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Diese
Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil zur Verwendung
bei der Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff an einen Verbrennungsraum
eines zugeordneten Verbrennungsmotors. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Pumpen-Einspritzventil-Einheit des Typs, der eine Pumpe umfasst,
die für
die Zufuhr von Kraftstoff ausschließlich zu der Einspritzdüse des Einspritzventils
und nicht zu anderen zu dem Motor gehörenden Einspritzventil-Düsen vorgesehen
ist.
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In
bekannten Pumpen-Einspritzventil-Einheiten, beispielsweise wie in
der
EP 0 840 003 gezeigt, wird
der Zeitverlauf der Kraftstoffeinspritzung aus einer Einspritzventil-Düse unabhängig von
dem Zeitpunkt des Beginns der durch die Pumpe erfolgenden Beaufschlagung
des Kraftstoffs mit Druck durch Steuern des Kraftstoffdrucks innerhalb
einer Steuerkammer der Düse
gesteuert. Die Einspritzventil-Düse umfasst
eine Ventilnadel, die an einem Ventilnadelsitz zur Anlage gelangen
kann, um die Abgabe von Kraftstoff durch eine Auslassöffnung der
Einspritzventil-Düse
zu steuern. Eine mit der Ventilnadel verbundene Oberfläche ist
dem Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer ausgesetzt. Durch
eine geeignete Steuerung des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerkammer
kann die absolute Größe einer
Kraft, die die Ventilnadel in Richtung ihres Sitzes drückt, gesteuert
werden. Der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer wird mit
Hilfe eines elektromagnetisch betätigbaren Dreiwege-Ventils gesteuert,
das betätigbar
ist, um die Verbindung zwischen der Steuerkammer und entweder einem
Versorgungskanal, der unter Druck stehenden Kraftstoff enthält, oder
einem Abflusskanal zu ermöglichen,
der während
des Betriebs mit einem unter relativ geringem Druck stehenden Kraftstoffbehälter in
Verbindung steht.
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Die
Pumpen-Einspritzventil-Einheit umfasst außerdem eine Überströmventil-Anordnung, die vorgesehen
ist, um die Verbindung zwischen dem Niederdruck-Kraftstoffbehälter und einer Pumpenkammer
zu steuern, die zumindest teilweise innerhalb einer Bohrung in einem
Pumpengehäuse
ausgebildet bzw. von dieser begrenzt ist. Ein Kolbenelement kann innerhalb
der Kolbenbohrung hin- und her bewegt werden, um das Volumen der
Pumpenkammer zu verändern,
wobei die Überströmventil-Anordnung zwischen
einer offenen Stellung, in welcher die Pumpenkammer mit dem Niederdruck-Behälter in
Verbindung steht, in welchem Falle eine Hin- und Herbewegung des
Kolbenelements bewirkt, dass Kraftstoff von der Pumpenkammer zu
dem Niederdruck-Kraftstoffbehälter
verdrängt
wird, und einer geschlossenen Stellung betätigt werden kann, in welcher
die Verbindung zwischen der Pumpenkammer und dem Niederdruck-Kraftstoffbehälter unterbrochen
ist. Wenn die Überströmventil-Anordnung
geschlossen ist, bewirkt die Bewegung des Kolbenelementes innerhalb
der Kolbenbohrung in einer Richtung, in welcher das Volumen der
Pumpenkammer verringert werden soll, dass der Kraftstoff innerhalb
der Kammer mit Druck beaufschlagt wird. Ein hoher Druck innerhalb
der Pumpenkammer wird über
einen Versorgungskanal an die zugeordnete Einspritzventil-Düse weitergegeben.
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Andere
Pumpen-Einspritzventil-Einheiten sind bekannt. Zum Beispiel offenbart
die
EP 0 845 791 ein
Einspritzventil mit einer Steuerkammer und einem Ventil, das für die Steuerung
des Kraftstoffdrucks innerhalb der Steuerkammer vorgesehen ist. Das
Einspritzventil umfasst weiterhin ein Überströmventil, das die Beaufschlagung
von Kraftstoff innerhalb einer Pumpenkammer mit Druck dadurch steuert,
dass die Verbindung zwischen der Pumpenkammer und einem Niederdruck-Behälter gesteuert
wird. Es sind jedoch keine Mittel vorgesehen, durch die ein Teil
des relativ heißen
Kraftstoffs innerhalb des Einspritzventils durch kühleren Kraftstoff
verdrängt
wird.
