DE4233273A1 - Kraftstoffeinspritzanlage mit gemeinsamer druckleitung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftstoff- Einspritzsysteme für Motoren, insbesondere Dieselmotoren.

Die Erfindung beinhaltet eine alternative Ausführungsform der in der DE-OS 41 15 103 offenbarten Hochdruck-Kraft­ stoffpumpe. Ausführungsformen der in dieser Patentanmel­ dung offenbarten und beanspruchten Anordnung stellen Ele­ mente der Kombination in der vorliegenden Anmeldung dar.

Praktisch alle Kraftstoffanlagen für Dieselmotoren benut­ zen Hochdruckpumpen, deren Fördervolumina durch Verändern der Verdrängung der Pumpe variabel gemacht werden. Die Einspritzdrücke dieser Anlagen hängen im allgemeinen von der Drehzahl und der Kraftstoffabgabemenge ab. Bei niedri­ gen Drehzahlen und Kraftstoffabgaben sinkt der Einspritz­ druck des Motors, so daß der Krafteinspritzvorgang weniger als für eine gute Verbrennung optimal ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Kraftstoff-Einspritzanlage mit gemeinsamer Drucklei­ tung weist hauptsächlich eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit fester Verdrängung, Kraftstoff-Einspritzdüsen, minde­ stens eine Druckleitung zwischen der Kraftstoffpumpe und den Düsen sowie eine Steuerelektronik auf. Die Kraftstoff­ pumpe hält in der Druckleitung einen im wesentlichen kon­ stanten Kraftstoffdruck aufrecht.

Die elektronische Steuerungstechnik erleichtert die Reali­ sierung der vorliegenden Erfindung. Eine Pumpe mit fester Verdrängung steuert den Kraftstofffluß zum Motor und stei­ gert den Druck und das Volumen des Kraftstoffs so, wie sie für eine optimale Verbrennung erforderlich sind. Der Ein­ spritzdruck wird mit elektronisch betätigten Düsen gesteu­ ert, die die Einspritzdauer bestimmen. Der Einspritzdruck läßt sich durch Variieren der Einschaltzeit des Elektro­ magneten der Düse bei konstantgehaltener Fördermenge der Pumpe verändern.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich beim Zulaufventil der Hochdruckpumpe um ein Dosier­ ventil, das mit einem Elektromagneten betätigt wird. Der elektrische Impuls für den Elektromagneten wird von der Steuerelektronik geliefert, die auch für eine Anpassung des dosierten Kraftstoffvolumens an das für die jeweiligen Arbeitsbedingungen des Motors erforderliche Kraftstoffvo­ lumen verantwortlich ist. Die Steuerelektronik bestimmt den Anfang und das Ende des elektronischen Impulses, der an den Stator des Elektromagneten geht, der das Dosier- Einlaßventil betätigt. Das Ansprechverhalten des Ankers und der Ventilanordnung bestimmen sich aus den System­ eigenschaften. Die Dauer des Erregungsimpulses für den Elektromagneten wird mit dem Kraftstoffbedarf des Motors mittels einer empirisch ermittelten, in die Steuerelek­ tronik einprogrammierten Kraftstofftabelle korreliert.

Die Hochdruckpumpe hebt den mit verhältnismäßig konstantem Druck zugeführten Kraftstoff auf den Einspritzdruck an. Die Zulaufventile dosieren das Kraftstoffvolumen. Das Zu­ laufventil wird mit einem Elektromagneten betätigt und öffnet kurz nach dem Beginn des Einziehhubs des Kolbens. Kraftstoff strömt mit dem Versorgungsdruck zu und füllt den Hohlraum, den der zurückfahrende Kolben beläßt. Ist das für einen einzelnen Zylinderzündungsvorgang bei den jeweils herrschenden Last- und Drehzahlbedingungen rich­ tige Kraftstoffvolumen in die Pumpkammer eingeströmt, schließt das Zulaufventil. Der Kolbenhub während des Of­ fenhaltens des Zulaufventils bestimmt das vom Kolben ver­ drängte Volumen und damit auch das in die Hochdruckkammer der Pumpe eingelassene Kraftstoffvolumen.

Während der Kolben nach dem Schließen des Zulaufventils weiter zurückfährt, entsteht in der Pumpkammer ein Unter­ druck. Nahe dem Ende des Rückfahrhubs wird die Rückfluß­ öffnung freigelegt. Der Unterdruck in der Pumpkammer er­ höht die Druckdifferenz zwischen dem Düsenkraftstoff-Rück­ flußsystem und der Pumpkammer, so daß die Kraftstoffströ­ mung aus dem Rückflußsystem in die Pumpkammer verstärkt wird. Nachdem das Gleichgewicht im Rückflußsystem erreicht ist, ist das Rückflußvolumen in der Pumpkammer gleich der Kraftstoffmenge, die sich aus der Düsen- und/oder Kolben­ leckage in einem Kolben-Pump- und Rückziehzyklus angesam­ melt hat.

Zu Beginn des Pumphubs wird die Rückflußöffnung freige­ legt. In die Rückflußleitung für den Düsenkraftstoff kann ein Rückschlagventil eingefügt sein, das den Kraftstoff am Entweichen hindert, bis der aufwärtslaufende Kolben die Öffnung schließt. Ansonsten vermindert der gepumpte Kraft­ stoff sich um das entwichene Kraftstoffvolumen. Wird ein Rückschlagventil benutzt, steigt der Druck in der Pumpkam­ mer, sobald der Kolben zu steigen beginnt. Ohne ein zum Verhindern des Ausfließens von Kraftstoff aus der Rück­ flußöffnung in die Düsenkraftstoff-Rückflußleitung einge­ fügtes Rückschlagventil beginnt der Druck zu steigen, wenn der aufwärtslaufende Kolben die Öffnung verschließt. Die Schnelligkeit des Anstieges ist eine Funktion des in der Pumpkammer eingefangenen Kraftstoffvolumens und des Kom­ pressionsmoduls des Kraftstoffs. Erreicht der Kraftstoff in der Pumpkammer einen Druck, der ausreicht, um den Druckleitungsdruck am Ausgabeventil und die Vorlast einer ggf. vorhandenen Feder zu überwinden, öffnet das Ausgabe­ ventil und strömt Kraftstoff aus der Pumpkammer in die Druckleitung. Der Kraftstoff strömt weiter aus der Pump­ kammer in die Druckleitung, bis der Kolben umschaltet und einzufahren beginnt, so daß das Volumen der Pumpkammer zu- und der Druck in der Pumpkammer abnehmen. Der ggf. von der Feder gestützte Druck in der Druckleitung schließt das Ausgabeventil.

Der Druck in der Druckleitung und die Kraftstoffabgabe der Pumpe, die im eingeschwungenen Zustand vorliegen, werden durch Steuern der relativen Einschaltdauer des Zulauf- Elektromagneten der Kraftstoffpumpe aus der Steuerelektro­ nik (ECM) aufrechterhalten. Beim Anlassen der Motors ist die Dauer des Signals für den Zulauf-Elektromagneten maxi­ mal, bis der Solldruck in der Druckleitung erreicht ist. Nachdem die Maschine läuft, stellt die Steuerelektronik die Signaldauer für den Elektromagneten so nach, daß die Solldrehzahl entsprechend der Position des Drehzahlstel­ lers aufrechterhalten wird.

