DE69113515T2

DE69113515T2 - Hochdruck-Brennstoffeinspritzdüse.

Info

Publication number: DE69113515T2
Application number: DE69113515T
Authority: DE
Inventors: Julius P Perr
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2011-06-08
Also published as: EP0460693A1; JPH05296122A; DE69113515D1; JP2511214B2; US5076240A; EP0460693B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Es gibt zwei grundlegende Typen von Kraftstoffeinspritzdüsen, die durch die Art und Weise, wie der Kraftstoff dosiert und eingespritzt wird, charakterisiert sind. Ein erster Typ, dem die vorliegende Erfindung zugewandt ist, ist als Kraftstoffeinspritzdüse mit "offener Düse" bekannt, weil der Kraftstoff in einer Dosierkammer abgemessen wird, die innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit angeordnet ist und die zum Motorzylinder hin über Einspritzöffnungen während der Dosierung des Kraftstoffes offen ist.
Im Gegensatz zu dem Kraftstoffeinspritzdüsentyp mit offener Düse gibt es auch Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten, die als Kraftstoffeinspritzdüsen mit "geschlossener Düse" klassifiziert sind, bei denen der Kraftstoff in einer Dosierkammer abgemessen wird, die innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüse angeordnet ist und die in Richtung des Zylinders des Verbrennungsmotors durch einen Ventilmechanismus verschlossen ist, der nur während der Einspritzung durch den erhöhten Kraftstoffdruck, der auf den Ventilmechanismus einwirkt, geöffnet ist. Typischerweise besteht der Ventilmechanismus aus einem Nadelventil.
In beiden Fällen weisen die Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten typischerweise ein Kolbenelement auf, das auf die abgemessene Kraftstoffmenge einwirkt, um den Druck dieser Kraftstoffmenge zu erhöhen und um die abgemessene Kraftstoffmenge in den Zylinder des Verbrennungsmotors zu drücken.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzdüsen mit offener Düse und insbesondere auf eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit, die nach dem Prinzip des Druckes und der Zeit für die Bestimmung der abzumessenen Kraftstoffmenge für jede aufeinanderfolgende Einspritzung jedes Einspritzzyklusses arbeitet. Darüber hinaus erlaubt das Druck-Zeit-Prinzip, daß die abgemessene Kraftstoffmenge für jeden Einspritzungszyklus veränderbar ist, wobei die Kraftstoffmenge durch den Druck des Kraftstoffes, mit dem die Dosierkammer versorgt wird, und durch die Zeitdauer bestimmt ist, währenddessen die Dosierung stattfindet.
Solche Kraftstoffeinspritzdüsen mit offener Düse werden häufig verändert, um die stetig steigenden verschärften Partikelausstoßgrenzwerte sowie das Bestreben nach einem besseren Kraftstoffverbrauch zu erfüllen. Von diesem Standpunkt aus sind Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten mit offener Düse entwickelt worden, um diese Anforderungen zu erfüllen, während zur selben Zeit Kraftstoffeinspritzdüsen mit vereinfachtem Aufbau und damit verbundenen Kostenreduzierungen entwickelt worden sind, die eine zuverlässige und genaue Steuerung der unabhängigen variablen Parameter für die Kraftstoffeinspritzsynchronisation und Kraftstoffmenge ermöglichen.
Die US - A - 4,249,499 stellt den Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung dar, die eine Kraftstoffeinspritzdüse mit offener Düse offenbart, die die bekannte dreiteilige Kolbenanordnung aufweist. Während des Einspritzungszyklus wird bei Verwendung dieser Kraftstoffeinspritzdüse in dem Stadium kurz nach der vollständigen Einspritzung, das als Quetschstadium bekannt ist, die Spitze des Kolbens fest gegen den Sitz des becherförmigen Einspritzdüsengehäuses durch den der Kraftstoffeinspritzdüse zugeordneten Antriebszug gedrückt. Während dieses Quetschstadiums ist der Kraftstoff innerhalb der radialen Lücke zwischen dem Abschnitt des Kolbens mit geringerem Durchmesser und der inneren Wand der Bohrung innerhalb des Einspritzdüsengehäuses wie auch zwischen dem Abschnitt der Kolbenanordnung mit größerem Durchmesser und dem Ende der axialen Bohrung des Einspritzdüsengehäuses eingeschlossen. Diese Kraftstoffmenge ist als eingeschlossenes Volumen bekannt.
Ein Problem, das typisch für solche Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten mit offener Düse ist, besteht darin, daß viele dieser bekannten Einspritzdüsen eine sogenannte "Sekundäreinspritzung" ermöglichen, die ein Kraftstoffleck aus der Einspritzdüse darstellt, nachdem die Einspritzung beendet worden sein soll. Eine solche Sekundäreinspritzung hängt von dem eingeschlossenen Kraftstoffvolumen ab, das unter einem hohen Druck in der Nähe des unteren Endes der Kolbenspitze steht. Ein solch hoher Kraftstoffdruck hat den Effekt, daß der Kolben nach außen (also weg vom Motorzylinder) gezwungen wird, nachdem der Kolben vollständig durch den Nocken nach vorne verschoben worden ist, um die Einspritzöffnungen zu verschließen. Durch diese nach außen gerichtete Bewegung des Kolbens und die damit verbundene Öffnung an seiner Spitze ist es möglich, daß die eingeschlossene Kraftstoffmenge in den Zylinder gelangt. Daher ist zu Beginn des Abgashubes eines typischen Viertaktzyklus in dem Zylinder eine Menge an unverbranntem oder nur teilweise verbranntem Kraftstoff vorhanden, was sowohl durch die zuvor erwähnte Sekundäreinspritzung als auch durch die unvollständige Verbrennung hervorgerufen wird. Dieser Kraftstoff führt in besonderer Weise zu einem großen Anteil des sichtbaren Rauches und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe, die vom Motor ausgestoßen werden. Es ist daher klar, daß die Menge an schädlichen Emissionen reduziert werden könnte, wenn die Kraftstoffeinspritzung zu dem Zeitpunkt beendet werden könnte, wenn die Verbrennung noch nicht vollständig stattgefunden hat.