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Die
US 4,982,713 offenbart ein
Einspritzventil mit einem innerhalb einer Pumpenkammer hin- und her
bewegbaren Pumpenkolben, welcher Kraftstoff mit Einspritzdruck zu
einer Einspritzdüse
pumpt, solange ein Steuerventil verhindert, dass Kraftstoff von einer
Pumpenkammer zu einer Niederdruckkammer fließt. Das Kraftstoff-Einspritzventil ist
mit einer Venturipumpe versehen, um Kraftstoff aus der Pumpen-Arbeitskammer zu
entfernen, um eine nicht vorgesehene Einspritzung zu verhindern.
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Es
ist wichtig, sicherzustellen, dass Kraftstoff im Umlauf durch das
Einspritzventil gehalten wird, um eine Kühlung zu erleichtern. Es ist
daher wünschenswert,
einen Teil des relativ heißen
Kraftstoffs innerhalb der Pumpen-Einspritzventil-Einheit zu einem
Rücklauf-Verbindungskanal
zu verdrängen,
wodurch der Kraftstoff zu dem Niederdruck-Kraftstoffbehälter fließen kann, und den verdrängten Kraftstoff durch
kühleren
Kraftstoff zu ersetzen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpen-Einspritzventil-Einheit
des vorgenannten Typs bereitzustellen, die es möglich macht, dass dies erreicht
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Pumpen-Kraftstoffeinspritzventil-Einheit bereitgestellt,
umfassend eine Ventilnadel, die innerhalb einer Bohrung bewegbar
angeordnet ist und an einem Ventilnadelsitz zur Anlage gelangen
kann, um die Abgabe von Kraftstoff durch eine Auslassöffnung zu
steuern, und einen Kraftstoffversorgungskanal zur Abgabe von unter
hohem Druck stehendem Kraftstoff aus einer Pumpenkammer an die Bohrung,
wobei die Ventilnadel eine ihr zugehörige oder mit ihr verbundene
Oberfläche
aufweist, die dem Kraftstoffdruck innerhalb einer Steuerkammer ausgesetzt
ist, wobei die Steuerkammer derart angeordnet ist, dass sie unter
hohem Druck stehenden Kraftstoff aus dem Versorgungskanal erhält, wodurch
der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer die Ventilnadel in
Anlage mit dem Ventilnadelsitz drückt. Das Einspritzventil umfasst
weiterhin eine Steuerventilanordnung zum Steuern des Kraftstoffdrucks
innerhalb der Steuerkammer, wodurch die Bewegung der Ventilnadel
relativ zum Ventilnadelsitz gesteuert werden kann, und einen Überström-/Füllkanal,
durch welchen unter der Steuerung einer Überströmventilanordnung unter relativ
geringem Druck stehender Kraftstoff an die Pumpenkammer abgegeben
wird. Das Kraftstoffeinspritzventil ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Überström-/Füllkanal
mit einer Venturipumpe ausgestattet ist, welche einen kegelförmigen Einlassbereich
in Verbindung mit dem Überström-/Füllkanal,
einen kegelförmigen
Auslassbereich in Verbindung mit einem Rücklaufkanal und einen Durchlass-
bzw. Kehlenbereich umfasst, der sich zwischen dem kegelförmigen Einlassbereich
und dem kegelförmigen Auslassbereich
befindet und über
einen Mündungsanschluss
oder -auslass mit einem Rückführungskanal
in Verbindung steht, derart, dass innerhalb des Rückführungskanals
ein Vakuum gezogen wird, wenn Kraftstoff durch den Durchlass- bzw.
Kehlenbereich und durch den Rücklaufkanal
zu einem Niederdruck-Kraftstoffspeicher fließt. Ein Teil des Durchlass-
bzw. Kehlenbereichs unmittelbar stromabwärts des Mündungsanschlusses oder -auslasses
besitzt eine größere Querschnittsfläche als
ein Teil des Durchlass- bzw. Kehlenbereichs unmittelbar stromaufwärts des
Mündungsanschlusses.
