DE4115103A1 - Kraftstoff-einspritzanlage mit gemeinsamer druckleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Kraftstoff-Einspritz­ anlage für Motoren und insbesondere für Dieselmotoren.

Praktisch alle Kraftstoffsysteme für Dieselmotoren enthalten Hochdruckpumpen, deren Fördervolumen durch Verändern des Hub- bzw. Verdrängungsvolumens variabel ist. Der Einspritz­ druck dieser Systeme hängt im allgemeinen von der Geschwin­ digkeit und der Kraftstoff-Fördermengen ab. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten und Fördermengen fällt der Einspritzdruck ab, so daß der Einspritzvorgang weniger als für eine gute Verbrennung optimal wird.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffsystem mit gemeinsamer Druck­ leitung besteht hauptsächlich aus einer Hochdruck-Kraft­ stoffpumpe mit festem Fördervolumen, Düsen, einer oder meh­ reren Druckleitungen mit verhältnismäßig konstantem Druck zwischen der Kraftstoffpumpe und den Düsen, den erforderli­ chen Kraftstoffleitungen und einer Steuerelektronik.

Die elektronische Steuerungstechnologie macht das erfin­ dungsgemäße System möglich. Eine Pumpe mit fester Verdrängung bestimmt die Kraftstoffzufuhr zum Motor und erhöht den Druck und das Volumen des Kraftstoffs nach den Erfordernis­ sen für eine optimale Verbrennung. Der Einspritzdruck wird von elektronisch gesteuerten Düsen bestimmt, die die Ein­ spritzdauer steuern. Der Einspritzdruck läßt sich über die Einschaltdauer des Düsenmagneten steuern, während die För­ derleistung der Pumpe konstant ist.

Bei dem Zulaufventil der Hochdruckpumpe handelt es sich um ein von einem Elektromagneten betätigtes Dosierventil. Der elektrische Impuls wird dem Elektromagneten von der elektro­ nischen Steuerung geliefert, die auch verantwortlich ist für die Anpassung der Kraftstoffdosis an das von den Arbeitsbe­ dingungen der Maschine geforderte Kraftstoffvolumen. Die Steuerelektronik bestimmt den Anfang und das Ende des an den Stator des Elektromagneten gesendeten elektronischen Impul­ ses, mit dem das Dosierventil im Zulauf betätigt wird. Die Systemcharakteristik bestimmt das Ansprechverhalten des An­ kers und der Ventilanordnung. Die Zuordnung der Einschalt­ dauer des Elektromagneten zum Kraftstoffbedarf der Maschine erfolgt über eine Abbildungstabelle, die empirisch ermittelt und in die Steuerung einprogrammiert ist.

Der verhältnismäßig konstante Kraftstoff-Zuleitungsdruck wird von der Hochdruckpumpe auf den Einspritzdruck angeho­ ben. Die Zulaufventile dosieren das Kraftstoffvolumen. Das Zulaufventil wird von einem Elektromagneten betätigt und öffnet kurz nach dem Beginn des Rückziehhubs des Kolbens. Kraftstoff mit dem Zufuhrdruck fließt zu, um den vom ein­ ziehenden Kolben erzeugten Hohlraum auszufüllen. Sobald das­ jenige Kraftstoffvolumen, das ein Zylinder unter den jeweils herrschenden Last- und Geschwindigkeitsbedingungen zum Zün­ den braucht, in die Pumpkammer eingeströmt ist, schließt das Zulaufventil. Die Bewegungsstrecke des Kolbens bei geöffne­ tem Zulaufventil bestimmt das vom Kolben verdrängte Volumen und daher das Kraftstoffvolumen, das in die Hochdruckkammer der Pumpe strömt.

Während der Kolben nach dem Schließen des Zulaufventils weiter zurückgezogen wird, entsteht in der Pumpkammer ein Unterdruck. Am Ende des Rückziehhubs des Kolbens wird die Lecköffnung geöffnet. Der Unterdruck in der Pumpkammer er­ höht die Druckdifferenz zwischen dem Lecksystem und der Pumpkammer, so daß die Kraftstoffströmung aus dem Lecksystem in die Pumpkammer verbessert wird. Sobald das Gleichgewicht des Lecksystems erreicht ist, ist das in der Pumpkammer ent­ haltene Kraftstoffvolumen gleich dem Leckvolumen des Kolbens und der Düse(n) über einen Pump- und Rückziehzyklus des Kol­ bens.

