51 - so wird über die an diesem Radialkanal 51 angeschlossene Steuerleitung 25 die Steuerkammer 35 des Einspritzventils 21 über die Axialbohrung 57 der Verteilerwelle 50 und über die erste Zuleitung 19 mit der Steuerdruck-Sammelleitung 16 verbunden. In letzterer herrscht wegen des geschlos senen zweiten Magnetventils 59 ebenfalls Steuerdruck.

Wird nunmehr zum Zeitpunkt t ₁ das zweite Magnetventil 59 in seine Durchlaßstellung umgeschaltet, so sinkt der Druck in der Steuerdruck-Sammelleitung 16 schlag artig ab, da Kraftstoff aus der Steuerdruck-Sammellei tung 16 über die geöffneten Magnetventile 58, 59 in die Entlastungsleitung 18 abfließt. Die Steuerkammer 35 des Einspritzventils 21 wird entlastet und unter der Wirkung des in der Einspritzkammer 36 anstehenden Einspritzdruckes wird in der gleichen Weise wie zu Fig. 1 beschrieben, das Einspritzventil 21 geöffnet. Zum Zeitpunkt t ₂ wird das erste Magnetventil 58 er regt und in seine Sperrstellung überführt. Die Ver bindung der Steuerdruck-Sammelleitung 16 zu der Ent lastungsleitung 18 wird damit unterbrochen. Über die Dros sel 17 wird die Steuerdruck-Sammelleitung 16 wieder auf Steuerdruck gespannt und dieser in die Steuerkammer 35 des Einspritzventils 21 übertragen. Da die von dem Steuerdruck auf die Steuerfläche 41 der Ventilnadel 39 ausgeübte Kraft größer ist als die von dem Einspritz druck auf die Steuerfläche 40 ausgeübte Kraft, wird die Ventilnadel 39 in Schließrichtung bewegt und die Ein spritzöffnung 37 verschlossen. Damit ist der Einspritz vorgang beendet. Die Einspritzdauer ist durch die Zeit dauer zwischen dem Zeitpunkt t ₁ und t ₂ festgelegt. Zum Zeitpunkt t ₃ wird das zweite Magnetventil 59 und zum Zeitpunkt t ₄ das erste Magnetventil 58 wieder entregt. Beide kehren zum Zeitpunkt t ₃ bzw. t ₄ in ihre in Fig. 2 dargestellte Grundstellung zurück.

Mit Weiterdrehen der Verteilerwelle 55 wiederholt sich dieser Vorgang für das Einspritzventil 22, wenn die radi ale Steuerbohrung die Öffnung des Radialkanals 54 über streicht. Die gleichen Vorgänge schließen sich für die Einspritzventile 23 und 24 an.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Fig. 3 ist gegen über der in Fig. 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzvor richtung wiederum etwas modifiziert, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Hinblick auf Fig. 2 ist hier die in Fig. 2 mit 12 bezeichnete erste Förderpumpe entfallen. Der Steuerdruckspeicher 10 ist über ein Druckminderventil 61 an den auf höheren Druck durch die zweite Förder pumpe 13 vorgespannten Einspritzdruckspeicher 11 ange schlossen, so daß der Steuerdruckspeicher 10 bei ent sprechender Einstellung des Druckminderventils 61 wiederum auf Steuerdruck vorgespannt wird. Die wie derum im Querschnitt sehr groß ausgeführte voluminöse Kraftstoffleitung 60 dient als Einspritzdruckspeicher und ist mit der Förderpumpe 13 verbunden. Im Unterschied zu Fig. 2 ist außerdem die Ventilanordnung 15 zwischen Steuerdruckspeicher 10 und Steuerdruck-Sammelleitung 16 und die Drossel 17 zwischen Steuerdruck-Sammelleitung 16 und Entlastungsleitung 18 angeordnet. Wie in Fig. 1 sind die beiden 2/2-Wege-Magnetventile 58, 59 der Ven tilanordnung 15 einander parallel geschaltet, so daß hier wiederum das in Fig. 7 dargestellte Steuerdiagramm der beiden Magnetventile 58, 59 Gültigkeit hat.