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Vorzugsweise
umfasst die Überströmventilanordnung
ein Überströmventilelement,
das unter der Steuerung einer ersten Betätigungsorgan- oder Stellglied-Anordnung
betätigt
werden kann. Vorzugsweise umfasst die erste Betätigungsorgan- bzw. Stellglied-Anordnung eine erste
mit Energie beaufschlagbare Wicklung und einen ersten Anker, der so
an das Überströmventilelement
gekoppelt ist, dass das Beaufschlagen der ersten Wicklung mit Energie
und das Wegnehmen von Energie von dieser Wicklung bewirkt, dass
sich der erste Anker und damit das Überströmventilelement bewegt. Das Überströmventilelement
ist vorzugsweise innerhalb einer ersten Ankerkammer angeordnet,
wobei der Rückführungskanal so
ausgebildet ist, dass er mit der ersten Ankerkammer in Verbindung
steht, derart, dass darin ein Vakuum gezogen wird.
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Die
Verbindung zwischen dem Rückführungskanal
und der ersten Ankerkammer dient dazu, Druckwellen innerhalb der
ersten Ankerkammer zu verringern, die ansonsten eine unerwünschte Bewegung
des Überströmventilelements
verursachen könnten.
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Die
Steuerventilanordnung umfasst vorzugsweise ein Steuerventilelement,
das unter der Steuerung einer zweiten Betätigungsorgan- oder Stellglied-Anordnung
betätigt
werden kann. Die zweite Betätigungsorgan-
oder Stellglied-Anordnung kann eine elektromagnetische Betätigungsorgan-
bzw. Stellglied-Anordnung sein, die eine zweite mit Energie beaufschlagbar
Wicklung aufweist und vorzugsweise einen zweiten Anker umfasst,
der an das Steuerventil-Element gekoppelt ist. Das Beaufschlagen der
zweiten Wicklung mit Energie und das Wegnehmen von Energie von dieser
bewirkt, dass sich der zweite Anker und damit das Steuerventil-Element zwischen
einer Offenstellung, in welcher die Steuerkammer mit dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher
in Verbindung steht, und einer Geschlossenstellung bewegt, in welcher
die Verbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher unterbrochen
ist, wodurch der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer gesteuert
werden kann.
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Der
zweite Anker ist vorzugsweise innerhalb einer zweiten Ankerkammer
angeordnet, wobei der Rückführungskanal
so ausgebildet ist, dass er mit der zweiten Ankerkammer in Verbindung
steht, derart, dass ein Vakuum in der zweiten Ankerkammer gezogen
wird.
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Das
Einspritzventil kann außerdem
ein Kolbenelement umfassen, das vorgesehen ist, um auf die Hin-
und Herbewegung des Kolbenelements innerhalb einer Kolbenbohrung
hin Kraftstoff innerhalb einer Pumpenkammer mit Druck zu beaufschlagen, wobei
dem Kolbenelement eine Leckage-Sammelkammer zugeordnet ist, die
vorzugsweise durch eine auf dem Kolbenelement vorhandene Vertiefung
oder Ausnehmung gebildet ist und in der sich Leckage- oder Rückstrom-Kraftstoff
aus der Pumpenkammer sammelt. Die Leckage-Sammelkammer kann so ausgebildet
sein, dass sie mit dem Rückführungskanal
in Verbindung steht, so dass darin ein Vakuum gezogen wird.
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Die
Verbindung zwischen dem Rückführungskanal
und der zweiten Ankerkammer zum Ziehen eines Vakuums in der zweiten
Ankerkammer verringert Druckwellen innerhalb der zweiten Ankerkammer,
die anderenfalls eine unerwünschte
Bewegung des Steuerventil-Elements verursachen könnten.
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Die
Erfindung wird nachstehend rein beispielhaft unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 eine
erste Schnittansicht ist, die ein Kraftstoffeinspritzventil gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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2 eine
andere Schnittansicht des in 1 gezeigten
Kraftstoffeinspritzventils ist,
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3 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils des Kraftstoffeinspritzventils der 1 und 2 darstellt,
und
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4 eine
teilweise im Schnitt gezeigte vergrößerte Ansicht einer Überströmventil-Anordnung ist,
die einen Teil des Einspritzventils der 1 bis 3 bildet.