Zu Beginn des Pumphubs wird die Leckrückflußöffnung offenge­ legt. In die Leckrückflußleitung kann ein Rückschlagventil eingefügt werden, das ein Entweichen des Kraftstoffs ver­ hindert, bis die Öffnung vom aufwärtslaufenden Kolben ge­ schlossen wird, ansonsten reduziert sich die Fördermenge der Pumpe um das entwichene Kraftstoffvolumen. Bei Verwendung eines Rückschlagventils beginnt der Druckanstieg, sobald der Kolben anzusteigen beginnt. Falls sich in der Leckrückfluß­ leitung kein Rückschlagventil befindet, um eine Ausfluß des Kraftstoffs aus der Leckrückflußöffnung zu verhindern, be­ ginnt der Druckanstieg mit dem Schließen der Öffnung durch den aufwärtslaufenden Kolben. Die Schnelligkeit des Druck­ anstiegs hängt ab vom Kraftstoffvolumen in der Pumpkammer und dem Kompressionsmodul des Kraftstoffs. Erreicht der Kraftstoff in der Pumpkammer einen Druck, der zum Überwinden des Drucks in der Druckleitung am Druckventil (und ggf. der Kraft einer vorhandenen Feder) ausreicht, öffnet das Druck­ ventil und strömt Kraftstoff aus der Pumpkammer in die Druckleitung. Der Kraftstoff strömt so lange aus der Pump­ kammer in die Druckleitung, bis der Kolben wieder umkehrt und sich zurückzuziehen beginnt, so daß das Volumen der Pumpkammer zunimmt und der dort herrschende Druck sinkt. Der Druck in der Druckleitung schließt das Druckventil (ggf. un­ ter Mitwirkung der Feder).

Im stabilen Zustand werden der Druck in der gemeinsamen Druckleitung und die Förderleistung der Pumpe beibehalten durch Einstellen der Einschaltdauer des Elektromagneten im Zulauf der Kraftstoffpumpe und der Dauer des Signals für den Düsenmagneten; diese werden durch die Steuerelektronik be­ stimmt. Beim Anlassen der Maschine ist die Dauer des Signals für den Elektromagneten der Kraftstoffpumpe am längsten, bis der Druck der gemeinsamen Druckleitung erreicht ist. Sobald die Maschine läuft, wird die Dauer der Magnet-Ansteuersigna­ le von der Steuerelektronik so eingestellt, daß die von der Stellung des Fahrtreglers (Drosselkappe, Gaspedal) vorgege­ bene Geschwindigkeit erhalten bleibt.

Beim Einströmen des Kraftstoffs aus der Pumpkammer in die gemeinsame Druckleitung entsteht in letzterer ein kurzer Druckimpuls, der sich dem in der Druckleitung aufrechterhal­ tenen stabilen Druck überlagert. Die gemeinsame Druck- und die Verbindungsleitung sind so ausgelegt, daß die von die­ sem Impuls verursachte Störung minimal bleibt.

Durch das Öffnen und Schließen des Einspritzventils werden auch in der Düse Impulse erzeugt. Diese Impulse lassen sich zeitlich gegenüber den von der Pumpe verursachten Impulsen verschieben, indem man die Pumpe relativ zur Düse vor- oder nachlaufen läßt, bis man die günstigste Wechselwirkung zwi­ schen den Pump- und Düsenimpulsen erhält. Die Zeitsteuerung der Düsenvorgänge wird ausschließlich von Verbrennungsfak­ toren bestimmt.

Der Druck in der gemeinsamen Druckleitung läßt sich verhält­ nismäßigkonstant halten; er variiert nur um die von den Pumpausgangs- und den Einspritzimpulsen verursachten Schwan­ kungen. Diese Schwankungen sind im Verhältnis zum Einspritz­ druck gering, da sie von der Elastizität der Reservoirstruk­ tur und des Volumens des unter Hochdruck stehenden Kraft­ stoffs gedämpft werden. Der Druck in der gemeinsamen Druck­ leitung ist auch unabhängig von der Geschwindigkeit.