Der Zufluß des Kraftstoffs von der Pumpkammer in die Druckleitung erzeugt einen kurzzeitigen Druckanstieg in der Druckleitung. Dieser Druckimpuls überlagert sich dem in der Druckleitung stetig beibehaltenen Druck. Die Druck- und Verbindungsleitungen sind so konstruiert, daß die von diesem Impuls hervorgerufene Störung so gering wie möglich bleibt.

Das Öffnen und Schließen des Einspritzventils in der Düse verursachen ebenfalls Impulse. Diese Impulse lassen sich relativ zu den von der Pumpe erzeugten durch einen Vor- oder Nachlauf der Pumpe bezüglich der Düse zeitlich so legen, daß sich die günstigste Wechselwirkung zwischen den Pumpen- und Düsenimpulsen ergibt. Die zeitliche Steuerung des Düsenausspritzvorgangs wird nur durch verbrennungs­ technische Faktoren bestimmt.

Der Druck in der Druckleitung läßt sich im wesentlichen konstanthalten, mit den Schwankungen infolge der Pumpen­ ausgangsimpulse und den Einspritzimpulse als einzigen Änderungen. Diese Schwankungen sind jedoch im Verhältnis zum Einspritzdruck gering, da sie von der Elastizität des Drucktanks und dem Volumen des Hochdruck-Brennstoffs ge­ dämpft werden. Der Druck in der Druckleitung ist auch drehzahlunabhängig.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe fester Verdrängung der ersten Ausführungsform durch eine andere ersetzt, die der der ersten Ausführungsform ähnlich ist, aber als Zulaufventil ein Kugelventil oder ein äquivalent arbeitendes, in einer Richtung wirkendes Strömungsventil aufweist, das nicht von einem Elektromag­ neten betätigt wird. Der Zufuhrdruck des dem Zulaufventil zugeführten Kraftstoffs wird mit einem elektromagnetisch betätigten Ventil gesteuert, das seinerseits von der Steu­ erelektronik betätigt wird. Das Kraftstoff-Fördervolumen ist eine Funktion des Drucks des dem Zulaufventil der Pumpe zugeführten Kraftstoffs und der gewählte Druck ist drehzahl-/lastabhängig.

Das Drucksteuerventil der zweiten Ausführungsform kann eine variable oder eine feste Öffnung aufweisen. Ein bei­ spielhaftes Ventil mit variabler Öffnung weist einen verjüngten Stift auf, der gleitend in einer Öffnung so verschiebbar ist, daß die lineare Lage des Stifts die Öffnungsfläche bestimmt, die der Stift ungesperrt hält.

Der Stift wird zwischen den Einführgrenzen durch einen Elektromagneten positioniert, wobei die Weite, bis zu der der Stift eingeführt wird, dem Mittelwert einer gepulsten Gleichspannung proportional ist.

Ein Beispiel für ein Drucksteuerventil mit fester Öffnung ist eines, das ansprechend auf ein gepulstes Signal zu be­ stimmten Zeitpunkten und für eine bestimmte Dauer geöffnet und geschlossen wird. Der Zusammenhang zwischen der Öff­ nungs- und der Schließdauer des Ventils wird als "Schalt­ verhältnis" bezeichnet, wobei ein Schaltverhältnis von bspw. 10% eine Periode bezeichnet, von der das Ventil 10% lang geöffnet und 90% lang geschlossen ist. Um einen gleichmäßigen Betrieb zu gewährleisten, liegt die Frequenz der gepulsten Signale im allgemeinen beim 4- bis 10-fachen der Anzahl der Zylinderzündungen pro Minute eines mit der Erfindung ausgerüsteten Motors.

Die gemeinsame Druckleitung der Erfindung bietet den Vor­ teil, daß Kraftstoff mit dem Einspritzdruck unmittelbar beim Öffnen des Ventils in der Düsenspitze verfügbar ist, sowie die Gelegenheit, über einen breiten Drehzahl- und Lastbereich des Motors einen vorteilhafter geformten Sprühnebel aufrechtzuerhalten.

Diese und andere Besonderheiten der Erfindung lassen sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausfüh­ rungsform anhand der beigefügten Zeichnungen besser ver­ stehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung der erfin­ dungsgemäßen Kraftstoffanlage;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die in der Anlage benutzte Hochdruckpumpe;

Fig. 3A-3G sind Schnitte, die die Pumpe an 6 aufeinan­ derfolgenden Punkten in einem Arbeitszyklus zei­ gen;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine der Einsprühdüsen des Systems mit gemeinsamer Druckleitung, wobei die Düse in der Schließstellung gezeigt ist;

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung und zeigt die Düse in der Offenstellung unter Betä­ tigung durch ihren Elektromagneten;

Fig. 6 ist ein Diagramm des Drucks an der Sprühöffnung in verschiedenen Winkelstellungen des Steuernoc­ kens der Kraftstoffpumpe bei der Kraftstoffaus­ gabe der verschiedenen Düsen und zeigt die ge­ ringen Schwankungen des Drucks in der Drucklei­ tung beim Ausspritzen;

Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung ähnlich der Fig. 2, zeigt aber eine alternative Ausführungs­ form einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe; und

Fig. 8 ist ein Schnitt ähnlich der Fig. 2, zeigt aber eine alternative Ausführungsform einer Hoch­ druck-Kraftstoffpumpe und ein zugehöriges Zu­ laufsteuerventil.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Kraftstoffanlage mit gemeinsamer Druckleitung in der Anwendung auf einen 6-Zy­ linder-Dieselmotor. Die Anlage enthält eine Steuerelektro­ nik 10 (ECM), die Signale an einen elektronischen Verteiler 12 (EDU) schickt. Wie üblich, handelt es sich um Sig­ nale niedriger Spannung und Leistung; sie aktivieren den elektronischen Verteiler, der mit der Leitung 16 an eine Fahrzeugbatterie 14 angeschlossen ist. Die Steuerelektro­ nik hat mindestens zwei elektronische Eingangssignale, d. h. ein Eingangssignal A, das die Lage der Kurbelwelle als Bezug für die Zeitsteuerung anzeigt. Das andere Ein­ gangssignal B gibt die Stellung der Drosselklappe als Lastreferenz an. Optionale Eingangssignale sind C (Lade­ druck), D (Öltemperatur), E (Kühlmittelstand) und F (Öl­ druck). Die Steuerelektronik enthält auch einen program­ mierbaren Lesespeicher (PROM) 18, in den eine aus Motor­ tests abgeleitete Kraftstofftabelle einprogrammiert ist.

Das System enthält weiterhin eine Kraftstoff-Einspritz­ pumpenanordnung, die von einer Versorgungspumpe 22, die über eine Leitung 21 mit einem Kraftstofftank 23 verbunden ist, mit Kraftstoff versorgt wird. Die Pumpenanordnung 20 weist zwei Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpen 24 und 26 auf, wobei die Pumpe 24 die gemeinsame Hochdruck-Kraft­ stoffdruckleitung 28 speist, während die Pumpe 26 über Speiseleitungen 32 bzw. 34 die gemeinsame Hochdrucklei­ tung 30 speist. Die Leitungen 36 und 38 führen den Kraft­ stoff mit verhältnismäßig hohem Druck von der Versorgungs­ pumpe 22 den Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpen 24 und 26 zu. Die Hochdruck-Kraftstoffleitung 28 führt den Kraft­ stoff den Einspritzdüsen 40, 42 und 44 über Leitungen 46, 48 und 50 zu, während die Hochdruck-Kraftstoffleitung 30 die Einspritzdüsen 52, 54, 56 über die Leitungen 58, 60 bzw. 62 speist.