Um nun effektiver die Einspritzöffnungen der Dosierkammer nach der Einspritzung abzudichten und um die Möglichkeit sekundärer Einspritzungen zu verringern, wird typischerweise der Einspritzungskolben über den Punkt hinaus angetrieben, in dem die Kolbenspitze erstmals den Sitz des Einspritzdüsengehäuses berührt. Diese Bewegung wird üblicherweise als Überhub des Einspritzungskolbens bezeichnet, durch die die Kolbenspitze fester gegen den Gehäusesitz gedrückt wird. Jedoch erhöht der Überhub ebenso den Druck des eingeschlossenen Kraftstoffvolumens und kann somit weiterhin die zuvor beschriebene Neigung verstärken, daß die Kolbenspitze angehoben wird, was zu Sekundäreinspritzungen führt. Durch Überhub wird also der Druck angehoben, so daß zumindest teilweise dem Effekt des Überhubs entgegengewirkt wird. Ein weiterer Nachteil, der mit dem Überhub verbunden ist, besteht darin, daß der Überhub eine größere Beanspruchung des Nockens, des Kolbens und der Verbindung zwischen dem Einspritzdüsengehäuse und der Zylinderanordnung die oberhalb des Einspritzdüsengehäuses angeordnet ist, bedeutet. Diese Belastungen führen üblicherweise zu Ausfällen der Einspritzdüse wegen übermaßiger Abnutzung oder wegen Auftreten von Bruchstellen.
Weitere Beispiele von Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten mit offener Düse sind detailliert in der US - A - 4,280,659, der US - A - 4,601,086 und der US - A - 4,149,506 beschrieben. Diese Vorrichtungen basieren auf demselben Prinzip der Ausgestaltung der Spitze, wie es zuvor mit Bezug auf die aus der US - A - 4,249,499 bekannten Vorrichtung beschrieben worden ist, die in Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten mit Kolbenüberfahrung betrieben wird.
Wie in der US - A - 3,831,846 offenbart ist, besteht ein weiterer Lösungsweg darin, die Sekundäreinspritzungen bei einer Kraftstoffeinspritzdüse zu eliminieren, die auf der Basis eines Kolbenüberhubs arbeitet. Bei jedem der offenbarten Ausführungsbeispiele ist der Kolben in ein Kolbenteil und ein Spitzen-Ventilteil aufgeteilt, die in geringem Maße relativ zueinander axial beweglich sind. Die Kraftstoffeinspritzdüse, die aus der US - A - 3,831,846 bekannt ist, benötigt den Kolbenüberhub, um effektiv die Einspritzungsöffnungen der Dosierkammer nach der Einspritzung zu verschließen, insbesondere während des Kompressionshubes des Motors, wie es auch bei den zuvor genannten aus dem Stand der Technik bekannten Einspritzdüsen der Fall ist. Um nun besser das Spitzenventil gegen die Einspritzungsöffnungen zu drücken und somit Sekundäreinspritzungen zu verhindern, wird das eingeschlossene Kraftstoffvolumen zusätzlich dazu verwendet, die herabdrückende Kraft des Überhubs zu verstärken, um das Spitzenventil gegen den Sitz im Einspritzdüsengehäuse zu drücken, anstatt daß die Spitze vom Ventilsitz weggedrückt wird. Dieses wird durch eine axiale Trennung zwischen dem Hauptkolben und dem Spitzenventil erreicht, wobei ein druckregulierender Durchgang durch das Spitzenventil vorgesehen ist, der es ermöglicht, daß das eingeschlossene Volumen in der Nähe der Einspritzdüsenspitze nach oben in die Nähe des oberen Endes des Spitzenventils gedrückt wird, so daß es darauf einwirkt und das Spitzenventil nach innen gegen den Ventilsitz drückt. Eine solche Bewegung wird durch die Trennung des Spitzenventils von der Hauptkolbenanordnung und durch den Druckablaßdurchgang vom Spitzenventil erleichtert. Natürlich wird der Druck des eingeschlossenen Kraftstoffvolumens innerhalb der Spitze der Dosierkammer durch den Überhub erhöht, die auf das Spitzenventil über die Kolbenanordnung von dem zugeordneten Antriebsmechanismus ausgeübt wird. Dieser Überhub wird jedoch entschieden dazu verwendet, das eingeschlossene Kraftstoffvolumen durch den Druckablaßdurchgang zu drücken, um gegen das obere Ende des Spitzenventils einzuwirken.
In einem anderen Bereich der Veränderungen der Einspritzdüsen mit offener Düse, die vorgenommen werden, um die Kraftstoffeinspritzung für eine effizientere Kraftstoffverbrennung und saubere Emmissionen zu verbessern, ist vorgeschlagen worden, den Druck der Einspritzung unmittelbar an der Einspritzdüsenspitze zu erhöhen. Eine solche Druckerhöhung führt zu einer effizienteren Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffes. Ein solches Beispiel einer Kraftstoffeinspritzdüse mit hohem Kraftstoffdruck ist in der US - A - 4,721,247 offenbart. In diesem Fall treten während der Einspritzung hohe SAC-Drücke von über 2.700 bar (30.000 psi) auf. Diese Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit ist derart weiterentwickelt worden, daß sie solch hohe Einspritzungsdrücke aushält, ohne daß die Einspritzdüse Fehler oder Zerstörungen aufweist, die durch mit solch hohen Drücken verbundenen Belastungen verursacht werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde die Kraftstoffeinspritzdüse an sich ohne ein separates becherförmiges Gehäuseteil entwickelt, jedoch wird das becherförmige Kraftstoffeinspritzdüsengehäuse mit einem Teil des Kraftstoffeinspritzdüsengehäuses verbunden, daß mit dem Haupteinspritzdüsengehäuse in einem Punkt oberhalb der Hochdruckzone der Dosierkammer verbunden ist. Darüber hinaus weist die aus der US - A - 4,721,247 bekannte Kraftstoffeinspritzdüse eine präzise Steuerungsmethode für die Synchronisationskammer auf, die zwischen trennbaren Teilen der Kolbenanordnung ausgebildet ist, um die Hochdruckeinspritzung zu steuern. Durch geeignetes Ausdehnen und Zusammenfallen der Synchronisationskammer kann der Beginn sowie das Ende der Einspritzung sehr genau gesteuert werden. Darüber hinaus wird die Motorüberfahrung durch das Zusammenfallen der Synchronisationskammer aufgefangen, das so reguliert wird, daß die Größe des Durchflusses des Kraftstoffes von der Synchronisationskammer gesteuert wird.