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Die
in den beigefügten
Zeichnungen dargestellte Pumpen-Einspritzventil-Einheit umfasst
eine Einspritzventil-Düse
mit einem Düsenkörper 10,
der mit einer Sackbohrung 12 versehen ist, in welcher eine
Ventilnadel 14 verschieblich angeordnet ist. Die Ventilnadel 14 kann
an einem Ventilnadelsitz zur Anlage gelangen, der von dem geschlossenen
Ende der Bohrung 12 gebildet wird, um die Abgabe von Kraftstoff
aus einer von der Ventilnadel 14 und der Bohrung 12 begrenzten
Abgabekammer und einer Mehrzahl von (nicht gezeigten) Auslassöffnungen
zu steuern, die sich stromabwärts
des Ventilnadelsitzes befinden. Die Bohrung 12 ist so geformt,
dass sie eine ringförmige
Kammer 16 zur Aufnahme von unter hohem Druck stehendem
Kraftstoff aus einem Versorgungskanal 18 bildet, der von
verschiedenen Gehäuseteilen
des Einspritzventils begrenzt wird. Während des Betriebs erhält der Versorgungskanal 18 unter hohem
Druck stehenden Kraftstoff aus einer Pumpenkammer 20, die
teilweise innerhalb einer in einem Pumpengehäuse 22 vorhandenen
Kolbenbohrung 24 ausgebildet ist. Ein Kolbenelement 26 kann
unter der Einwirkung einer Nocken-Anordnung auf übliche Weise innerhalb der
Kolbenbohrung 24 vor und zurück bewegt werden, um die Beaufschlagung
von Kraftstoff innerhalb der Pumpenkammer 20 mit Druck zu
bewirken. Das Kolbenelement 26 ist mit einer Vertiefung
oder Ausnehmung 27 ausgestattet, wodurch eine Leckage-Sammelkammer
gebildet wird, innerhalb der sich Leckage- oder Rückstrom-Kraftstoff
aus der Pumpenkammer 20 sammelt.
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Die
Pumpen-Einspritzventil-Einheit umfasst eine Überströmventil-Anordnung 60,
die in Einzelheiten in 4 gezeigt ist, für das Steuern
der Verbindung zwischen der Pumpenkammer 20 und einer Quelle
für unter
relativ geringem Druck stehenden Kraftstoff. Typischerweise umfasst
die Überströmventil-Anordnung 60 ein Überströmventil-Element 62, das
mit einem Überströmventil-Anker 64 einer
ersten elektromagnetischen Betätigungsorgan-Anordnung (nicht
gezeigt) gekoppelt ist, die sich innerhalb eines Betätigungsorgan-Gehäuses 66 befindet,
das dem Pumpengehäuse 22 benachbart
ist. In günstiger
Weise befindet sich der Überströmventil-Anker 64 innerhalb
einer im Pumpengehäuse 22 ausgebildeten Überströmventil-Ankerkammer 68.
Während
des Betriebs wird die Bewegung des Überströmventil-Ankers 64 und
damit des Überströmventil-Elements 62 dadurch
gesteuert, dass eine elektromagnetische Wicklung der ersten Betätigungsorgan-Anordnung mit
Energie beaufschlagt wird und Energie von dieser Wicklung genommen
wird.
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Das Überströmventilelement 62 ist
in einer im Pumpengehäuse 22 vorhandenen
Bohrung 65 bewegbar und umfasst einen Bereich 62a mit
vergrößertem Durchmesser,
der an einem von der Bohrung 65 gebildeten Überströmventilsitz 65a zur
Anlage gelangen kann. Wenn der vergrößerte Bereich 62a des Überströmventil-Elements 62 weg
von dem Überströmventilsitz 65a bewegt
wird (d.h. sich in offenem Zustand befindet), kann eine im Pumpengehäuse 22 vorhandene
Drillbohrung 67, die mit der Pumpenkammer 20 in
Verbindung steht, in Verbindung mit einem Überström-/Füllkanal 28 gelangen,
der teilweise im Pumpengehäuse 22 und
teilweise innerhalb eines weiteren Gehäuses 29, das sich
in Nachbarschaft zum Pumpengehäuse 22 befindet
(wie in 3 gezeigt), ausgebildet ist.
Wenn sich das Überströmventilelement 62 in
seinem offenen Zustand befindet, bewirkt die Hin- und Herbewegung
des Kolbenelements 26 innerhalb der Kolbenbohrung 24,
dass Kraftstoff durch den Überström-/Füllkanal 28 und
die Drillbohrung 67 und am Überströmventilelement-Sitz 65a vorbei
in die Pumpenkammer 20 gezogen und wieder aus ihr verdrängt wird.