Etwas Kraftstoff wird von Düsenkraftstoff-Rückführleitun­ gen 66, 68 und 70 wieder aufgefangen, die die Rückflußlei­ tung 72 speisen, während die Düsenkraftstoff-Rückführlei­ tungen 74, 76 und 78 die Rückflußleitung 80 speisen. Die Pumpen weisen Magnetventile 82 bzw. 84 auf, die mit den Leitungen 86 bzw. 88 an den Verteiler angeschlossen sind und mit auf den Leitungen 86′ bzw. 88′ eingehenden Signa­ len aus der Steuerelektronik betätigt werden. Die Ein­ spritzdüsen weisen die Elektromagneten 100, 102, 104, 106, 108 und 110 auf, die vom Verteiler über die Leitungen 112, 114, 116, 118, 120 bzw. 122 angesteuert werden, die ihrer­ seits mit Signalen aus der Steuerelektronik auf den Lei­ tungen 112′, 114′, 116′, 118′, 120′ und 122′ angesteuert werden.

Die Fig. 2 zeigt die Einzelheiten des Aufbaus der Pumpe 24 mit fester Verdrängung, die identisch zur Pumpe 26 ist. Das Pumpengehäuse 130 enthält eine Pumpkammer 132, in der ein Pumpkolben 134 zwischen einer festen oberen und einer festen unteren Lage hin- und herläuft, wie anhand der Fig. 3 unten beschrieben. Die Leitung 36 führt den Kraftstoff dem Zulaufanschluß 135 der Pumpe 24 zu. Die Kraftstoff­ strömung in die Pumpkammer 132 wird vom Zulaufventil 136 gesteuert, das, wie gezeigt, vorzugsweise als Tellerventil vorliegt. Das Zulaufventil 136 hat einen Schaft 140, auf dem der Anker 142 des Elektromagneten 82 sitzt. Der Anker wird normalerweise von einer Druckfeder 145 in den Stator 144 eingezogen und kann beim Erregen des Stators 144 über die Leitung 86 ausfahren, um den Ventilzulauf 135 zu öff­ nen. Die Menge des von der Pumpe 24 geförderten Kraft­ stoffs hängt von der Erregungsdauer des Elektromagneten 24 bzw. der Öffnungsdauer des Zulaufventils 136 ab.

Die Kraftstoffabgabe der Pumpe 24 wird mit einem Ablauf­ ventil 146 gesteuert, das öffnet, um die Verbindung zum Ablaufkanal 148 herzustellen, den die Schraubenfeder 150 normalerweise sperrt. Beim Öffnen verbindet das Ventil 146 den Kanal 148 mit dem Ablaufanschluß 152, damit eine Druckströmung zur Ausgabeleitung 32 erfolgen kann.

Der Kolben 134 wird in der Kammer 132 von einer umlaufen­ den Steuerkurve 154 zwischen einer oberen und einer unte­ ren Lage hin- und hergeführt, so daß eine Pumpe mit kon­ stantem Fördervolumen entsteht. Eine zwischen dem unteren Flansch 156 und der Innenwand 160 des Pumpengehäuses ge­ spannte Druckfeder 158 hält den Flansch 156 in Berührung mit der Steuerkurve 154.

Die Rückflußleitung 72 ist an einen Düsenkraftstoff-Rück­ flußeinlaß 162 im Pumpengehäuse 130 angeschlossen, um auf­ gefangenen Kraftstoff einer Sammelkammer 164 zuzuführen. Die Kammer 164 enthält einen Kolben 166, der auf eine Druckfeder 168 drückt. Während eines Pumpzyklus gesammel­ ter Kraftstoff wird der Kammer 132 über den Ablaufkanal 170 zugeführt, wie unten beschrieben. Während eines Zyklus am Kolben 134 vorbei entweichender Kraftstoff sammelt sich in der Sammelnut 172.

Die Arbeitsweise der Kraftstoffpumpe 24 wird nun anhand der Fig. 3A-3D beschrieben, die die Schrittfolge eines Pumpzyklus darstellen.

Wie die Fig. 3A-3G ebenfalls zeigen, nimmt die in Fig. 2 dargestellte Hochdruckpumpe den gleichen Zustand wie die in Fig. 3A gezeigte ein. Im Betrieb beginnt der Zyklus, wenn der Kolben sich gerade unmittelbar hinter dem oberen Umkehrpunkt befindet, der Elektromagnet stromlos geschal­ tet ist und das Zulaufventil 146 und das Ablaufventil 146 von ihren Federn 145 bzw. 150 geschlossen werden.

Wenn, wie die Fig. 3B zeigt, die Steuerkurve 154 die Feder 158 in die Lage versetzt, das Einziehen des Kolbens 134 zu beginnen, wird das Zulaufventil 136 vom Elektromagneten 82 geöffnet, so daß Kraftstoff in die Pumpkammer 132 einströmen kann. Beim Weiterdrehen der Steuerkurve 154 und Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne (vergl. Fig. 3C) schließt der Elektromagnet 82 das Zulaufventil 136 und wird der Kraftstoffzustrom zur Pumpkammer 132 gesperrt. Die Dauer des Offenhaltens des Zulaufventils 136 bestimmt, wieviel Kraftstoff dosiert in die Pumpkammer 132 einströmen kann.

Wie die Fig. 3D zeigt, fährt beim Weiterdrehen der Steuer­ kurve der Kolben ein, ohne daß zusätzlicher Kraftstoff do­ siert in die Pumpkammer einströmt. Daher entsteht in der Kammer 132 ein Unterdruck bzw. Teilvakuum.

Eine Besonderheit der Erfindung ist, daß Leckkraftstoff aus den Düsen und/oder von den Kolben wieder der Hoch­ druckpumpe zugeführt wird, ohne daß er das Hauptdosier­ ventil 136 durchläuft. Sobald die Steuerkurve 154 ihren unteren Umkehrpunkt erreicht (Fig. 3E), öffnet der Kolben 134 in seiner endgültig eingefahrenen Lage den Kanal 170, der die Sammelkammer 164 für Leckkraftstoff mit der Pump­ kammer 132 verbindet. Die Kammer 164 ist rückseitig auf Atmosphärendruck gehalten, damit der Kammerteil vor dem Kolben 166 sich bei der Beaufschlagung mit Leckkraftstoff ausdehnen und als Sammler dienen kann. Zahlreiche alter­ native Sammlerformen lassen sich hier ebenfalls benutzen - einschl. elastischer Leitungen, Membranen oder komprimier­ ter Volumen. Die Kraft der Feder 168, die den Kolben 166 vorspannt, und der Unterdruck in der Kammer 164 drücken den Leckkraftstoff, der sich im vorigen Arbeitszyklus des Motors, d. h. während des letzten Hubs der Pumpe 24 ange­ sammelt hat, in die Pumpkammer 132.