Diese Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse leidet ebenso unter den oben beschriebenen Problemen der sekundären Einspritzung, obwohl es nicht einem durch Überhub hervorgerufenen Druckanstieg ausgesetzt ist, sondern wegen der hohen Drücke, die an sich in der Hochdruckeinspritzdüse selber auftreten. Mit anderen Worten reicht der hohe Druck des eingeschlossenen Kraftstoffes innerhalb einer solchen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit kurz nach der Einspritzung aus, um eine Sekundäreinspritzung hervorzurufen, ohne daß eine Überfahrung der Kolbenspitze auftritt. Es wird also deutlich, daß es eine Notwendigkeit für eine Vorrichtung gibt, um Sekundäreinspritzungen in einer solchen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung stellt sich somit die Aufgabe, eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse anzugeben, die eine Sekundäreinspritzung innerhalb einer Einspritzdüseneinheit verhindert, die nicht einem Kolbenüberhub oder einem hohen mechanischen Druck nach der Einspritzung ausgesetzt ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird durch eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1 gelöst. In vorteilhafter Weise sind die Teile der ist die gegliederten Spitze in axialer Richtung relativ zueinander in bezug auf die Kolbenanordnung beweglich und die gegliederte Spitze erfährt somit keinen Überhub, die auf die Kolbenanordnung übertragen wird und die effektiv die Spitze gegen den im Einspritzdüsengehäuse angeordneten Sitz abdichtet, um Sekundäreinspritzungen zu verhindern.
Die beschriebene Vorrichtung verhindert in vorteilhafter Weise eine Sekundäreinspritzung, weil der hohe Druck, der innerhalb der Dosierkammer um die gegliederte Spitze herum eingeschlossen ist, gegen das obere Ende der gegliederten Spitze einwirkt, um die gegliederte Spitze fest gegen den Sitz der Einspritzdüse zu drücken. Dieses geschieht, obwohl die gegliederte Spitze keinen Überhub erfährt. Ebenso besteht keine Notwendigkeit für einen Druckablaßdurchgang oder eine Absteuerbohrung durch die Einspritzdüsenspitze.
Die gegliederte Spitze benötigt lediglich eine auf ein Minimum reduzierte, den Kolben nach unten drückende Kraft nach der Einspritzung, was die Belastung der Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit reduziert. Darüber hinaus bedeutet diese Maßnahme, daß die auf den Kraftstoffeinspritzdüsenantriebszug einwirkenden Belastungen reduziert werden können, was wiederum die Lebensdauer verlängert und Brüche und Ausfälle des Kraftstoffeinspritzdüsensystems reduziert.
Obwohl nun auch daran gedacht werden kann, daß die gegliederte Spitze sich frei hin und her bewegen kann, kann eine solche gegliederte Spitze in einer Hochdruck- Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse mit einer Vorspannfeder versehen sein, die die Spitze in Richtung des Sitzes oder von dem Sitz weg drückt. Die herabdrückende Kraft für die gegliederte Spitze kann durch eine kleine Feder erzeugt werden, die innerhalb der Einspritzdüse angeordnet ist und die das Einspritzdüsensystem weniger anfällig gegenüber Antriebszugsabnutzungen oder Einspritzdüsenfehleinstellungen macht.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse kann ebenso in vorteilhafter Weise ein aus zwei Abschnitten zusammengesetztes Kraftstoffeinspritzdüsengehäuse aufweisen, wobei sich ein becherförmiger Abschnitt genügend weit nach außen (also weg von der Spitze) erstreckt, um mit einem zylindrischen Teil in einem Punkt oberhalb der Dosierkammer verbunden zu sein, der nicht den hohen Einspritzungsdrücken ausgesetzt ist. Eine Synchronisationskammer ist zwischen dem oberen Kolben und dem Synchronisationskolben ausgebildet und wird durch Kraftstoffeinlaß- und Auslaßdurchgänge derart gesteuert, daß die Synchronisationskammer während der Dosierung und Synchronisation ausgedehnt wird. Dabei wirkt die Synchronisationskammer als hydraulische Verbindung während der Einspritzung und der Überfahrung und sie fällt während der Überfahrung und des Spülstadiums zusammen. Der Synchronisationskolben steuert die Ausdehnung und das Zusammenfallen der Synchronisationskammer, insbesondere in bezug auf das gesteuerte Zusammenfallen nach der Einspritzung, um die Überfahrung auszugleichen. Die Steuerung der Synchronisationskammer wird weiterhin durch einen Ventilmechanismus für niedrige Geschwindigkeiten mit doppelter Feder, der am unteren Kolben befestigt ist. Die gegliederte Spitze ist mit dem unteren Kolben mittels einer becherförmigen Aufnahme verbunden, die am unteren Ende des unteren Kolbens befestigt ist und die einen Kopf des gegliederten Kolbens aufnimmt. Vorzugsweise ist der Kopf des Kolbens durch eine Feder innerhalb der becherförmigen Aufnahme in Richtung eines Kontaktes mit dem unteren Kolben vorgespannt.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung deutlich, wenn sie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird, die, lediglich zum Zwecke der Darstellung, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit mit offener Düse und des zugeordneten Antriebszuges für die Betätigung der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit,
Fig. 2 in einem vergrößerten Querschnitt die untere Hälfte der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzdüseneinheit, der im Detail die gegliederte Spitze der vorliegenden Erfindung und die Verbindung mit dem Ventilmechanismus für langsame Geschwindigkeiten darstellt, der am unteren Kolben angeordnet ist, und
Fig. 3 a-d Darstellungen der Positionen der Kolbenanordnung und der gegliederten Spitze während eines Zyklus der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüseneinheit.