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Wenn
das Überströmventil-Element 62 in Anlage
mit dem Überströmventilsitz 65a bewegt
worden ist (d.h. ein geschlossener Zustand), ist die Verbindung
zwischen der Pumpenkammer 20 und dem Niederdruck-Kraftstoffbehälter unterbrochen,
weil kein Kraftstoff mehr am Überströmventil-Sitz 65a vorbei
fließen
kann. Dies hat zur Folge, dass die Hin- und Herbewegung des Kolbenelements 26 innerhalb der
Kolbenbohrung 24 bewirkt, dass Kraftstoff innerhalb der
Pumpenkammer 20 mit Druck beaufschlagt wird. Mit Druck
beaufschlagter Kraftstoff aus der Pumpenkammer 20 wird
dem Versorgungskanal 18 zur Zuführung an die Abgabekammer der
Einspritzventil-Düse
zugeführt.
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An
seinem den Auslassöffnungen
der Einspritzventil-Düse
abgewandten Ende liegt der Düsenkörper 10 an
einem weiteren Gehäuse 30 an,
in welchem eine Steuerkammer 32 für Kraftstoff ausgebildet ist.
Die Steuerkammer 32 empfängt unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff durch eine verengte Drillbohrung 33 vom Versorgungskanal 18.
Ein Kolbenelement 34 ist innerhalb einer in dem weiteren Gehäuse 30 vorhandenen
Kolbenbohrung bewegbar. Das Kolbenelement 34 ist an die
Ventilnadel 14 gekoppelt, wobei eine Oberfläche des
Kolbenelements 34 dem Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 32 ausgesetzt
ist, so dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 32 eine
Kraft auf das Kolbenelement 34 und damit auf die Ventilnadel 14 ausübt, die
dazu dient, die Ventilnadel 14 gegen den Ventilnadelsitz
zu drücken.
Eine Düsenfeder
ist ebenfalls vorzugsweise am rückwärtigen Ende
der Ventilnadel 14 angeordnet, und diese hat die Aufgabe,
die Ventilnadel in Richtung ihres Sitzes zu drücken. Wenn sich die Ventilnadel 14 in
ihrer Sitzposition gegen den Ventilnadelsitz gedrückt befindet,
findet eine Einspritzung von Kraftstoff durch die Auslassöffnungen
nicht statt.
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Die
Pumpen-Einspritzventil-Einheit umfasst außerdem eine Steuerventil-Anordnung, die allgemein
mit 36 bezeichnet und vorgesehen ist, um die Verbindung
zwischen der Steuerkammer 32 und dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher
zu steuern. Die Steuerventil-Anordnung 36 ist in einem
Steuerventil-Gehäuse 44 ausgebildet
und umfasst ein Steuerventil-Element 38, das an einen Steuerventil-Anker 40 gekoppelt
ist, der einen Teil einer zweiten Betätigungsorgan-Anordnung bildet.
Wie man am deutlichsten aus 2 ersehen
kann, befindet sich der Steuerventil-Anker 40 der Steuerventil-Anordnung 36 innerhalb
einer Steuerventilanker-Kammer 42, die innerhalb des Steuerventil-Gehäuses 44 ausgebildet ist.
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In
günstiger
Weise besitzt das Betätigungsorgan
für die
Steuerventil-Anordnung 36 die
Gestalt einer elektromagnetischen Betätigungsorgan-Anordnung mit
einer zweiten Wicklung, die mit Energie beaufschlagt werden kann,
um die Bewegung des Steuerventil-Ankers 40 und damit die
Bewegung des Steuerventil-Elements 38 zu bewirken. Das
Steuerventil-Element 38 ist zwischen einer Offenstellung,
in welcher Kraftstoff von der Steuerkammer 32 zu dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher
fließen
kann, und einer Geschlossenstellung bewegbar, in welcher die Verbindung
zwischen der Steuerkammer 32 und dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher
unterbrochen ist.