Beim Lauf der Steuerkurve 154 durch den unteren Umkehr­ punkt (Fig. 3F) werden der Kolben nach oben gedrückt, der Kanal 170 geschlossen und die Kammer 132 vom Unter- auf einen Überdruck beaufschlagt. Während der Druck in der Kammer 132 steigt, sammelt sich am Kolben 134 vorbei lec­ kender Kraftstoff in einer umlaufenden Sammelnut 172 und tritt über den Kanal 170 in die Sammelkammer 164 ein. Wie die Fig. 3G zeigt, wird nach dem Schließen der Leckkraft­ stoff-Rückflußöffnung mit der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens 134 der Kraftstoff druckbeaufschlagt, bis das Ab­ laufventil 146 öffnet. Das Ablaufventil 146 bleibt offen, bis der Kolben 134 den oberen Umkehrpunkt erreicht und einen neuen Arbeitszyklus beginnt.

Wie ersichtlich, hängt die bei jedem Hub des Kolbens 134 eingespritzte Kraftstoffmenge von der Öffnungsdauer des Zulaufventils 136 ab, die der Elektromagnet 82 bestimmt. Da die Funktion des Elektromagneten 82 sich präzise steu­ ern läßt, gilt dies auch für die geförderte Kraftstoff­ menge.

Es ist einzusehen, daß als Sicherheitsmaßnahme jeder Bruch der elektrischen Zuleitungen zu den Elektromagneten 82 und 84 eine Sperrung der Kraftstoffzufuhr zu den von der je­ weiligen Hochdruckpumpe bedienten Einspritzdüsen bewirkt.

Die Kraftstoff-Einspritzdüsen 40-44, 52-56 der Kraft­ stoff-Einspritzanlage mit gemeinsamer Druckleitung werden elektronisch mit elektromagnetisch betätigten Ventilen gesteuert, deren Spritzöffnungen den Druck in der Leitung zu Geschwindigkeit im Austrittskegel umwandeln. Wie die Fig. 1 zeigt, wird unter Druck stehender Kraftstoff von den Hochdruckpumpen 24 und 26 zugeführt und in den Druck­ leitungen 28 und 30 oder einem Verteilsystem gespeichert, das als Kraftstoffsammler dient. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine (40i) der Düsen im geschlossenen Zustand (zwischen den Einspritzimpulsen) bzw. im offenen Zustand (während des Einspritzens).

Entsprechend der Regelung durch ein von einem Steuerventil gesteuerten Dosierventil 182 spritzt die Einspritzdüse 40 durch Sprühöffnungen 180 Kraftstoff in präzise eingestell­ ten Mengen in eine Brennkammer (nicht gezeigt) des Motors. Der Kraftstoff wird unter Druck von der Sammelleitung 28 über eine Ausgabeleitung 46 durch den Zulaufanschluß 184 in eine Kammer 186 mit dem Ventil 182 gegeben, das von der Druckfeder 187 in die in Fig. 4 gezeigte geschlossene Ruhelage vorgespannt 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 Steuerkam­ mer 196 auf dem Ventilschaft 188 verbunden. Die Kammer 196 ist über einen Kanal 198 mit einer Kammer 200 verbunden, die über den Kanal 202 mit der Kraftstoff-Rückflußleitung 66 verbunden ist. Ein weiterer Kanal 204 verbindet den Kanal 202 mit einer ringförmigen Kammer 206.

Ein elektromagnetisch gesteuertes Steuerventil 208 hat eine Nase 210, die den Kanal 198 ventilartig steuert, so­ wie eine umlaufende Schulter 212, wobei eine zwischen die­ se und einen Absatz 216 im Gehäuse gespannte Feder 214 das elektromagnetisch gesteuerte Steuerventil 208 abwärts­ drückt, um den Kanal 198 zu sperren. Das Ventil 208 hat einen Schaft 218, der einen scheibenförmigen Anker 220 des Elektromagneten nahe dessen Stator 222 hält. Es wird nun die Arbeitsweise der Einspritzvorrichtung 40 beschrieben.

Bei geschlossenem Einspritzventil 182 (Fig. 4) strömt Kraftstoff aus der Druckleitung 28 über die Leitung 46 zum Düseneinlaßkanal 184. In der Kammer 186 herrscht der Druckleitungsdruck. In diesem Zustand ist der Stator 222 des Elektromagneten stromlos und schließt die Feder 214 das Steuerventil 208. Bei geschlossenem Ventil 208 findet keine Strömung im Kanal 198 statt; der Kraftstoff in der Kammer 196 kann einen Druck gleich dem in der Kammer 186, d. h. den Druckleitungsdruck erreichen. Bei gleichem Druck in den beiden Kammern herrscht über dem Ventil 182 ein Druckausgleich. Die auf das Ventil 182 wirkende Kraft der Feder 187 unterstützt das Schließen des Ventils, dient aber hauptsächlich dazu, das Ventil gegen den Druck aus der Verbrennungskammer auf seinem Sitz zu halten. In den Kanälen 184, 192 und 198 sowie den Kammern 186 und 196 herrscht Druckleitungsdruck und es findet keine Strömung im System statt.

Zum Beginnen des Einspritzens wird der Stator 222 des Elektromagneten erregt, so daß der Anker 220 zum Stator 22 hin angezogen und die Nase 210 des Ventils 208 von ihrem Sitz abgehoben werden, um den Kanal 198 zu öffnen. Die Fig. 5 zeigt die Düse mit offenem Ventil während des Einspritzens. Bei abgehobener Ventilnase 210 beginnt eine Strömung durch den Kanal 198, so daß der Druck in der Kam­ mer 196 sinkt. Die Öffnung 194, durch die Kraftstoff aus der Kammer 186 den die Kammer 196 verlassenden Kraftstoff ausgleicht, drosselt die Strömung, um einen Druckabfall zwischen den Kammern 186 und 196 zu erzeugen. Da der Druck in der Kammer 196 niedriger als der in der Kammer 186 ist, entfällt das Druckgleichgewicht über dem Ventil 182. Die­ ses Druck-Ungleichgewicht überwindet die Kraft der Feder 187 und hebt das Ventil 182 von seinem Sitz ab, so daß Kraftstoff unter Druck durch die Spritzöffnungen 180 aus­ gestoßen und das Einspritzen von Kraftstoff in die Ver­ brennungskammer gestartet werden können. Der Drossel-An­ schlag 190 am Ende des Ventils 182 drosselt die in den Kanal 198 hinein erfolgende Strömung, während er eine Kraftstoffströmung durch die Öffnung 195 und im Kanal 198 erlaubt, die ausreicht, um das Druck-Ungleichgewicht auf­ recht- und das Ventil 182 offenzuhalten. Die Kanäle 202 und 294 sind vorgesehen, um Lecköl am Ventil 208 vorbei zur Düsenkraftstoff-Rückflußleitung 66 zu leiten.

Wird der Stator 222 des Elektromagneten stromlosgeschal­ tet, um das Einspritzen des Kraftstoffs in die Verbren­ nungskammer zu beenden, läßt die Feder 214 das Ventil 182 aufsetzen, so daß die Strömung im Kanal 198 gesperrt wird. Der Druck in der Kammer 196 steigt, bis der Druck in der Druckleitung und die Feder 187 gemeinsam die Gegenkraft aus dem Verbrennungsdruck überwinden; das Ventil 182 schließt. Es kann kein Kraftstoff mehr zu den Spritzlö­ chern und Einspritzenden strömen.