Das erfindungsgemäße System mit gemeinsamer Druckleitung hat den Vorteil, daß an der Düse unmittelbar beim Öffnen des Ventils in der Düsenspitze der Kraftstoff mit dem Einspritz­ druck zur Verfügung steht; man kann so über einen breiteren Bereich an Maschinendrehzahlen und Belastungen ein vorteil­ hafteres Spritzbild aufrechterhalten.

Diese und andere Besonderheiten der Erfindung sollen nun anhand der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schaubildlich das erfindungsgemäße Kraft­ stoffsystem;

Fig. 2 zeigt im Schnitt die im vorliegenden System ein­ gesetzte neuartige Hochdruckpumpe;

Fig. 3A-G sind Schnittdarstellungen der Pumpe an sechs auf­ einanderfolgenden Punkten innerhalb des Arbeits­ zyklus;

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine der Einspritzdüsen des Systems mit gemeinsamer Druckleitung im geschlos­ senen Zustand;

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung, aber bei Betätigung durch den Düsenmagneten mit offener Düse;

Fig. 6 zeigt anhand eines Diagramms den Druck am Eingang der Spritzöffnung bei unterschiedlichen Winkelpo­ sitionen des Nockens der Kraftstoffpumpe, wenn die verschiedenen Düsen aktiv sind, sowie die geringe Schwankung des Drucks in der gemeinsamen Drucklei­ tung während des Ausspritzens.

Die Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Kraftstoffsystem mit gemeinsame Druckleitung in der Anwendung auf eine 6-Zylin­ der-Dieselmaschine. Das System weist ein Steuerelektronik­ modul 10 (ECM) auf, das Signale an einen elektronischen Verteiler 12 (EDU) schickt. Wie üblich, handelt es sich um Niederspannungssignale geringe Leistung, die den elektro­ nischen Verteiler ansteuern, der seinerseits mit einer Leitung 16 an einen 12 V-Fahrzeugsammler 14 angeschlossen ist. Das Steuerelektronikmodul hat mindestens zwei Eingänge, von denen einer, d. h. der Eingang A, die Winkelposition der Kurbelwelle als Zeit- bzw. Bezugswert aufnimmt. Der andere Eingang B erhält die Position der Drosselklappe als Last­ bezugsgröße. Die optionalen Eingänge C, D, E und F gelten für die Turbobooster-Schaltung, die Öltemperatur, den Kühl­ mittelstand bzw. den Öldruck. Weiterhin enthält das Steu­ erelektronikmodul ECM einen PROM-Speicher 18, in den eine Kraftstoffmengentabelle einprogrammiert ist, die durch Prüfen und Ausmessen der Maschine aufgenommen worden ist.

Das System enthält weiterhin eine Kraftstoff-Einspritzpum­ penanordnung, der der Kraftstoff von einer Versorgungspumpe 22 zugeführt wird, die mit einer Leitung 21 an den Kraft­ stofftank 23 angeschlossen ist. Die Pumpenanordnung 20 weist zwei Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpen 24, 26 auf, wobei über die Leitungen 32 bzw. 34 die Pumpe 24 die gemeinsame Hochdruckleitung 28 und die Pumpe 26 die gemeinsame Hoch­ druckleitung 30 speisen. Die Leitungen 36, 38 führen Kraft­ stoff mit konstantem Druck von der Pumpe 22 den Hochdruck- Kraftstoffeinspritzpumpen 24, 26 zu. Die Hochdruckleitung 28 führt den Kraftstoff den Einspritzdüsen 40, 42, 44 über die Leitungen 46, 48 bzw. 50 und die Hochdruckleitung 30 den Kraftstoff den Einspritzdüsen 52, 54, 56 über die Leitungen 58, 69 bzw. 62 zu.

An den Düsen entsteht eine gewisse Leckströmung, die von den Lecköl-Rückführleitungen 66, 68, 70 aufgefangen und auf die Rückführleitung 72 gegeben wird, während die Rückführleitun­ gen 74, 76, 78 die Rückführleitung 80 speisen. Die Pumpen haben die Magnetventile 82 bzw. 84, die mit den Leitungen 86 bzw. 88 an den elektronischen Verteiler EDU angeschlossen sind und über die Leitungen 86′ bzw. 88′ von Signalen aus dem Steuerelektronikmodul ECM betätigt werden. Die Elektro­ magnete 100, 102, 104, 106, 108, 110 der Einspritzdüsen wer­ den aus dem elektronischen Verteiler EDU über die Leitungen 112, 114, 116, 118, 120 bzw. 122 angesteuert, die ihrerseits die Signale aus dem Elektroniksteuerungsmodul ECM auf den Leitungen 112′, 114′, 116′, 118′, 120′ bzw. 122′ übernehmen.