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Wie
man am deutlichsten aus 3 ersehen kann, ist der Überström-/Füllkanal 28 mit
einer Venturipumpen-Vorrichtung 48 versehen, wobei die
Venturipumpe 48 so angeordnet ist, dass der Überström-/Füllkanal 28 durch
die Venturipumpe 48 hindurch mit einem Rücklaufkanal 46 in
Verbindung steht, der zumindest teilweise innerhalb des Steuerventil-Gehäuses 44 ausgebildet
ist. Da der Überström-/Füllkanal 28 durch
die Venturipumpe 48 hindurch mit dem Rücklaufkanal 46 in
Verbindung steht, entweicht ein Teil des Kraftstoffs, der in die
Pumpenkammer 20 gezogen und aus dieser verdrängt wird, wenn
die Überströmventilanordnung
offen ist, in relativ geringem Ausmaß in den Rücklaufkanal 46 und zum
Niederdruck-Kraftstoffspeicher
und muß durch kühleren Kraftstoff
ersetzt werden, der von dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher in den Überström-/Füllkanal 28 gezogen
wird. Der Rücklaufkanal 46 ist
also vorgesehen, um die Kühlung
von Kraftstoff innerhalb des einheitlichen Pumpen-Einspritzventil-Systems
zu erleichtern.
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Die
Venturipumpe 48 umfasst einen Einlassbereich 48a,
einen Auslassbereich 48b und einen Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c,
der zwischen dem Einlass- und dem Auslassbereich 48a, 48b angeordnet
ist. Der Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c ist mit einem
Mündungsanschluss
bzw. -auslass 48d versehen, der über einen verengten Kanal 50 mit
einem Rückführungskanal 52 in
Verbindung steht, welcher von in dem zusätzlichen Gehäuse 29 und
dem Pumpengehäuse 22 ausgebildeten
Drillbohrungen gebildet wird. Der Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c besitzt
einen im Wesentlichen gleichförmigen, relativ
geringen Durchmesser entlang seiner axialen Länge. Ein Teil des Durchlass-
bzw. Kehlenbereichs 48c unmittelbar stromabwärts des
Mündungsanschlusses
bzw. -auslasses 48d besitzt einen größeren Querschnittsbereich als
derjenige Teil des Durchlass- bzw. Kehlenbereichs 48c,
der sich unmittelbar stromaufwärts
des Mündungsanschlusses
bzw. -auslasses 48d befindet. Da derjenige Teil des Durchlass- oder
Kehlenbereichs 48c, der sich unmittelbar stromabwärts des
Mündungsanschlusses 48d befindet,
einen vergrößerten Querschnittsbereich
besitzt, verursacht ein wie auch immer gearteter Fluss von Kraftstoff
durch den Mündungsanschluss
bzw. -auslass 48d keinen signifikanten Anstieg der Geschwindigkeit
des am Ende des Mündungsanschlusses
bzw. -auslasses 48d vorbeiströmenden Kraftstoffs, und deshalb
wird ein relativ großes
Vakuum innerhalb des Durchlass- bzw. Kehlenbereichs 48c gezogen.
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Der
Rückführungskanal 52 steht
mit der Überströmventil-Ankerkammer 68 in
Verbindung, in welcher sich der Überströmventil-Anker 64 befindet, und
steht darüber
hinaus mit einem Verzweigungskanal 56 in Verbindung, der
seinerseits mit der Steuerventil-Ankerkammer 42 (wie in
den 1 und 2 gezeigt) verbunden ist, in
welcher sich der Steuerventil-Anker 40 befindet. Da sowohl
die Steuerventil-Ankerkammer 42 als
auch die Überströmventil-Ankerkammer 68 mit
dem Rückführungskanal 52 verbunden
sind, der seinerseits in Verbindung mit dem Vakuum-Bereich der Venturipumpe 48 steht,
wird ein Vakuum in beiden Ankerkammern gezogen, wie nachstehend
in weiteren Einzelheiten erläutert
werden wird. Darüber
hinaus steht, wie man aus 1 ersehen
kann, die Venturipumpe 48 außerdem über den Rückführungskanal 52 mit
der Vertiefung 27 im Kolbenelement 26 in Verbindung,
innerhalb der sich Leckage-Kraftstoff aus der Pumpenkammer 20 sammelt,
so dass ein Vakuum auch in der Vertiefung 27 gezogen wird.
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Obwohl
in den beigefügten
Zeichnungen nicht gezeigt, kann die Venturipumpe 48 einen
Venturipumpen-Körper
umfassen, der einen Durchflusskanal bildet, in welchem ein Kehlenelement
aufgenommen ist, wobei das Kehlenelement so geformt ist, dass es
den Durchlass- bzw. Kehlenbereich der Venturipumpe bildet.