Fig. 1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 mit einem zugeordneten Antriebszug 12. Ein solcher Antriebszug 12 weist typischerweise eine Nockenwelle 14, einen Nockenstößel 16, eine Schiebestange 18, eine Kurbelschwinge 20, die drehbar am Motorkopf (nicht dargestellt) befestigt ist, und eine Betätigungsstange 22 auf. Die Nockenwelle 14, der Nockenstößel 16 und die Schiebestange 18 werden typischerweise durch den Motorkopf bzw. den Motorblock eines Verbrennungsmotors in konventioneller Weise getragen, wobei sie relativ dazu beweglich sind.
Die Nockenwelle 14 ist weiterhin mit einer Nockenoberfläche 15 versehen, die in zwei Hauptabschnitte 15a und 15b mit einem dritten relativ kleinen Abschnitt 15c aufgeteilt ist. Der Abschnitt 15a entspricht einer zurückgezogenen Position der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10, der Abschnitt 15b entspricht einer vorgeschobenen Position der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 und der Abschnitt 15c entspricht der Einspritzungsperiode der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 während eines Überfahrungshubes. Diese Positionen und Stadien der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 werden unten durch die Beschreibung deutlicher.
Die beschriebene Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 ist eine Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüseneinheit, die in der Lage ist, während der Einspritzung SAC-Drücke oberhalb von 2.700 bar (30.000 psi) auszuhalten. Solch eine derartige Drücke aushaltende Kraftstoffeinspritzdüseneinheit ist in der US - A - 4,721,247 offenbart und wird hiermit durch diese Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Weiterhin ist vorgesehen, daß jeweils eine Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 für jeden Zylinder eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei jede Kraftstoffeinspritzdüse und jeder Zylinder einen zugeordneten Antriebszug 12 aufweist. Typischerweise weist die Nockenwelle 14 für die Steuerung jeder der Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten eine separate Nockenscheibe auf.
Die Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 weist ein zylinderförmiges Gehäuseteil 26 und ein einteiliges becherförmiges Gehäuseteil 28 auf. Das becherförmige Gehäuseteil 28 und das zylinderförmige Gehäuseteil 26 sind axial ausgerichtet und miteinander mit Hilfe einer Büchse 30 verbunden. Innerhalb des zylinderförmigen Gehäuseteils 26 und des becherförmigen Gehäuseteils 28 ist eine axiale Bohrung 32 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des zylinderförmigen Gehäuseteiles 26 bis zur Spitze 34 des becherförmigen Gehäuseteiles 28 erstreckt. Der untere Teil der axialen Bohrung 32 innerhalb der Spitze 34 hat einen kleineren Durchmesser, wobei die Gründe dafür unten ersichtlich werden. Die axiale Bohrung 32 ist durch die Spitze 34 durch Einspritzungsöffnungen 36 geöffnet, die in den Zylinder eines Verbrennungsmotors geöffnet sind. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Einspritzungsöffnungen 36 vorgesehen, die voneinander beabstandet und so ausgerichtet sind, daß sie die Kraftstoffeinspritzung optimieren.
Die Kolbenanordnung ist für eine Hin- und Herbewegung mit der Betätigungsstange 22 unter der Antriebskraft des Antriebszuges 12 vorgesehen. Die Hin- und Herbewegung findet zwischen einer vollständig zurückgezogenen Position entsprechend der Nockenoberfläche 15a und einer vollständig vorgeschobenen Position entsprechend der Nockenoberfläche 15b statt. Die Kolbenanordnung weist einen oberen Kolben 38, einen Synchronisationskolben 40, einen unteren Kolben 42 und eine gegliederte Spitze 44 auf. Der obere Kolben 38 ist nach oben durch eine Feder 46 vorgespannt, die zwischen einem oberen Vorsprung 48 des oberen Kolbens 38 und einer Schulter 50 am unteren Ende des zylinderförmigen Gehäuseteiles 26 wirkt. Daher ist die Kolbenanordnung in Richtung der vollständig zurückgezogenen Position vorgespannt.
Wie am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Synchronisationskolben 40 eine axiale Bohrung 52 und eine Dosierungsöffnung 54 auf, die die Flußrate der Flüssigkeit durch den Synchronisationskolben 40 steuert. Zwischen dem Synchronisationskolben 40 und dem oberen Kolben 38 ist eine ausdehnbare und zusammendrückbare Synchronisationskammer 56 während der zyklischen Einspritzungstätigkeit ausgebildet, wie in Fig. 3a dargestellt ist und weiter unten durch die Beschreibung der Betriebsweise der vorliegenden Erfindung näher erläutert wird. Nochmals bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Synchronisationsversorgungsöffnung 58 für die Versorgung mit unter Druck gesetzter Flüssigkeit, vorzugsweise von Kraftstoff, für die Synchronisationskammer 56 vorgesehen, um die Synchronisationskammer 56 während eines geeigneten Stadiums während des Einspritzungszyklus auszudehnen. Ein Ablaßdurchgang 60 ist ebenfalls dargestellt, der durch den zylinderförmigen Gehäuseteil 26 verläuft, um es zu ermöglichen, daß Kraftstoff, der um den oberen Kolben 38 herum vorhanden ist, ablaufen kann. Um ein begrenztes Ablaufen von Kraftstoff aus der Synchronisationskammer 56 zu ermöglichen, ist ebenso ein begrenzter Auslaufdurchgang 62 durch den zylinderförmigen Gehäuseteil 26 vorgesehen, um es zu ermöglichen, daß Kraftstoff aus der Synchronisationskammer 56 austreten kann, wenn der Synchronisationskolben 40 so weit vorgeschoben wird, daß eine Auslaßöffnung 63 des beschränkten Auslaufdurchganges 62 aufgedeckt wird.