Fig. 2 zeigt die konstruktiven Einzelheiten der Pumpe 24 mit fester Verdrängung, die identisch zur Pumpe 26 ist. Das Pum­ pengehäuse 130 enthält eine Pumpkammer 132, in der ein Kol­ ben 134 zwischen einer festen oberen und einer festen unte­ ren Stellung hin- und herläuft, wie weiter unten unter Bezug auf die Fig. 3 erläutert wird. Der Kraftstoff wird der Zu­ lauföffnung 135 der Pumpe 24 über die Leitung 36 zugeführt. Das Zulaufventil 136 steuert die Kraftstoffströmung in die Pumpkammer 132. Das Zulaufventil 136 weist einen Schaft 140 auf, der den Anker 142 des Elektromagneten 82 trägt. Der Anker wird im Ruhezustand von einer Druckfeder 145 in den Stator 144 eingezogen und beim Erregen des Stators 144 über die Leitung 86 ausgefahren, um den Zulauf 135 des Ventils zu öffnen. Die von der Pumpe geförderte Kraftstoffmenge hängt von der Dauer der Erregung des Elektromagneten 82 bzw. des Öffnens des Zulaufventils 136 ab.

Die Kraftstoffausgabe der Pumpe 24 wird vom Ablaufventil 146 gesteuert, das sich zum Ablauf-Verbindungskanal 148 öffnet, den eine Druckfeder 150 im Ruhezustand schließt. Beim Öffnen verbindet das Ventil 146 den Kanal 148 mit der Ablauföffnung 152, so daß Kraftstoff unter Druck in die Ausgabeleitung 32 gelangt.

Der Kolben 134 wird in der Kammer 132 von einer umlaufenden Nockenscheibe 154 zwischen einer oberen und einer unteren Lage hin- und herbewegt, so daß die Pumpe ein konstantes Vo­ lumen pumpt. Eine zwischen den Flansch 156 und die Innen­ wandfläche 162 des Pumpengehäuses eingespannte Druckfeder 158 drückt den Flansch 156 auf die Nockenscheibe 154.

Die Lecköl-Rückführleitung 80 ist ist an eine Lecköl-Zulauf­ leitung 162 im Pumpengehäuse 130 angeschlossen, über die das Lecköl einer Sammelkammer 164 zugeführt wird. In der Kammer 164 befindet sich ein Kolben 166, den eine Druckfeder 168 beaufschlagt. Das während eines Pumpzyklus sich ansammelnde Lecköl wird über den Ablaufkanal 170 der Kammer 132 zuge­ führt, wie unten ausführlicher erläutert. Am Kolben 134 vor­ bei entweichender Kraftstoff wird von einer Sammelnut 172 aufgefangen.

Die Arbeitsweise der Kraftstoffpumpe 24 wird nun unter Bezug auf die Fig. 3A bis 3D beschrieben, die den Pumpzyklus dar­ stellen.

Es sei zunächst darauf hingewiesen, daß die in der Fig. 2 gezeigte Hochdruckpumpe sich im gleichen Zustand befindet, den die Fig. 3A zeigt. Der Arbeitszyklus beginnt, wenn der Kolben gerade den oberen Totpunkt TDC durchlaufen hat, der Elektromagnet stromlos ist und die Federn 145, 150 das Zu­ und das Ablaufventil 136 bzw. 146 schließen.

Wenn nun, wie in Fig. 3B gezeigt, die Nockenscheibe 154 die Feder 158 in die Lage versetzt, das Zurückziehen des Kolbens 134 zu beginnen, öffnet der Elektromagnet 82 das Zulaufventil 136, so daß Kraftstoff in die Pumpkammer 132 strömen kann. Mit dem Weiterdrehen der Nockenscheibe 154 schließt nach einer gewissen Zeitspanne (vergl. Fig. 3C) der Elektromagnet 82 das Zulaufventil 136 und sperrt so die Kraftstoffzufuhr zur Pumpkammer 132. Die Dauer, für die das Zulaufventil 136 offengehalten wird, bestimmt die der Pumpkamme 132 zudosier­ te Kraftstoffmenge.