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Im
Betrieb, wenn es gewünscht
ist, eine Beaufschlagung von Kraftstoff innerhalb der Pumpenkammer 20 mit
Druck zu bewirken, wird das Überströmventil-Element 62 in
seine Sitzposition (d.h. in seinen geschlossenen Zustand) bewegt,
so dass eine Vor- und Rückbewegung
des Kolbenelements 26 innerhalb der Kolbenbohrung 24 unter
der Einwirkung der Nockenanordnung bewirkt, dass Kraftstoff innerhalb
der Pumpenkammer 20 unter Druck gesetzt wird. Unter hohem
Druck stehender Kraftstoff wird daher an den Versorgungskanal 18 und
damit an die ringförmige
Kammer 16 und die Abgabekammer der Einspritzventildüse abgegeben.
Unter hohem Druck stehender Kraftstoff ist in einem relativ geringen
Ausmaß auch
in der Lage, durch den verengten Kanal 33 in die Steuerkammer 32 zu
fließen.
Wenn sich die Steuerventil-Anordnung 36 in ihrer geschlossenen
Stellung befindet, so dass die Verbindung zwischen der Steuerkammer 32 und
dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher unterbrochen ist, bringt der unter
hohem Druck stehende Kraftstoff innerhalb der Steuerkammer 32 eine
Kraft auf das Kolbenelement 34 auf, die dazu dient, die
Ventilnadel 14 gegen ihren Sitz zu drücken. Eine Einspritzung von
Kraftstoff findet deshalb nicht statt.
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Wenn
die Einspritzung beginnen soll, wird die Steuerventil-Anordnung 36 betätigt, so
dass das Steuerventil-Element 38 in seine offene Stellung
bewegt und die Verbindung zwischen der Steuerkammer 32 und
dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher geöffnet wird. Kraftstoff innerhalb
der Steuerkammer 32 kann demzufolge zu niederem Druck entweichen,
so dass der Kraftstoffdruck innerhalb der Steuerkammer 32 verringert
wird und deshalb eine geringere Kraft auf das Kolbenelement 34 und
damit auf die Ventilnadel 14 aufgebracht wird. Es wird
ein Punkt erreicht, an dem die Kraft, die auf dem unter hohem Druck
stehenden Kraftstoff innerhalb der Abgabekammer beruht und auf die
Ventilnadel 14 einwirkt, ausreichend ist, um die verringerte
Kraft, die aufgrund des verringerten Kraftstoffdrucks innerhalb
der Steuerkammer 32 auf die Ventilnadel 14 einwirkt,
zu überkompensieren,
so dass die Ventilnadel 14 weg von ihrem Sitz gedrückt wird.
Wenn die Ventilnadel 14 von dem Ventilnadelsitz abgehoben
ist, kann Kraftstoff innerhalb der Abgabekammer am Ventilnadelsitz
vorbei und in den Motorzylinder oder anderen Verbrennungsraum fließen. Es
sollte daher klar sein, dass der Zeitpunkt der Einspritzung von
abzugebendem Kraftstoff durch das Einspritzventil mit Hilfe der
Steuerventil-Anordnung 36 und der Zeitpunkt der Beaufschlagung
von Kraftstoff innerhalb der Pumpenkammer 20 mit Druck mit
Hilfe der Überströmventil-Anordnung 60 gesteuert
werden kann.
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Bei
der Beendigung der Einspritzung am Ende eines Einspritz-Zyklus kann
das Überströmventil-Element 62 von
seiner Anlage an dem Überströmventil-Sitz 65a weg
bewegt werden, so dass die Pumpenkammer 20 in der Lage
ist, über
die Drillbohrung 67 mit dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher
zu kommunizieren, was bewirkt, dass sich der Kraftstoffdruck innerhalb
der Pumpenkammer 20 abbaut. Etwa zu der selben Zeit, zu
der das Überströmventil-Element 62 in
seine offene Stellung bewegt wird, und vorzugsweise direkt davor,
wird die Steuerventil-Anordnung 36 geschlossen. Dies hat
zur Folge, dass die Kräfte,
die auf die Ventilnadel 14 einwirken und die Ventilnadel 14 weg
von dem Ventilnadelsitz drücken,
schnell verringert werden, was den Anstieg des Kraftstoffdrucks
innerhalb der Steuerkammer 32, der auf dem Schließen der
Steuerventil-Anordnung 36 beruht, unterstützt und
zu einer schnellen Beendigung der Einspritzung führt. Dies ist dann von besonderem
Vorteil, wenn eine Haupt-Einspritzung beendet werden soll.