In Fig. 2 ist nun der Ventilmechanismus 64 für langsame Geschwindigkeiten dargestellt, der das Abfließen der Flüssigkeit durch den Synchronisationskolben 40 über die Dosieröffnung 54 steuert. Der Ventilmechanismus 64 für langsame Geschwindigkeiten ist weitgehend innerhalb des unteren Kolbens 42 angeordnet. Eine axiale Bohrung 66 ist innerhalb des unteren Kolbens 42 angeordnet, die von oben geöffnet ist und in der ein Kolbenventil 68 angeordnet ist. Das Kolbenventil 68 trägt einen Querstift 70, der durch eine Querbohrung innerhalb des Kolbenventils 68 verläuft, um darin fest gesichert zu sein. Der Querstift 70 erstreckt sich vom Kolbenventil 68 radial nach außen durch Schlitze 72, die innerhalb des unteren Kolbens 42 angeordnet sind. Die axiale Länge der Schlitze 72 sind ein wenig größer als die axiale Länge des Querstiftes 70, so daß der Querstift 70 und das Kolbenventil 68 axial beweglich um die Differenz zwischen den beiden zuvor beschriebenen axialen Längen entlang des unteren Kolbens 42 beweglich sind. Diese Bewegung ermöglicht ein Öffnen und Schließen der Dosieröffnung 54, ermöglicht also einen Durchgang oder blockiert einen Durchgang der Synchronisationsflüssigkeit durch den Synchronisationskolben 40. Wenn das Kolbenventil 68 axial von dem Synchronisationskolben 40 weggeschoben ist, ist die Dosieröffnung 54 geöffnet, wodurch ein Kraftstoffdurchfluß durch die Bohrung 52 und die Dosieröffnung 54 des Synchronisationskolbens 40 und um das obere Ende des unteren Kolbens 42 herum ermöglicht wird. Der Kraftstoff tritt dann aus der Kraftstoffeinspritzdüse durch Auslaufdurchgänge 74 aus, die auf jeder Seite des Ventilmechanismus 64 angeordnet sind.
Der Ventilmechanismus 64 für langsame Geschwindigkeiten weist eine Anordnung aus zwei Federn auf, die eine äußere Feder 76 und eine innere Feder 78 aufweisen. Die äußere Feder 76 wirkt zwischen einer Schulter 82 innerhalb des einteiligen becherförmigen Gehäuseteils 28 und einem Aufnahmering 80, der weiterhin gegen den Querstift 70 anliegt. Die Wirkung der äußeren Feder 76 besteht nun darin, den Querstift 70 und das Kolbenventil 68 nach oben vorzuspannen, um die Dosieröffnung 54 des Synchronisationskolbens 40 zu verschließen. Die innere Feder 78 ist innerhalb der Bohrung 66 des unteren Kolbens 42 angeordnet und dient einer zweiten direkten Vorspannung des Kolbenventils 68 nach oben. Direkt unterhalb der inneren Feder 78 ist ein Stopelement 84 befestigt, das an dem unteren Ende der inneren Feder 78 anliegt, so daß die innere Feder 78 und das Stopelement 84 sich insgesamt mit dem unteren Kolben 42 bewegen, und das ein Kugelelement 86 eines Kontrollventils aufnimmt, das darunter angeordnet ist. Das Kugelelement 86 des Kontrollventils erlaubt einen Flüssigkeitsfluß in einer Richtung zwischen einem axialen Durchgang 88 und einem radialen Durchgang 90, der zu dem Bereich der axialen Bohrung 32 der Kraftstoffeinspritzdüse geöffnet ist, der wiederum offen zu dem Auslaufdurchgang 74 ist. Der axiale Durchgang 88 ist an seinem unteren Ende zumindest mit einem weiteren radialen Durchgang 92 verbunden, der beabstandet unterhalb der radialen Durchgänge 90 für eine Verbindung mit einer Spülversorgungsöffnung 94 angeordnet ist, wenn sich die Kolbenanordnung in einer vollständig vorgeschobenen Position befindet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Am unteren Ende des unteren Kolbens 42 ist die gegliederte Spitze 44 vorgesehen, um sich relativ zum unteren Kolben um einen begrenzten Abstand axial zu bewegen. Um diese Bewegung auszuführen, ist eine Verbindungsvorrichtung 96 vorgesehen, die die begrenzte axiale Bewegung der gegliederten Spitze 44 relativ zum unteren Kolben 42 ermöglicht. Die Verbindungsvorrichtung 96 weist eine Aufnahme 98 auf, die mit Preßpassung am unteren Ende des unteren Kolbens 42 mit einem Vorsprung 100 verbunden ist. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen der Aufnahme 98 und dem Vorsprung 100 eine Preßpassung, die weiterhin durch einen Eingriff von Rippen und Vertiefungen auf den entsprechenden Oberflächen dieser Elemente erleichtert werden kann. Darüber hinaus weist die gegliederte Spitze 44 ein Kopfelement 102 auf, das beweglich innerhalb der Aufnahme 98 angeordnet ist. Die Aufnahme 98 weist weiterhin eine sich radial nach innen erstreckende Kante 104 auf, die eine Entfernung des Kopfelementes 102 der gegliederten Spitze 44 verhindert.