Die Fig. 6 zeigt schaubildlich den Druck am Zulauf der Spritzöffnungen der Düsen 40, 42 und 44 als Funktion des Drehwinkels der Steuerkurve der Kraftstoffpumpe. Sie zeigt auch, daß der Druck in der Druckleitung im wesentlichen konstantgehalten wird und nur infolge der Ausgangsimpulse der Pumpe schwankt. Diese Schwankungen sind gering, da die Elastizität des Druckleitungssystems und das Volumen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs sie dämpfen. Der Druck in der Druckleitung ist von der Motorendrehzahl un­ abhängig.

Die Fig. 7 und 8 der Zeichnung stellen eine alternative Ausführungsform der Erfindung dar. Die Fig. 7 zeigt die Einzelheiten des Aufbaus einer Pumpe 224 mit fester Ver­ drängung, die identisch zur Pumpe 226 (Fig. 8) ist. Die Pumpe 224 entspricht der Pumpe 24 (Fig. 2), wobei jedoch das Zulaufventil der ersteren ein Kugelventil ist und nicht von einem Elektromagneten betätigt wird.

Wie die Fig. 8 zeigt, wird Kraftstoff aus einem Kraft­ stofftank 23 unter dem von einer Kraftstoffpumpe 22 ge­ lieferten Druck einem Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil 274 zugeführt. Vom Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil 274 geht der Kraftstoff in den Versorgungsleitungen 36 bzw. 38 an die Einlässe 235 der Kraftstoffpumpen 224 und 226. Das Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil 274 wird mit einem Steuerventil-Elektromagneten 276 betätigt. Der Steuerven­ til-Elektromagnet 276 ist mit der Leitung 278 an den elek­ tronischen Verteiler 12 angeschlossen und wird mit Signa­ len aus der Steuerelektronik 10 erregt, die mit der Lei­ tung 278 an den Verteiler 12 angeschlossen ist.

Das Zulauf-Kraftstoff-Steuerventil 274 kann mit variabler oder fester Öffnung ausgeführt sein. Ein Beispiel einer Ausführung mit variabler Öffnung ist ein Ventil mit einem verjüngten Stift, der gleitend in einer Öffnung sitzt der­ art, daß seine lineare Lage die Öffnungsfläche bestimmt, die er ungesperrt hält. Der Stift wird innerhalb der Ein­ führgrenzen von Steuerventil-Elektromagnet 276 ansprechend auf ein Signal aus der Steuerelektronik 10 positioniert, wobei die Einführweite zum Mittelwert einer gepulsten Gleichspannung proportional ist.

Ein Beispiel für ein Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil mit fester Öffnung ist ein solches, das vom Steuerventil- Elektromagneten 276 ansprechend auf ein gepulstes Signal aus der Steuerelektronik 10 zu bestimmten Zeitpunkten und für bestimmte Dauer geöffnet und geschlossen wird. Das Verhältnis zwischen der Öffnungs- und der Schließdauer wird als "Schaltverhältnis" bezeichnet, wobei ein Schalt­ verhältnis von bspw. 10% besagt, daß das Ventil 10% der Periode geöffnet und 90% der Periode geschlossen ist. Je länger das Ventil offen ist, desto größer natürlich die Kraftstoffmenge, die durch das Ventil strömen kann. Um die Veränderungen des Kraftstoffdrucks so gering wie möglich zu halten, ist die Frequenz der gepulsten Signale gewöhn­ lich das 4- bis 10-fache der Anzahl der Zylinderzündungen pro Minute der mit der Erfindung ausgerüsteten Maschine.

Eine Sammelkammer 280 am Kraftstoffzulauf (gestrichelt ge­ zeigt) ist allgemein mit der Kraftstoff-Versorgungsleitung zwischen einem Kraftstoffdruck-Regelventil 274 mit fester Öffnung und der Pumpe 224 verbunden, um die Schwankungen des Kraftstoffdrucks infolge des intermittierenden Öffnens und Schließens des Ventils 274 zum Steuern des Kraftstoff- Zulaufdrucks zu dämpfen. Ein solcher Sammler ist gewöhn­ lich nicht erforderlich, wenn ein Steuerventil 274 mit va­ riabler Öffnung verwendet wird, da Versorgungsleitungen sich oft durch Einstellen ihrer Länge "abgleichen" lassen, um die jeweils auftretenden Schwankungen des Kraftstoff­ drucks zu dämpfen, die das Kraftstoffdruck-Regelventil im Zulauf erzeugt.

Das Pumpengehäuse 230 enthält eine Pumpkammer 232, in der ein Pumpkolben 234 zwischen einer festen oberen bzw. aus­ gefahrenen und einer festen unteren bzw. eingezogenen Lage hin- und hergeht. Kraftstoff aus dem Zulauf-Kraftstoff­ druck-Regelventil 224 wird dem Zulaufanschluß 235 der Pum­ pe 224 über eine Versorgungsleitung 36 (und mit der Ver­ sorgungsleitung der Pumpe 226 (Fig. 8)) zugeführt. Ein Zu­ lauf-Kugelventil 236 steuert die Kraftstoffströmung in die Pumpkammer 232 hinein. Das Kugelventil 237 wird normaler­ weise von einer Zulauf-Ventilfeder 245 elastisch zum Zu­ laufanschluß 235 hin vorgespannt; sein Zu- und Ablauf sind dem Zulaufanschluß 235 bzw. dem Zulaufkanal 238 zugewandt.

Beim Zurückziehen des Pumpkolbens 234 in seine eingefah­ rene Lage wird der Zulaufkanal 238 zur Pumpkammer 232 of­ fengelegt; der Druck, der das Zulauf-Kugelventil 237 vom Zulaufanschluß 235 wegdrückt, ist höher als die Kraft, die die Zulauf-Ventilfeder 245 und der Druck in der Pumpkammer 232 auf das Zulauf-Kugelventil 237 ausüben. Entsprechend hebt das Zulauf-Kugelventil 237 vom Zulaufanschluß 235 ab und läßt Kraftstoff in die Pumpkammer 232 strömen. Die do­ siert in die Pumpkammer 232 strömende Kraftstoffmenge wird hauptsächlich vom Zulauf-Kraftstoffdruck-Regelventil 274 bestimmt.

Die Kraftstoffausgabe der Pumpe 224 wird mit einem Ablauf­ ventil 246 gesteuert, das von einer Ablaufventilfeder 250 normalerweise federnd auf den Ablaufkanal 248 gedrückt wird und dessen Zu- und Ablauf dem Ablaufkanal 248 bzw. dem Ab­ laufanschluß 252 zugewandt sind. Wird der Pumpkolben 234 in seine Ausfahrstellung gedrückt, übersteigt der Druck in der Pumpkammer 232 die Kraft, die die Ablaufventilfeder 250 und der Druck im Ablauf 252 auf das Ablaufventil 246 ausüben. Hierdurch wird das Ablaufventil 246 geöffnet, so daß der Ablaufkanal 248 mit dem Ablaufanschluß 252 verbun­ den wird und Kraftstoff unter Druck zu einer Ausgabelei­ tung 32 (und einer Ausgabeleitung 34 der Pumpe 226 (Fig. 8)) fließen kann, die mit dem Ablauf 232 verbunden ist.

Der Pumpkolben 234 wird mittels einer umlaufenden Steuer­ kurve 254 zwischen seiner aus- und der eingefahrenen Lage hin- und hergefahren. Eine zwischen dem unteren Flansch 256 und einer Leiste 260 im Pumpengehäuses 230 eingespann­ te Kolbenfeder 258 drückt diesen Flansch 256 am unteren Ende des Kolbens 234 auf die Steuerkurve 254.