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Wenn
das Überströmventilelement 62 in
seine offene Stellung bewegt wird, so dass Kraftstoff durch den Überström-/Füllkanal 28 in
die Pumpenkammer 20 gezogen und durch den Überström-/Füllkanal 28 zum
Niederdruck-Kraftstoffspeicher verdrängt wird, wenn sich das Kolbenelement 26 innerhalb
der Kolbenbohrung 24 hin- und her bewegt, fließt Kraftstoff
in den Einlassbereich 48a der Venturipumpe, durch den Durchlass-
bzw. Kehlenbereich 48c und durch den Auslassbereich 48b zum
Rücklaufkanal 46 und
damit zum Niederdruck-Kraftstoffspeicher. Weil der Durchmesser des
Durchlass- bzw. Kehlenbereichs 48c kleiner ist als der
Durchmesser des Überström-/Füllkanals 28,
ist die Geschwindigkeit des durch den Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c fließenden Kraftstoffs
größer als
diejenige innerhalb des Überström-/Füllkanals 28.
Die erhöhte
Geschwindigkeit von Kraftstoff, der durch den Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c fließt, hat
zur Folge, dass sich der Kraftstoffdruck innerhalb des Durchlass-
bzw. Kehlenbereichs 48c verringert, wodurch Kraftstoff
aus dem Rückführungskanal 52 durch
die verengte Drillbohrung 50 in den Rücklaufkanal 46 zu niederem
Druck gezogen wird.
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Durch
das Vorsehen des Verzweigungskanals 56, der für eine Verbindung
zwischen der Steuerventil-Ankerkammer 42 und dem Rückführungskanal 52 sorgt,
wird ein Vakuum in der Kammer 42 gezogen. Auch in der Überströmventil-Ankerkammer 68 wird
ein Vakuum gezogen. Das Ziehen eines Vakuums sowohl in der Steuerventil-Ankerkammer 42 als auch
in der Überströmventil-Ankerkammer 68 hat den
Vorteil, dass möglicherweise
auftretende Druckwellen, die ansonsten darin ausgebildet werden
können,
im wesentlichen unterdrückt
bzw. beseitigt werden können,
so dass eine unerwünschte
Bewegung des Steuerventil-Elements 38 und des Überströmventil-Elements 62 vermieden
werden kann. Der Ersatz von Kraftstoff, der durch die Venturipumpe 48 und
durch den Rücklaufkanal 46 aus
dem Überström-/Füllkanal 28 zu
dem Niederdruck-Kraftstoffspeicher entweicht, durch kühleren Kraftstoff,
der nachfolgend der Pumpenkammer 20 zugeführt wird, stellt
einen weiteren Vorteil dar, weil er die Kühlung erleichtert.
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Ein
Vakuum wird auch in der auf dem Kolbenelement 26 vorhandenen
Vertiefung oder Ausnehmung 27 gezogen, weil die Vertiefung 27 ebenfalls, über den
Rückführungskanal 52,
mit dem Durchlass- bzw. Kehlenbereich 48c der Venturipumpe 48 in
Verbindung steht. Die Verbindung der Venturipumpe 48 mit
der Leckage-Sammelrinne 27 hat den zusätzlichen Vorteil, dass der
Austausch von Motorölen
und Kraftstoff minimiert ist.
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Es
sollte klar sein, dass ein Vorteil auch dann vorhanden ist, wenn
der Durchlass- bzw.
Kehlenbereich 48c der Venturipumpe 48 nur mit
einer der Ankerkammern in Verbindung steht. Deshalb kann in einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung der Rückführungskanal 52 so
ausgestaltet sein, dass er nur mit der Überströmventil-Ankerkammer 64 oder nur mit
der Steuerventil-Ankerkammer 42 in Verbindung steht, um
eine unerwünschte
Vibration entweder des Überströmventil-Elements 62 oder
des Steuerventil-Elements 38 zu verhindern. Vorzugsweise
ist der Rückführungskanal 52 jedoch
so ausgestaltet, dass er zumindest mit der Steuerventil-Ankerkammer 42 in
Verbindung steht, um eine unerwünschte
Bewegung des Steuerventil-Elements 38 zu verhindern.