Darüber hinaus trägt weiterhin die sich radial nach innen erstreckende Kante 104 eine Feder 106, die typischerweise als Druckfeder ausgestaltet ist und die das Kopfelement 102 und somit die gegliederte Spitze 44 gegen die untere Oberfläche des Vorsprunges 100 vorspannt. Es ist verständlich, daß es nicht notwendig ist, eine solche Feder vorzusehen, um eine Vorspannung aufzubauen, es ist sogar tatsächlich möglich, die gegliederte Spitze 104 in die andere Richtung vorzuspannen. Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die gegliederte Spitze 44 relativ zum unteren Kolben 42 um einen axialen Abstand beweglich, der durch die Aufnahme 98 und die untere Oberfläche des Vorsprunges 100 des unteren Kolbens 42 definiert ist. Des weiteren weist die gegliederte Spitze 44 einen konischen spitzen Abschnitt 107 auf, der gegen einen Sitz 108 des einteiligen becherförmigen Gehäuseteils 28 anliegt, um Kraftstoff einzuspritzen und die Einspritzöffnungen 36 zu verschließen. Die Aufgabe und die spezifischen Vorteile dieser beweglichen gegliederten Spitze werden durch die Beschreibung der Betriebsweise deutlich, die im folgenden gegeben wird.
Der untere Kolben 42, die Verbindungsvorrichtung 96 und die gegliederte Spitze 44 liegen alle innerhalb des unteren Bereiches der axialen Bohrung 32, die sich durch die Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 erstreckt. Dieses untere Endteil der axialen Bohrung 32, das den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser aufweist, in dem sich die gegliederte Spitze 44 erstreckt, stellt die Dosierkammer der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 dar, in die der einzuspritzende Kraftstoff präzise in Überstimmung mit den Druck- und Zeitprinzipien dosiert wird, wie es von den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen mit offener Düse bekannt ist. In den Fig. 3a und 3b ist die Dosierkammer mit 112 bezeichnet. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge fließt in die Dosierkammer 112, wenn die Kolbenanordnung vollständig zurückgezogen ist, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, und wird eingespritzt, wenn die Kolbenanordnung nach innen in Richtung des Motorzylinders vorgeschoben wird. Eine Dosieröffnung 114 ist vorgesehen, durch die unter Druck gesetzter Kraftstoff in die Dosierkammer 112 eingelassen wird. Wie hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt ist, sind die Dosieröffnung 114, die Spülversorgungsöffnung 94 und die Synchronisationsversorgungsöffnung 58 über bekannte Versorgungsleitungen mit unter Druck gesetztem Kraftstoff verbunden. Diese gemeinsamen Leitungen sind Versorgungsleitungen, die alle Einspritzdüsen eines Verbrennungsmotors mit einer einzigen Pumpquelle verbinden. Vorzugsweise ist eine Synchronisationsflüssigkeitsleitung und eine separate Dosierungsflüssigkeitsleitung vorgesehen. Schließlich können, wenn notwendig, der Dosierungskraftstoff und der Spülungskraftstoff aus derselben Leitung entnommen werden.
Für die Beschreibung der Betriebsweise der vorliegenden Erfindung wird auf die Fig. 3a-d Bezug genommen. Wie durch das Nockenprofil 15 der Nockenwelle 14 ermöglicht und durch die Federkraft der Feder 46 beeinflußt wird, wird der obere Kolben 38 zurückgezogen. Gleichzeitig werden der untere Kolben 42 und der Synchronisationskolben 40 unter der Vorspannkraft der äußeren Feder 76 des Ventilmechanismus 64 für langsame Geschwindigkeiten zurückgezogen. Wenn der obere Kolben 38 genügend zurückgezogen ist, um die Symchronisationsversorgungsöffnung 58 freizugeben, wird unter Druck gesetzte Synchronisationsflüssigkeit, vorzugsweise Kraftstoff zwischen den oberen Kolben 38 und den Synchronisationskolben 40 gedrückt, um die Synchronisationskammer 56 zu bilden. Während dieser Zeit schließt das Kolbenventil 68 die Öffnung 54 des Synchronisationskolbens 40 unter dem Einfluß der inneren und äußeren Federn 78 bzw. 76. Während die Synchronisation stattfindet, hat sich der untere Kolben 42 genügend nach außen bewegt, so daß die äußere zylindrische Oberfläche der Aufnahme 98 die Dosierungsöffnung 114 freigibt, durch die unter Druck gesetzter Kraftstoff in die Dosierkammer 112 eingelassen wird. Dabei wird die zu dosierende Kraftstoffmenge auf der Basis des Zeit- und Druckprinzips gesteuert. Die Einspritzungssynchronisation wird also auf der Basis der Größe der Dosierungskammer 56 bestimmt, wobei eine größere Dosierungskammer 56 ein früheres Schließen der Dosieröffnung 112 bewirkt.
Nach der Dosierung und Synchronisation wird der Kolben durch das Nockenprofil 15c nach vorne geschoben. Der obere Kolben 38 bewegt sich nach innen, um die Synchronisationsversorgungsöffnung 58 abzuschließen, wodurch die axiale Länge der Synchronisationskammer 56 bestimmt wird, die eine hydraulische Verbindung bildet, die eine Bewegung des Synchronisationskolbens 40 und des unteren Kolbens 42 nach innen bewirkt. Die Größe der hydraulischen Verbindung wird auf der Basis des Zeit- und Druckprinzips bestimmt. Wenn nun der untere Kolben 42 sich nach innen bewegt, wie in Fig. 3b dargestellt ist, schließt die äußere Oberfläche der Aufnahme 98 die Dosieröffnung 112 ab und die dosierte Kraftstoffmenge innerhalb der Dosierkammer 112 wird durch das Eingreifen der dosierten Kraftstoffmenge mit der gegliederten Spitze 44 und den unteren Kolben 42 unter Druck gesetzt. Wenn das untere Ende des unteren Kolbens 42 mit der dosierten Kraftstoffmenge in Berührung kommt, beginnt die Einspritzung des Kraftstoffes. Während dieser Zeit bleibt die Öffnung 54 des Synchronisationskolbens 40 aufgrund der Vorspannung durch die innere und die äußere Feder 78 bzw. 76 geschlossen, so daß die hydraulische Verbindung innerhalb der Synchronisationskammer 56 aufrechterhalten bleibt. Dabei ist selbstverständlich, daß die Federn so ausgesucht sind, daß deren Federkräfte mit diesen Anforderungen übereinstimmen.