Die Düsenkraftstoff-Rückflußleitung 72 ist mit einem Leck­ kraftstoff-Einlaß 262 in der Pumpe 224 (bzw. die Rückfluß­ leitung 80 mit der Pumpe 226 (Fig. 8)) verbunden, um Leckkraftstoff einer Leckkraftstoff-Sammelkammer 264 zuzu­ führen. Die Sammelkammer 264 enthält einen Kolben 266, der gleitend verschiebbar ist und die Sammelkammer 264 zu einem vorderen und einem hinteren Teil unterteilt, wobei im hinteren Teil im wesentlichen der atmosphärische Druck herrscht. Eine Kolbenfeder 268 drückt den Kolben 266 ela­ stisch vom hinteren Teil der Sammelkammer 264 weg. Während eines Pumpzyklus aus der Pumpkammer 232 entweichender Kraftstoff sammelt sich in einer um die Pumpkammer 232 herumverlaufenden Sammelnut 272 und wird über einen Aus­ laßkanal 270 dem vorderen Teil 264 der Sammelkammer 264 zugeführt. Kraftstoff, der von den Einspritzdüsen - bspw. 40 (Fig. 8) - her zurückfließt, wird über den Lecköleinlaß 262 der Sammelkammer 264 zugeführt.

Die Arbeitsweise der Kraftstoffpumpe 224 entspricht der der Kraftstoffpumpe 24, deren Pumpzyklus bereits anhand der Fig. 3A bis 3G beschrieben worden ist; hier wird je­ doch das Kugelventil durch die vom hin- und hergehenden Pumpenkolben erzeugte Druckdifferenz, nicht durch einen Elektromagneten wie den Elektromagneten 82 betätigt. Die in die Pumpkammer 232 dosiert eingegebene Kraftstoffmenge wird primär vom Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil 274 bestimmt.

Es ist einzusehen, daß die relative Lage der verschiedenen Zu- bzw. Ablauföffnungen im Pumpengehäuse 30 eher kon­ struktiv bedingt als neuartig ist. Bspw. können der Zu­ laufanschluß 235 und die ihm zugehörigen Bauteile in eini­ gen Anwendungen auch oben auf der Kraftstoffpumpe 224 lie­ gen, desgl. der Leckkraftstoffzulauf 262 auf der anderen Seite der Kraftstoffpumpe 24. Die Steuerkurve 254 (deren Nocken nicht maßstabsgerecht gezeichnet ist), kann auch mit mehr als einem Nocken ausgeführt sein.

Die Funktion der gemeinsamen Druckleitungen 28 und 30 so­ wie der Kraftstoff-Einspritzdüsen 40, 42, 44, 52, 54 und 56 entspricht ebenfalls der oben beschriebenen, wobei die Verbindung zwischen den alternativen Kraftstoffpumpen 224 und 226 und den anderen Teilen der Kraftstoffanlage in Fig. 8 gezeigt ist.

Claims (28)

1. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzanlage mit Mitteln zur Kraftstoffversorgung, die der Pumpe Kraft­ stoff mit verhältnismäßig konstantem Druck zuführen, gekennzeichnet durch
ein Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält;
einen mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und herführbaren Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwischen einer aus- und einer eingefahrenen Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinauserstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden;
eine Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt;
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist;
eine Zulaufventil-Federeinrichtung, die das Zulauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Zulaufventil von einer Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende eingefahren und dabei der Druck in der Pumpkammer unter den des Kraftstoff auf der Zulaufseite des Zulaufventils abgesenkt wird;
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Ablaufventil, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer auszugeben, wobei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite auf­ weist; und
eine Ablaufventil-Federeinrichtung, die das Ablauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Ablaufventil durch eine Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende ausgefahren und damit der Druck in der Pumpkammer über den des Kraftstoffs auf der Ablaufseite des Ablaufventils gesteigert wird.

2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufventil ein Kugelventil ist.

3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens.

4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den mecha­ nischen Antriebsmitteln um eine umlaufende Steuerkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berührung mit dem hinteren Kolbenende gehalten wird und mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kolben eine gradlinige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

5. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch einen Kolben sowie durch eine Leck­ kraftstoff-Sammelkammer im Pumpengehäuse, wobei der Kolben in der Leckkraftstoff-Sammelkammer gleitend verschiebbar angeordnet ist, innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes eine Sammelnut vorgesehen ist, die bei einge­ fahrenem Kolben nahe dessen vorderem Ende um die Pumpkam­ mer herumverlaufend angeordnet ist, und der Kolben die Sammelkammer zu einem vorderen und einem hinteren Teil un­ terteilt, von denen der hintere im wesentlichen auf at­ mosphärischem Druck liegt, und wobei die Sammelnut in Strömungsverbindung mit dem vorderen Teil der Leckkraft­ stoff-Sammelkammer steht und dem vorderen Teil der Sam­ melkammer auch aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aufge­ fangener Kraftstoff zugeführt wird, sowie durch eine Kol­ ben-Federeinrichtung, die den Kolben elastisch vom hinte­ ren Teil der Kraftstoff-Sammelkammer hinweg vorspannt, wobei angesammelter Leckkraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer sowie bei in der eingefahrenen Lage befindli­ chem Kolben aufgefangener Kraftstoff aus den Kraftstoff- Einspritzdüsen aus dem vorderen Teil der Kraftstoff-Sam­ melkammer der Pumpkammer zugeführt wird.

6. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, gekenn­ zeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens.

7. Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den mecha­ nischen Antriebsmitteln um eine umlaufende Steuerkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berührung mit dem hinteren Kolbenende gehalten wird, wobei die Steuerkurve mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kolben eine grad­ linige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

8. Kraftstoff-Einspritzanlage, gekennzeich­ net durch
mindestens eine gemeinsame Druckleitung;
eine Vielzahl elektromagnetisch betätigter Kraft­ stoff-Einspritzdüsen, die an die mindestens eine gemein­ same Druckleitung angeschlossen sind, um aus ihr Kraft­ stoff mit im wesentlichen konstantem Druck zu übernehmen;
einen elektronischen Steuermechanismus zur Steuerung jeder aus der Vielzahl von elektromagnetisch betätigten Kraftstoff-Einspritzdüsen;
eine Kraftstoff-Versorgungseinrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck;
Drucksteuermittel zum Steuern des Drucks des von der Kraftversorgungseinrichtung gelieferten Kraftstoffs; und
mindestens eine Hochdruckpumpe mit
einem Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält,
einem mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und hergehenden Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwi­ schen einer aus- und einer eingefahrenen- Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinauserstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden,
einer Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt,
einem im Pumpengehäuse angeordneten Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist,
einer Zulaufventil-Federeinrichtung, die das Zulauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Zulaufventil von einer Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende eingefahren und dabei der Druck in der Pumpkammer unter den des Kraftstoffs auf der Zulaufseite des Zulaufventils abgesenkt wird,
einem im Pumpengehäuse angeordneten Ablaufventil, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer auszugeben, wo­ bei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite auf­ weist, und
einer Ablaufventil-Federeinrichtung, die das Ablauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Ablaufventil durch eine Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende ausgefahren und damit der Druck in der Pumpkammer über den des Kraftstoffs auf der Ablaufseite des Ablaufventils gesteigert wird.

9. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Zu­ laufventil der Pumpe ein Kugelventil ist.

10. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druck­ steuereinrichtung ein Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil, das zwischen die Kraftstoff-Versorgungseinrichtung und die mindestens eine Hochdruckpumpe geschaltet ist, sowie einen Steuerventil-Elektromagneten aufweist, um das Zulauf- Kraftstoffdruck-Steuerventil ansprechend auf Signale aus der elektronischen Steuermechanik zu betätigen.

11. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 10, ge­ kennzeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens der Pumpe.

12. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei der mechanischen Antriebseinrichtung um eine umlaufende Steuerkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berüh­ rung auf dem hinteren Kolbenende gehalten wird, wobei die Steuerkurve mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kol­ ben eine gradlinige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

13. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 10, ge­ kennzeichnet durch einen Kolben sowie durch eine Leckkraftstoff-Sammelkammer im Pumpengehäuse, wobei der Kolben in der Leckkraftstoff-Sammelkammer gleitend verschiebbar angeordnet ist, innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes eine Sammelnut vorgesehen ist, die bei eingefahrenem Kolben nahe dessen vorderem Ende um die Pumpkammer herumverlaufend angeordnet ist, und der Kolben die Sammelkammer zu einem vorderen und einem hinteren Teil unterteilt, von denen der hintere im wesentlichen auf at­ mosphärischem Druck liegt, und wobei die Sammelnut in Strömungsverbindung mit dem vorderen Teil der Leckkraft­ stoff-Sammelkammer steht und dem vorderen Teil der Sam­ melkammer auch aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aufge­ fangener Kraftstoff zugeführt wird, sowie durch eine Kol­ benfedereinrichtung, die den Kolben elastisch vom hinteren Teil der Kraftstoff-Sammelkammer hinweg vorspannt, wobei bei in der eingefahrenen Lage befindlichem Kolben ange­ sammelter Leckkraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer sowie aufgefangener Kraftstoff aus den Kraftstoff-Ein­ spritzdüsen aus dem vorderen Teil der Kraftstoff-Sammel­ kammer der Pumpkammer zugeführt wird.

14. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 13, ge­ kennzeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens der Pumpe.

15. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 14, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei der mechanischen Antriebseinrichtung um eine umlaufende Steuerkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berüh­ rung auf dem hinteren Kolbenende gehalten wird, wobei die Steuerkurve mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kol­ ben eine gradlinige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

16. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzanlage mit Mitteln zur Kraftstoffversorgung, die der Pumpe Kraft­ stoff mit verhältnismäßig konstantem Druck zuführen, gekennzeichnet durch
ein Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält;
einen mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und herführbaren Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwischen einer aus- und einer eingefahrenen Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinauserstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden;
eine Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt;
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist;
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Ablaufventil, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer auszugeben, wobei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite auf­ weist; und
eine Ablaufventil-Federeinrichtung, die das Ablauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Ablaufventil durch eine Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende ausgefahren und damit der Druck in der Pumpkammer über den des Kraftstoffs auf der Ablaufseite des Ablaufventils gesteigert wird;
wobei das Pumpengehäuse weiterhin im Hubbereich des vorderen Kolbenendes nahe diesem in seiner eingefahrenen Lage eine um die Pumpkammer herumverlaufende Sammelnut enthält, die am Kolben entlang entweichenden Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer sammelt,
das Pumpengehäuse weiterhin eine Leckkraft-Sammel­ kammer enthält; durch
einen in der Leckkraftstoff-Sammelkammer gleitend verschiebbaren Kolben, der die Sammelkammer zu einem vor­ deren und einem hinteren Teil unterteilt, von denen der hintere Teil sich im wesentlichen auf atmosphärischem Druck befindet, wobei die Sammelnut mit dem vorderen Teil der Leckkraftstoff-Sammelkammer in Strömungsverbindung steht und die Sammelkammer auch mit einer oder mehreren Kraftstoff-Einspritzdüsen in Strömungsverbindung treten und aus ihnen aufgefangenen Kraftstoff übernehmen kann; und durch
eine Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch vom hinteren Teil der Leckkraftstoff-Sammelkammer hinweg vorspannt, so daß bei in seiner eingefahrenen Lage befindlichem Kolben angesammelter Leckkraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer sowie aufgefangener Kraftstoff aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aus dem vorderen Teil der Leckkraftstoff-Sammelkammer der Pumpkammer zugeführt wird.

17. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 16, ge­ kennzeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens der Pumpe.

18. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei der mechanischen Antriebseinrichtung um eine umlaufende Steuerkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berüh­ rung auf dem hinteren Kolbenende gehalten wird, wobei die Steuerkurve mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kol­ ben eine gradlinige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

19. Kraftstoff-Einspritzanlage, gekennzeich­ net durch
mindestens eine gemeinsame Druckleitung;
eine Vielzahl elektromagnetisch betätigter Kraft­ stoff-Einspritzdüsen, die an die mindestens eine gemein­ same Druckleitung angeschlossen sind, um aus ihr Kraft­ stoff mit im wesentlichen konstantem Druck zu übernehmen;
einen elektronischen Steuermechanismus zur Steuerung jeder aus der Vielzahl von elektromagnetisch betätigten Kraftstoff-Einspritzdüsen;
eine Kraftstoff-Versorgungseinrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck;
Drucksteuermittel zum Steuern des Druck des von der Kraftversorgungseinrichtung gelieferten Kraftstoffs; und durch
mindestens eine Hochdruckpumpe mit
einem Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält,
einem mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und hergehenden Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwischen einer aus- und einer eingefahrenen Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinaus erstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden,
einer Kolbenfedereinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt,
einem im Pumpengehäuse angeordneten Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff aus der Drucksteuereinrichtung in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablauf­ seite aufweist,
einem normalerweise geschlossenen Ablaufventil im Pumpengehäuse, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkam­ mer an die mindestens eine gemeinsame Kraftstoff-Druck­ leitung auszugeben, wobei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist, wobei
das Pumpengehäuse eine Leckkraftstoff-Sammelkammer enthält,
das Pumpengehäuse weiterhin Mittel zum Sammeln von aus dem Kopfteil der Pumpkammer am Kolben entlang ent­ weichendem Kraftstoff sowie zur Übergabe dieses Kraft­ stoffs an die Leckkraftstoff-Sammelkammer aufweist, und wobei
Mittel zum Auffangen von Kraftstoff aus den Kraft­ stoff-Einspritzdüsen aufzufangen und zur Zufuhr dieses Kraftstoffs zur Leckkraftstoff-Sammelkammer sowie
Mittel in der Leckkraftstoff-Sammelkammer vorgesehen sind, um bei eingefahrenem Kolben den angesammelten Leck­ kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer und den aufge­ fangenen Kraftstoff aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen selbsttätig der Pumpkammer zuzuführen.

20. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Druck­ steuereinrichtung ein Zulauf-Kraftstoffdruck-Steuerventil, das zwischen die Kraftstoffversorgungseinrichtung und die mindestens eine Hochdruckpumpe geschaltet ist, sowie einen Steuerventil-Elektromagneten aufweist, um das Zulauf- Kraftstoffdruck-Steuerventil ansprechend auf Signale aus dem elektronischen Steuermechanismus zu betätigen.

21. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 20, ge­ kennzeichnet durch mechanische Antriebsmittel zum gradlinigen Hin- und Herführen des Kolbens der Pumpe.

22. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 21, da­ durch gekennzeichnet, daß es sich bei den mechanischen Antriebsmitteln um eine umlaufende Steu­ erkurve handelt, die in elastisch vorgespannter Berührung mit dem hinteren Kolbenende gehalten wird, wobei die Steu­ erkurve mindestens einen Nocken aufweist, um dem Kolben eine gradlinige Hin- und Herbewegung zu erteilen.

23. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoff-Einspritzanlage mit einer Kraftstoff-Versorgungseinrichtung, die der Pumpe Kraftstoff mit verhältnismäßig konstantem Druck zuführt, gekennzeichnet durch
ein Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält;
einen mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und hergehenden Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwi­ schen einer aus- und einer eingefahrenen Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinauserstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden;
eine Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt;
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist;
eine Zulaufventil-Federeinrichtung, die das Zulauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt,
ein im Pumpengehäuse angeordnetes Ablaufventil, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer auszugeben, wo­ bei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite auf­ weist; und
eine Ablaufventil-Federeinrichtung, die das Ablauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Ablaufventil durch eine Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende ausgefahren und damit der Druck in der Pumpkammer über den des Kraftstoffs auf der Ablaufseite des Ablaufventils gesteigert wird.

24. Hochdruckpumpe nach Anspruch 24, gekenn­ zeichnet durch einen Kolben sowie durch eine Sammelkammer im Pumpengehäuse, wobei der Kolben in der Sammelkammer gleitend verschiebbar angeordnet ist, inner­ halb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes eine Sammel­ nut vorgesehen ist, die bei eingefahrenem Kolben nahe des­ sen vorderem Ende um die Pumpkammer herumverläuft und aus dem Kopfteil der Pumpkammer am Kolben entlang entwei­ chenden Kraftstoff sammelt, und die Sammelkammer von dem Kolben in einen vorderen und einen hinteren Teil unter­ teilt wird, von denen der hintere im wesentlichen auf at­ mosphärischem Druck liegt, wobei die Sammelnut in Strö­ mungsverbindung mit dem vorderen Teil der Sammelkammer steht und dem vorderen Teil der Sammelkammer auch aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aufgefangener Kraftstoff zuge­ führt wird, sowie durch eine Kolbenfedereinrichtung, die den Kolben elastisch vom hinteren Teil der Sammelkammer hinweg vorspannt, wobei bei in der eingefahrenen Lage befindlichem Kolben angesammelter Leckkraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer sowie aufgefangener Kraftstoff aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aus dem vorderen Teil der Kraftstoff-Sammelkammer der Pumpkammer zugeführt werden.

25. Hochdruckpumpe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer eine Öffnung aufweist, die nahe dem unteren Umkehrpunkt des hin- und hergehenden Kolbens liegt und mit der Sammelkam­ mer der Pumpe verbunden ist, wobei der aufgefangene Kraftstoff der Pumpe zusammen mit dem vom Zulaufventil kommenden Kraftstoff durch das Ablaufventil hindurch aus­ gegeben wird.

26. Kraftstoff-Einspritzanlage, gekennzeich­ net durch
mindestens eine gemeinsame Druckleitung;
eine Vielzahl elektromagnetisch betätigter Kraft­ stoff-Einspritzdüsen, die an die mindestens eine gemein­ same Druckleitung angeschlossen sind, um aus ihr Kraft­ stoff mit im wesentlichen konstantem Druck zu übernehmen;
einen elektronischen Steuermechanismus zur Steuerung jeder aus der Vielzahl von elektromagnetisch betätigten Kraftstoff-Einspritzdüsen;
eine Kraftstoff-Versorgungseinrichtung zur Zufuhr von Kraftstoff mit im wesentlichen konstantem Druck;
Drucksteuermittel zum Steuern des Druck des von der Kraftversorgungseinrichtung gelieferten Kraftstoffs; und
mindestens eine Hochdruckpumpe mit
einem Pumpengehäuse, das eine Pumpkammer enthält,
einem mechanisch angetriebenen, gradlinig hin- und hergehenden Kolben in der Pumpkammer, der ein vorderes und ein hinteres Ende aufweist und über einen Hubbereich zwi­ schen einer aus- und einer eingefahrenen Lage gradlinig hin- und herfahrbar ist, wobei die Pumpkammer sich über die ausgefahrene Lage des Kolbens hinauserstreckt, um einen Kopfbereich der Pumpkammer auszubilden,
einer Kolben-Federeinrichtung, die den Kolben ela­ stisch in seine eingefahrene Lage vorspannt,
einem im Pumpengehäuse angeordneten Zulaufventil, das innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes Kraft­ stoff in die Pumpkammer einläßt, wobei das Zulaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist,
einer Zulaufventil-Federeinrichtung, die das Zulauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt,
einem im Pumpengehäuse angeordneten Ablaufventil, um Kraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer an die minde­ stens eine gemeinsame Druckleitung auszugeben, wobei das Ablaufventil eine Zu- und eine Ablaufseite aufweist, und
einer Ablaufventil-Federeinrichtung, die das Ablauf­ ventil elastisch in eine Schließstellung vorspannt, wobei das Ablaufventil durch eine Druckdifferenz geöffnet wird, wenn das vordere Kolbenende ausgefahren und damit der Druck in der Pumpkammer über den des Kraftstoffs auf der Ablaufseite des Ablaufventils gesteigert wird.

27. Kraftstoff-Einspritzanlage nach Anspruch 26, ge­ kennzeichnet durch einen Kolben sowie durch eine Sammelkammer im Pumpengehäuse, wobei der Kolben in der Sammelkammer gleitend verschiebbar angeordnet ist, innerhalb des Hubbereichs des vorderen Kolbenendes eine Sammelnut vorgesehen ist, die bei eingefahrenem Kolben nahe dessen vorderem Ende um die Pumpkammer herumverlau­ fend angeordnet ist und Kraftstoff aufnimmt, der aus dem Kopfteil der Pumpkammer am Kolben entlang entweicht, und der Kolben die Sammelkammer gleitend verschiebbar in einen vorderen und einen hinteren Teil unterteilt, von denen der hintere im wesentlichen auf atmosphärischem Druck liegt, und wobei die Sammelnut in Strömungsverbindung mit dem vorderen Teil der Sammelkammer steht und dem vorderen Teil der Sammelkammer auch aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aufgefangener Kraftstoff zugeführt wird, sowie durch eine Kolbenfedereinrichtung, die den Kolben elastisch vom hin­ teren Teil der Sammelkammer hinweg vorspannt, wobei bei in der eingefahrenen Lage befindlichem Kolben angesammelter Leckkraftstoff aus dem Kopfteil der Pumpkammer und aufge­ fangener Kraftstoff aus den Kraftstoff-Einspritzdüsen aus dem vorderen Teil der Sammelkammer der Pumpkammer zuge­ führt werden.

28. Hochdruckpumpe nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpkammer eine Öffnung aufweist, die nahe dem unteren Umkehrpunkt des hin- und hergehenden Kolbens liegt und mit der Sammelkam­ mer der Pumpe verbunden ist, wobei der aufgefangene Kraftstoff der Pumpe zusammen mit dem vom Zulaufventil kommenden Kraftstoff durch das Ablaufventil hindurch aus­ gegeben wird.