Wie in Fig. 2 ist auch hier der Verteiler 33 zwischen der Steuerdruck-Sammelleitung 16 und den Steuerleitungen 25-28 der Einspritzventile 21-24 angeordnet. Der Verteiler 33 ist als Ventilanordnung aus mehreren 3/2- Wege-Magnetventilen 62-65 ausgebildet, von denen je weils eines einem Einspritzventil 21-24 zugeordnet ist. Alle Magnetventile 62-65 sind jeweils mit ihrem ersten Anschluß A an einer der zu den Einspritzventilen 21-24 führenden Steuerleitungen geschlossen. Alle Magnetventile 62-65 sind mit ihrem zweiten An schluß B mit dem Steuerdruckspeicher 10 und mit ihrem dritten Anschluß C mit der Steuerdruck-Sammelleitung 16 verbunden. Alle Magnetventile 62-65 sind mit einer Erregerwicklung und mit einer Rückstellfeder versehen.

Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in Fig. 3 ist weitgehend übereinstimmend mit der in Fig. 2, wobei der mechanische Drehschieber 48 durch die Mag netventile 62-65 ersetzt ist. In gleicher Weise, wie dort die radiale Steuerbohrung 55 die einzelnen Steuer leitungen 25-28 mit der Steuerdruck-Sammelleitung 16 verbindet, so muß nunmehr das entsprechende Magnetven til 62-66 erregt werden. Immer nur ein Magnetventil 62-65 ist erregt und verbindet die Steuerkammer des angeschlossenen Einspritzventils 21-24 mit der Steuer druck-Sammelleitung 16. Wie zu Fig. 1 beschrieben wird der Einspritzbeginn zum Zeitpunkt t ₁ und das Einspritz ende zum Zeitpunkt t ₂ durch Erregen des ersten Magnet ventils 58 und des zweiten Magnetventils 59 festgelegt.

Die in Fig. 4 dargestellte Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist wie derum gegenüber der in Fig.1 dargestellten Kraftstoffein spritzvorrichtung modifiziert, wobei gleiche Bauteile nach wie vor mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Wie in Fig. 3 tritt auch in Fig. 4 anstelle der einen Förderpumpe ein Druckminderventil 61, das den Ausgang der den Einspritzdruckspeicher 11 versorgenden Förder pumpe 13 mit dem Eingang des Steuerdruckspeichers 10 verbindet. Wie in Fig. 2 ist die Ventilanordnung 15, die wiederum aus der Hintereinanderschaltung der beiden Magnetventile 58 und 59 besteht, zwischen der Steuer druck-Sammelleitung 16 und der Entlastungsleitung 18 angeordnet, während die Drossel 17 zwischen Steuer druckspeicher 10 und Steuerdruck-Sammelleitung 16 ein geschaltet ist. Bezüglich der Schaltung der Magnetven tile 58 und 59 und der Reduzierung des Steuerdrucks in der Steuerdruck-Sammelleitung 16 wird auf die Beschrei bung zu Fig. 2 verwiesen.