Von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung ist es, daß darüber hinaus während der Einspritzung die gegliederte Spitze mit dem unteren Kolben 42 nach innen gedrückt wird, wobei das Kopfelement 102 der gegliederten Spitze 44 mit der unteren Oberfläche des Vorsprunges 100 des unteren Kolbens 42 anliegt, um in dieser Weise bewegt zu werden. Die gegliederte Spitze 44 ist selbstverständlich im Durchmesser genügend kleiner als die innere axiale Bohrung innerhalb des becherförmigen Einspritzdüsengehäuses 28, so daß die dosierte Kraftstoffmenge zwischen den beiden während des Stadiums der Dosierung vorbeilaufen kann. Wenn nun die gegliederte Spitze 44 bis in eine Position vorgeschoben ist, in der der Spitzenabschnitt 107 am Sitz 108 am unteren Ende des becherförmigen Gehäuseteils anliegt, wird daher das eingeschlossene Kraftstoffvolumen zwischen der gegliederten Spitze 44 und der inneren Oberfläche des becherförmigen Gehäuseteils 28 wie auch innerhalb der Dosierkammer 112 zwischen dem unteren Ende des unteren Kolbens 42 und der inneren Wand der axialen Bohrung 32 der Einspritzdüse definiert ist.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 ist in der Lage, SAC-Einspritzungsdrücke von zumindest 30.000 psi auszuhalten. Daher kann das eingeschlossene Kraftstoffvolumen, wie zuvor beschrieben, einen entgegengesetzten Einfluß auf die Kolbenanordnung haben. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen, die mit hohen Einspritzungsdrücken arbeiten und keine erfindungsgemäße gegliederte Spitze aufweisen, würde dieses eingeschlossene Kraftstoffvolumen dazu führen, daß die Spitze des unteren Kolbens von dem Sitz im becherförmigen Gehäuseteil angehoben und dadurch Sekundäreinspritzungen hervorrufen würde. Eine Sekundäreinspritzung stellt ein Leck eines solchen eingeschlossenen Kraftstoffvolumens in den Zylinder eines Verbrennungsmotores dar, nachdem die Verbrennung aufgehört hat. Das Ergebnis ist also ein Anstieg von unverbrannten Kohlenwasserstoffen im Abgas.
Mit der erfindungsgemäßen gegliederten Spitze neigt das eingeschlossene Kraftstoffvolumen, das unter hohem Druck steht, im Gegenteil dazu, die gegliederte Spitze 44 nach innen in Richtung auf deren Sitz 108 im becherförmigen Gehäuseteil 28 zu drücken, und nicht vom Sitz weg, wie es im Stand der Technik der Fall ist. In vorteilhafter Weise wirkt das eingeschlossene Kraftstoffvolumen gegen das obere Ende der gegliederten Spitze 44 am Kopfelement 102, um somit den spitzen Abschnitt 107 fest gegen den Gehäusesitz 108 zu drücken, um in effektiver Weise die Einspritzungsöffnungen 36 abzudichten und um das Auftreten einer Sekundäreinspritzung zu verhindern. Darüber hinaus geschieht dieses, obwohl kein Überhub des unteren Kolbens 42 oder der gegliederten Spitze 44 ausgeübt wird.
Ein Überhub wird jedoch von dem oberen Kolben 38 ausgeübt und findet statt, nachdem die Einspritzung stattgefunden hat, wie es in Fig. 3c dargestellt ist. Der von dem radial am weitesten nach außen vorstehenden Abschnitt der Nockenoberfläche 15c auf den oberen Kolben 38 ausgeübte Überhub wird durch eine vorgegebene Größe des Zusammenfallens der Synchronisationskammer 56 absorbiert. Diese vorgegebene Größe wird auf der Basis der Größe des eingeschränkten Auslaufdurchganges 62, der Öffnung 54 und der Federkräfte, die mit der äußeren und der inneren Feder 76 bzw. 78 verbunden sind, bestimmt. Der Synchronisationskraftstoff, der durch die Öffnung 54 verläuft, wird durch die Auslauföffnung 74 im zylinderförmigen Gehäuseteil 26 abgelassen, nachdem der Druck der Synchronisationsflüssigkeit groß genug geworden ist, um das Kolbenventil 68 und den Querstift 70 um eine durch die Schlitze 72 bestimmte axiale Distanz anzuheben, um die Dosieröffnungen 54 zu öffnen. Diese Bewegung ist selbstverständlich durch die beiden Feder 76 und 78 beeinflußt. Wie ebenso in Fig. 3c dargestellt ist, wird, wenn der untere Kolben 42 seine vorgeschobene Position einnimmt, die Spülversorgungsöffnung 94 strömungstechnisch mit dem radialen Durchgang 92 verbunden, durch den Spülkraftstoff in den axialen Durchgang 88 eintritt. Der Kraftstoff kann dann durch das Kugelelement 86 des Kontrollventils in herkömmlicher Weise, durch den radialen Durchgang 90, um die Seiten des unteren Kolbens 42 und aus der Auslaßöffnung 72 herausfließen. Dieses Spülen entfernt nicht nur jegliches Gas oder Partikel, die durch die Einspritzdüse in diesen Bereich eindringen können, sondern es unterstützt auch eine Kühlung der Kolbenanordnung. Dieses Spülen findet, wie in Fig. 3d statt, während der untere Kolben 38 nach innen geschoben wird, um vollständig die Synchronisationskammer 56 zusammenzuschieben, während der obere Kolben 38 das Ende der Einspritzung und die Überfahrung erfährt. Nachdem der Kolben vollständig nach vorne geschoben ist und die Synchronisationskammer 56 vollständig zusammengeschoben ist, ist die Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 fertig, um einen weiteren Zyklus der Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, wie es durch den Abschnitt 15b der Nockenwelle 14 bewirkt wird.