Wie die Fig. 3D zeigt, wird bei weiterer Drehung der Hocken­ scheibe der Kolben zurückgezogen und der Pumpkammer kein weiterer Kraftstoff zugeführt. Dadurch entsteht in der Kam­ mer 132 ein Unterdruck.

Es ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, daß das Lecköl der Düse und/oder des Kolbens zur Hochdruckpumpe zu­ rückgeführt wird, ohne das Hauptdosierventil 136 zu durch­ laufen. Hat die Nockenscheibe ihre dem unteren Totpunkt BDC entsprechende Stellung (Fig. 3E) erreicht, wird mit dem Ende der Rückziehbewegung des Kolbens 134 der Kanal 170 geöffnet und so die Lecköl-Sammelkammer 164 mit der Pumpkammer 132 verbunden. Das hintere Ende der Kammer 164 wird auf Atmo­ sphärendruck gehalten, damit der vor dem Kolben 166 liegende Kammerteil bei der Druckbeaufschlagung des Lecköls expandie­ ren und als Sammler wirken kann. Hier lassen sich zahlreiche andere Sammlerformen einsetzen - einschl. elastischer Lei­ tungen, Membranen oder komprimierter Volumina. Die Kraft der den Kolben 166 beaufschlagenden Feder 168 und der Unterdruck in der Kammer 164 bringen gemeinsam das Lecköl aus dem vor­ gehenden Maschinenzyklus (d. h. seit dem letzten Hub der Pum­ pe 24) in die Pumpkammer 132.

Beim Vorbeilauf der Nockenscheibe 154 am unteren Totpunkt BCD (Fig. 3F) wird der Kolben 134 nach oben bewegt, so daß der Kanal 170 geschlossen und die Kammer 132 vom Unter- auf einen Überdruck beaufschlagt wird. Mit steigendem Druck in der Kammer 132 sammelt sich der am Kolben 134 vorbeiströmen­ de Kraftstoff in der umlaufenden Sammelnut 172 und strömt über den Kanal 170 in die Sammelkammer 164. Nach dem Schlie­ ßen der Lecköl-Rückführöffnung (Fig. 3G) erhöht sich bei wei­ terer Aufwärtsbewegung des Kolbens 134 der Druck des Kraft­ stoffs, bis das Ablaufventil 146 öffnet. Das Ablaufventil 146 bleibt offen, bis der Kolben 134 den oberen Totpunkt TDC erreicht und einen neuen Arbeitszyklus beginnt.

Wie ersichtlich, hängt die in jedem Hub des Kolbens 134 ge­ spritzte Kraftstoffmenge von der Dauer des Offenintervalls des Zulaufventils 136 ab, das vom Elektromagneten 82 gesteu­ ert wird. Da der Elektromagnet 82 sich sehr präzise steuern läßt, gilt dies entsprechend auch für die gepumpte Kraft­ stoffmenge.

Als Sicherheitsmaßnahme wird bei einem Bruch der elektri­ schen Zuleitungen zu den Elektromagneten 82, 84 die Kraft­ stoffzufuhr zu den von der jeweiligen Hochdruckpumpe bedien­ ten Einspritzdüsen gesperrt.

Bei den Einspritzdüsen 40 bis 44, 52 bis 56 für das erfin­ dungsgemäße Einspritzsystem mit gemeinsamer Druckleitung handelt es sich um elektronisch gesteuerte Magnetventile mit Spritzöffnungen, die den Druck in der gemeinsamen Drucklei­ tung zur Geschwindigkeit des Einspritzkegels umwandeln. Wie die Fig. 1 zeigt, wird der von den Hochdruckpumpen 24, 26 mit hohem Druck abgegebene Kraftstoff in den Verteil- bzw. Druckleitungen 28, 30 gespeichert, die als Sammler wirken. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine der Düsen 40 im geschlossenen bzw. offenen Zustand, d. h. zwischen den Einspritzintervallen bzw. beim Einspritzen.