Wie in Fig. 1 ist auch hier der Verteiler 33 zwischen dem Einspritzdruckspeicher 11 und den Einspritzlei tungen 29-32 der Einspritzventile 21-24 angeordnet. Der Verteiler 33 ist identisch wie in Fig. 3 ausgebil det und weist vier 3/2-Wege-Magnetventile 62-65 auf, von denen jeweils eines mit einer der Einspritzleitungen 29-32 verbunden ist, und zwar jeweils mit seinem ersten Anschluß A. Der zweite Anschluß B aller Magnet ventile 62-65 ist mit der Entlastungsleitung 18 und der dritte Anschluß C aller Magnetventile 62-65 mit dem Einspritzdruckspeicher 11 verbunden. Wie bei dem Ver teiler 33 in Fig. 3 wird jeweils nur eines der Magnet ventile 62-65 erregt. In Fig. 4 ist das Magnetventil 62 in seiner erregten Schaltstellung dargestellt, wäh rend die übrigen Magnetventile 63-65 ihre unerregte Grundstellung einnehmen. Das Magnetventil 62 verbindet damit den Einspritzdruckspeicher 11 über die Einspritz leitung 29 mit der Einspritzkammer 36 des Magnetventils 21. In dieser Schaltstellung kann durch Schalten des Magnetventils 59 zum Zeitpunkt t ₁ und durch Schalten des Magnetventils 58 zum Zeitpunkt t ₂ (Fig. 8) Einspritzbe ginn und Einspritzende des Einspritzventils 21 festge legt werden. In gleicher Weise kann durch Erregen der Magnetventile 63, 64 oder 65 jeweils Einspritzdruck an die Einspritzkammer der Einspritzventile 22 bzw. 23 bzw. 24 gelegt werden. Jeweils das mit Einspritzdruck belegte Einspritzventil 22-24 kann durch entsprechende An steuerung der Magnetventile 58 und 59 zum Zeitpunkt t ₁ geöffnet und zum Zeitpunkt t ₂ wieder geschlossen werden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftma schinen, insbesondere für Dieselmotoren, mit einer Mehrzahl von Einspritzventilen, die einerseits über Einspritzleitungen mit einem auf Einspritzdruck vor gespannten Kraftstoffspeicher und andererseits über Steuerleitungen mit einem auf Steuerdruck vorge spannten Kraftstoffspeicher in Verbindung stehen und jeweils eine mit diesen Leitungen verbundene Steuerkammer und Einspritzkammer mit Einspritzöff nung und eine die Einspritzöffnung steuernde Ventil nadel aufweisen, die über eine in der Einspritzkam mer befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche und über eine in der Steuerkammer befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche betätigbar ist, wobei die Steuerflächen derart ausgebildet sind, daß bei ihrer gemeinsamen Druckbeaufschlagung die Ventilnadel die Einspritz öffnung schließt, und mit einer elektrisch gesteuer ten Ventilanordnung zum Druckaufbau und Druckabbau in den Steuerkammern, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilanordnung (15) zu sammen mit einer Drossel (17) eine Steuerdruck- Sammelleitung (16) begrenzt und diese mit dem Steuerdruck-Kraftstoffspeicher (10) und einer Ent lastungsleitung (18) verbindet, daß an jeder Steuer kammer (35) der Einspritzventile (21-24) zu deren Druckbeaufschlagung und Druckentlastung nur eine einzige, mit der Steuerdruck-Sammelleitung (16) in Verbindung stehende Steuerleitung (25-28)geschlos sen ist und daß zur aufeinanderfolgenden Ansteuerung der Einspritzventile (21-24) ein Verteiler (33) vor gesehen ist, der entweder bei unmittelbarem Anschluß aller Steuerleitungen (25-28) an die Steuerdruck- Sammelleitung (16) den Einspritzdruck im Einspritz druck-Kraftstoffspeicher (11) oder bei unmittelbarem Anschluß aller Einspritzleitungen (29-32) an den Ein spritzdruck-Kraftstoffspeicher (11) den Steuerdruck in der Steuerdruck-Sammelleitung (16) an jeweils nur eines der Einspritzventile (21-24) gelangen läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verteiler (33) ent weder zwischen dem Einspritzdruck-Kraftstoffspeicher (11) und den Einspritzleitungen (29-32) oder zwischen der Steuerdruck-Sammelleitung (16) und den Steuer leitungen (25-28) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß von den Einspritzleitungen (29-32) bzw. Steuer leitungen (25-28) immer nur eine mit dem Einspritz druck-Kraftstoffspeicher (11) bzw. mit der Steuer druck-Sammelleitung (16) und die übrigen gleich zeitig mit der