Die Einspritzdüse 40 spritzt den Kraftstoff in genau dosier­ ten Mengen durch Einspritzöffnungen 180 in die Verbrennungs­ kammer (nicht gezeigt) des Motors ein, wie sie von einem ge­ steuerten Dosierventil 180 geregelt werden. Der Kraftstoff wird unter Druck aus der Druckleitung 28 über eine Zufuhr­ leitung 46 und die Zulauföffnung 184 einer Kammer 186 mit einem Ventil 182 zugeführt, das von einer Druckfeder 187 im Schließzustand (Fig. 4) gehalten wird.

Das Dosierventil 182 hat einen Schaft 188, der zu einem Drosselanschlag 190 ausläuft. Die Kammer 186 ist über einen Kanal 192 und eine Öffnung 194 mit einer Steuerkammer 196 direkt über dem Ventilschaft 188 verbunden. Die Kammer 196 ist ihrerseits über einen Kanal 198 mit einer Kammer 200 verbunden, die ein Kanal 202 mit der Kraftstoff-Rückführ­ leitung 66 verbindet. Ein weiterer Kanal 204 verbindet den Kanal 202 mit einer Ringkammer 206.

Ein elektromagnetisch betätigtes Steuerventil 208 hat eine Nase 210, die den Kanal 198 sperrt bzw. öffnet, sowie einen umlaufenden Absatz 212; zwischen diesen Absatz und einer Auflagefläche 216 im Gehäuse ist eine Feder 214 eingesetzt, die das Ventil 208 abwärts beaufschlagt, so daß es den Kanal 198 schließt. Das Ventil 208 hat einen Schaft 218, der einen Scheibenanker 220 nahe dem Stator 222 eines Elektromagneten trägt. Es soll nun die Arbeitsweise der Einspritzeinrichtung 40 beschrieben werden.

Bei geschlossenem Einspritzventil 182 (Fig. 4) strömt Kraft­ stoff unter Druck aus der Leitung 28 über die Leitung 46 zum Düsenzulaufkanal 184. In der Kammer 186 herrscht der Druck der gemeinsamen Druckleitung. In diesem Zustand ist der Sta­ tor 222 des Elektromagneten stromlos und schließt die Feder 214 das Steuerventil 208. Bei geschlossenem Ventil 208 strömt kein Kraftstoff im Kanal 198, so daß der Kraftstoff in der Kammer 196 den Druck in der Kammer 186, d. h. den Druck in der gemeinsamen Druckleitung annehmen kann. Bei Druckgleichheit in beiden Kammern herrscht im Ventil 182 ein Druckausgleich. Die auf das Ventil 182 wirkende Feder 187 unterstützt das Schließen des Ventils, dient aber primär dazu, das Ventil gegen den Druck in der Brennkammer aufsit­ zend zu halten. In den Kanälen 184, 192 und 198 sowie den Kammern 186 und 196 herrscht der Druck der gemeinsamen Druck­ leitung; es strömt kein Kraftstoff durch das System.

Um den Einspritzvorgang zu beginnen, wird der Statorteil 222 des Elektromagneten erregt, so daß der Anker 220 zum Stator 222 hin angezogen, die Nase 210 des Ventils 208 vom Sitz ab­ gehoben und der Kanal 198 geöffnet werden. Die Fig. 5 zeigt die Düse bei offenem Ventil während des Einspritzens. Bei abgehobener Ventilnase 210 beginnt Kraftstoff im Kanal 198 zu strömen, so daß der Druck in der Kammer 196 abfällt. Die Öffnung 194, durch die hindurch Kraftstoff aus der Kammer 186 den die Kammer 196 verlassenden Kraftstoff ersetzt, drosselt die Strömung und erzeugt ein Druckgefälle zwischen den Kammern 186, 196. Da der Druck in der Kammer 196 niedri­ ger als der in der Kammer 186 ist, entsteht im Ventil 182 ein Druckungleichgewicht, das die Kraft der Feder 187 über­ windet und das Ventil 182 abheben läßt, so daß Kraftstoff unter Druck durch die Öffnungen 180 ausgetrieben werden und das Einspritzen in die Verbrennungskammer beginnen können. Der Anschlag 190 am Ende des Ventils 182 drosselt den Zu­ strom zum Kanal 198, während er eine Kraftstoffströmung durch die Öffnung 194 und den Kanal 198 zuläßt, die aus­ reicht, um das Druckungleichgewicht zu erhalten und das Ventil 182 in der Offenstellung zu halten. Die Kanäle 202, 204 haben die Aufgabe, den am Ventilkörper 208 vorbeigelan­ genden Kraftstoff mit der Leitung 66 zum Lecköl-Rückführ­ system hin abzuführen.