Entlastungsleitung (18) bzw. mit dem Steuerdruck-Kraftstoffspeicher (10) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verteiler (33) als mechanischer Drehschieber (48) ausgebildet ist, der ein Verteilergehäuse (49) mit um dem Zündabstand der Motorzylinder ent sprechende Winkel versetzt angeordneten Radialkanälen (51-54) zum Anschluß jeweils einer der Einspritz leitungen (29-32) bzw. Steuerleitungen (25-28) und eine Verteilerwelle (50) aufweist, die eine mit einer ersten Zuleitung (19) in Verbindung stehende radiale Steuerbohrung (55) und eine über einen Teil des Umfangs der Verteilerwelle (50) sich erstrecken de, mit einer zweiten Zuleitung (20) Verbindung stehen de Verbindungsnut (56) aufweist, daß die Steuerboh rung (55) und die Verbindungsnut (56) auf der Ver teilerwelle (50) zueinander derart angeordnet sind, daß bei Ausrichtung der Steuerbohrung (55) auf einen der Radialkanäle (51-54) die übrigen Radialkanäle (51-54) miteinander verbunden sind, und daß bei mit den Einspritzleitungen (29-32) verbundenen Radial kanälen (51-54) die erste Zuleitung (19) mit dem Einspritzdruck-Kraftstoffspeicher (11) und die zwei te Zuleitung (20) mit der Entlastungsleitung (18) und bei mit den Steuerleitungen (25-28) verbundenen Radialkanälen (51-54) die erste Zuleitung (19) mit der Steuerdruck-Sammelleitung (16) und die zweite Zuleitung (20) unmittelbar mit dem Steuerdruck-Kraft stoffspeicher (10) verbunden ist (Fig.1 und 2).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verteiler (33) als eine Ventilanordnung aus einer Mehrzahl von jeweils einem Einspritzventil (21-24) zugeordneten 3/2-Wege Magnetventilen (62-65) ausgebildet ist, die je weils entweder mit ihrem ersten Anschluß (A) an der zugeordneten Einspritzleitung (29-32), mit ihrem zweiten Anschluß (B) an der Entlastungslei tung (18) und mit ihrem dritten Anschluß (C) an dem Einspritzdruck-Kraftstoffspeicher (11) oder mit ihrem ersten Anschluß (A) an der zugeordneten Steuer leitung (25-28), mit ihrem zweiten Anschluß (B) an dem Steuerdruck-Kraftstoffspeicher (10) und mit ihrem dritten Anschluß (C) an der Steuerdruck- Sammelleitung (16) angeschlossen sind (Fig. 3 und 4).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, da durch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (15) zwei Umschaltventile (58, 59) aufweist, die phasenverschoben derart angesteuert sind, daß sie ihren Durchlaßquerschnitt (Q) zuein ander zeitlich versetzt sperren und/oder freigeben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ventilanordnung (15) zwischen dem Steuerdruck-Kraftstoffspeicher (10) und der Steuerdruck-Sammelleitung (16) liegt und die Umschaltventile (58, 59) parallel zueinander angeord net sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Ventilanordnung (15) zwischen der Entlastungsleitung (18) und der Steuerdruck-Sammelleitung (16) liegt und die Um schaltventile (58, 59) hintereinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, da durch gekennzeichnet, daß die Umschaltventile als 2/2-Wege-Magnetventile (58, 59) mit Federrückstellung ausgebildet sind, die in ihren ungesteuerten Grundstellungen zueinander inverse Schaltstellungen einnehmen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, da durch gekennzeichnet, daß jeder Kraftstoffspeicher (10, 11) über eine Förderpumpe (12, 13) an einem unter Atmosphärendruck stehenden Kraftstoff-Vorratsbehälter (14) angeschlossen ist, in welchem die Entlastungsleitung (18) mündet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, da durch gekennzeichnet, daß der Einspritzdruck-Kraftstoffspeicher (11) unmittelbar und der Steuerdruck-Kraftstoffspeicher (10) über ein Druckminderventil (61) mit dem Ausgang einer Kraftstoff-Förderpumpe (13) verbunden ist, die an einem unter Atmosphärendruck stehenden Kraftstoff- Vorratsbehälter (14)angeschlossen ist, in welchem die Entlastungsleitung (18) mündet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, da durch gekennzeichnet, daß der Einspritzdruck-Kraftstoffspeicher als querschnitts große Kraftstoffleitung (60) ausgebildet ist.