Wird der Stator 222 des Elektromagneten stromlosgeschaltet, um das Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer zu beenden, drückt die Feder 214 den Ventilkörper 182 auf seinen Sitz, so daß der Kanal 198 gesperrt wird. Der Druck in der Kammer 196 steigt an, bis der Druck in der gemeinsa­ men Druckleitung gemeinsam mit der Feder 187 den entgegen­ wirkenden Verbrennungsdruck überwindet und den Ventilkörper 182 in die Schließstellung bringt. Nun kann kein weiterer Kraftstoff zu den Spritzöffnungen und den Einspritzenden strömen.

Der Graph der Fig. 6 zeigt den Druck am Spritzlocheingang der Düsen 40, 42, 44 über der Winkelstellung der Nocken­ scheibe. Er zeigt den verhältnismäßig konstanten Druck in der gemeinsamen Druckleitung, der nur bei den Pumpausgangs­ impulsen schwankt. Diese Schwankungen sind jedoch gering, da sie von der Elastizität der gemeinsamen Druckleitung und dem Volumen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs gedämpft werden. Der Druck in der gemeinsamen Druckleitung ist von der Motordrehzahl unabhängig.

Claims (8)

1. Hochdruckpumpe für die Einspritzvorrichtungen eines elektronisch gesteuerten Kraftstoffsystems, gekenn­ zeichnet durch einen Pumpengehäuse mit einer Kammer, einem in der Kammer mit festem Hub hin- und herlaufenden Kolben, ein elektromagnetisch betätigtes, im Ruhezustand ge­ schlossenes Zulaufventil, ein im Ruhezustand geschlossenes Ausgabeventilß wobei beide Ventile in der Kammer an einem Ende des Kolbens angeordnet sind, und eine Einrichtung zum Steuern der Menge des von der Pumpe ausgegebenen Fluids eine elektronische Steuerung für das elektromagnetisch betätigte Ventil aufweist, die die Dauer bestimmt, für die das Ventil im Saughub des Kolbens offengehalten wird.

2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Kraftstoffpumpe den Kraftstoff mit verhältnismäßig festem Druck dem elektromag­ netisch betätigten Ventil zuführt und es sich bei dem elek­ tromagnetisch betätigten Ventil um ein Dosierventil handelt.

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pumpe einen Anschluß in der Seitenwandung der Kammer aufweist, in der der Kolben hin­ und herläuft, wobei der Anschluß sich nahe dem unteren Tot­ punkt des hin- und hergehenden Kolbens befindet und mit den Leckölkanälen der Einspritzvorrichtungen verbunden ist, so daß das Lecköl der Einspritzvorrichtungen in der Pumpe durch das Ausgabeventil gemeinsam mit dem Kraftstoff aus dem elek­ tromagnetisch betätigten Zulaufventil ausgegeben wird.

4. Hochdruckpumpe für ein elektronisch gesteuertes Kraft­ stoff-Einspritzsystem, gekennzeichnet durch ein Pumpengehäuse mit einer Kammer, einen in der Kammer mit festem Hub hin- und hergehenden Kolben, wobei sich die Kam­ mer geringfügig über den oberen Totpunkt des Kolbens hinaus­ erstreckt, ein dem Kolben zugewandtes Zulauf-Tellerventil am Ende der Kammer, eine Magnetspule am Ende der Kammer, wobei das Zulaufventil als Dosierventil wirkt und einen Schaft aufweist, der durch die Magnetspule verläuft und am Ende einen Ankerabschnitt aufweist, eine Feder, die das Zulauf­ ventil in die Schließstellung vorspannt, wobei die Magnet­ spule, wenn erregt, das Ventil öffnet und Kraftstoff in die Kammer einströmen läßt, ein nahe dem Zulaufventil angeord­ netes und von einer Feder in die Schließstellung vorgespann­ tes Ablaufventil, und eine Einrichtung zur Zufuhr von Kraft­ stoff mit konstantem Druck an das Zulaufventil, wobei eine Einrichtung, die die Kraftstoffmenge bei jedem Ausgabehub des Ventils bestimmt, eine elektronische Steuerung aufweist, die festlegt, wann innerhalb des Saughubs des Kolbens das Ventil öffnet und schließt.

5. Hochdruckpumpe für die Verwendung mit einer elektro­ nisch gesteuerten Kraftstoff-Einspritzanlage, gekenn­ zeichnet durch ein Pumpengehäuse und einen in einer Kammer in diesem mit festem Hub hin- und herbewegbaren Kol­ ben, ein elektromagnetisch betätigtes, im Ruhezustand ge­ schlossenes Zulaufventil an einem Ende der Kammer nahe einem Ende des Kolbens, ein im Ruhezustand geschlossenes Ablauf­ ventil am gleichen Ende der Kammer sowie eine Einrichtung, die die in jedem Kolbenhub zu pumpende Kraftstoffmenge be­ stimmt und eine elektronische Steuerung für den Elektromag­ neten aufweist, die den Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des Zulaufventils festlegt.

6. Kraftstoffanlage, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Druckleitung, an die mehreren elektromagne­ tisch betätige Kraftstoffeinspritzdüsen und die ihrerseits an eine Hochdruckpumpe angeschlossen ist, eine Einrichtung, die der Pumpe Kraftstoff mit konstantem Druck zuführt, wobei die Pumpe einen hin- und hergehenden Kolben mit festem Hub und eine Kammer für diesen aufweist, die oberhalb des oberen Totpunkts einen kleinen Raum zur Aufnahme eines im Ruhezu­ stand geschlossenen, elektromagnetisch betätigten Zulaufdo­ sier-Tellerventils beläßt, ein im Ruhezustand geschlossenes Ablaufventil, das mit dem Raum und der gemeinsamen Drucklei­ tung in Strömungsverbindung steht, eine etwa am unteren Totpunkt in die Kolbenkammer mündende Öffnung, die der Kolben schließt, bis er den unteren Totpunkt erreicht hat, wobei die Öffnung mit den Düsen verbunden ist, um deren Lecköl so­ wie das Lecköl des Pumpenkolbens aufzufangen, eine elektro­ nische Steuerung, die die Menge des in jedem Kolbenhub zu pumpenden Kraftstoffs bestimmt und Mittel aufweist, die den Zeitpunkt des Öffnens und des Schließens des elektromagne­ tisch betätigten Zulaufventils bestimmen, wobei das Zulauf­ ventil etwa am oberen Totpunkt des Kolbens geöffnet und vor Erreichen des unteren Totpunkts im Saughub des Kolbens ge­ schlossen wird und das Ventil den Kraftstoff im Druckhub des Kolbens durch das Ablaufventil den Düsen zuführt, und durch eine Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des Kolbens.

7. Kraftstoffsystem nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pumpe einen Sammler auf­ wiest, der zum Lecköl der Düsen hin offenliegt und dieses zum Nachdosieren unabhängig von der Dosierung der Haupt­ kraftstoffmenge speichert.

8. Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit konstantem Volumen für eine Kraftstoff-Einspritzanlage, gekennzeich­ zeichnet durch ein Pumpengehäuse mit einer Pumpkam­ mer, einen in der Kammer hin- und herbewegbaren Kolben, ein Zulaufventil an einem Ende der Kammer, ein am Zulaufventil liegendes, im Ruhezustand geschlossenes Ablaufventil, eine Einrichtung, die den Kolben mit festem Hub zwischen einer oberen und einer unteren Lage hin- und herbewegt, eine Steu­ ereinrichtung, die bewirkt, daß das Zulaufventil am oberen Ende des Kolbenhubs öffnet, so daß Kraftstoff für eine wahl­ weise veränderbare Zeitspanne während des Abwärtshubs des Kolbens in die Kammer einströmen kann, und eine Sammelein­ richtung, die Lecköl während eines Arbeitszyklus auffängt, nahe dem anderen Ende der Kammer angeordnet und durch die Bewegung des Kolbens in seine untere Lage mit der Kammer verbindbar ist, wobei nach dem Schließen des Zulaufventils während des Saughubs des Kolbens bei dessen weiterer Ab­ wärtsbewegung der Kammerdruck so sinkt, daß beim nachfol­ genden Verbinden der Sammeleinrichtung Lecköl in die Kammer eintreten kann, um danach gemeinsam mit dem Zulaufkraftstoff der Pumpe beim Öffnen des Ablaufventils ausgegeben zu wer­ den.