Die mit der zuvor beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüseneinheit 10 verwendete gegliederte Spitze 44 verhindert also in vorteilhafter Weise eine Sekundäreinspritzung von Kraftstoff in Verbindung mit einer Einspritzdüseneinheit, die in der Lage ist, Kraftstoff unter sehr hohem Druck in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors einzuspritzen. Darüber hinaus wird bei Verwendung der gegliederten Spitze 44 das eingeschlossene Volumen dazu verwendet, um die gegliederte Spitze 44 fest an ihrer Position gegen den Sitz im becherförmigen Gehäuseteil zu halten, ohne daß eine Überfahrung ausgeübt wird, um die gegliederte Spitze gegen ihren Sitz zu drücken. Die innere Feder 78 des Ventilmechanismus 64 für langsame Geschwindigkeiten drückt weiterhin in vorteilhafter Weise den unteren Kolben und die gegliederte Spitze 44 mit einer kleinen Kraft nach innen in Richtung ihres Sitzes 108, nachdem die Synchronisationskammer 56 vollständig zusammengefallen ist. Diese relativ kleine Kraft reicht jedoch aus, um die Kolbenanordnung nach unten zu drücken, ohne daß ein Überhub notwendig ist, und die Federkraft wird im wesentlichen gleichmäßig ausgeübt, da sich die Feder 78 mit dem unteren Kolben 42 über dessen Bewegungsbereich mitbewegt. Im Vergleich mit einer Situation, in der ein Überhub auf den unteren Kolben ausgeübt wird, wobei relativ hohe Belastungen sowohl im Antriebszug als auch im Einspritzdüsengehäuse hervorgerufen werden, ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Situation erheblich geringere Belastungen. Dadurch, daß das System auf einer innerhalb der Einspritzdüse angeordneten kleinen Feder beruht, ist das System darüber hinaus weniger empfindlich gegenüber Abnutzungen im Antriebszug sowie Fehleinstellungen in der Einspritzdüse, da die Feder eine geeignete Positionierung der gegliederten Spitze 44 und des unteren Kolbens 42 hervorruft. Da die Antriebszugsbelastungen durch erheblich geringere nach unten gerichtete und auf den unteren Kolben einwirkende Kräfte nach der Einspritzung reduziert sind, wird die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzdüse verlängert, während Brüche und parasitäre Verluste des Einspritzdüsensystems reduziert werden.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Kraftstoffeinspritzdüse wird in einer großen Vielzahl von Verbrennungsmotoren Anwendung finden. Eine besonders wichtige Anwendung werden kleine Dieselmotoren sein, die für den Antrieb von Automobilen entwickelt worden sind. Leichtere Lastkraftwagenmotoren und Motoren im mittleren Leistungsbereich können ebenso von der Verwendung von erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüsen profitieren. Weiterhin kann die vorliegende Erfindung Anwendung bei weiteren Kraftstoffeinspritzdüsen mit offener Düse desjenigen Types finden, der zyklisch ohne Ausübung einer Überfahrung auf die Kraftstoffeinspritzdüsenspitze betrieben wird. Bei jeglicher solcher Einspritzdüsensituationen ohne Überfahrung sichert die vorliegende Erfindung eine genügende nach unten gerichtete Kraft, um eine Sekundäreinspritzung zu verhindern, die durch das in der Dosierkammer eingeschlossene Kraftstoffvolumen nach der Einspritzung hervorgerufen wird.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit (10) für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor, der einen mit jeder der Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten (10) verbundenen Antriebszug (12) aufweist, um synchron jede der Kraftstoffeinspritzdüseneinheiten (10) zu steuern, wobei die Kraftstoffeinspritzdüseneinheit (10) einen Aufbau aufweist, bei dem der Kraftstoff in eine Dosierkammer (112) innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit (10) abgemessen wird, wobei die Dosierkammer (112) über mindestens eine Einspritzöffnung (36) zu einem Motorzylinder hin offen ist, wobei die Kraftstoffeinspritzdüseneinheit (10) weiterhin aufweist

einen Düsenkörper mit einer von einem Ende her offenen axialen Bohrung (32), die am anderen Ende des Düsenkörpers in einem Einspritzdüsengehäuse (28) mündet und mit zumindest einer sich von der axialen Bohrung (32) durch die Spitze (34) des Einspritzdüsengehäuses (28) erstreckenden Einspritzöffnung (36),

eine hin- und herbewegbare Kolbenanordnung, die in der axialen Bohrung (32) angeordnet ist, um eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen und einer vorgeschobenen Position unter dem Einfluß des der Kraftstoffeinspritzdüseneinheit (10) zugeordneten Antriebszuges (12) auszuführen, und

eine Vorrichtung zum Ausgleich eines vom Antriebszug (12) auf die Kolbenanordnung übertragenen Überhub,

wobei die Kolbenanordnung einen Kolben (42) mit einer Spitze (44) aufweist, wobei in der vorgeschobenen Position des Kolbens (42) die Spitze (44) in einer geschlossenen Position die Einspritzöffnung (36) verschließt und wobei eine Kraftstoffmenge zwischen dem Inneren des Einspritzdüsengehäuses (28) dem Kolben (42) und der die Einspritzöffnung (36) verschließenden Spitze (44) eingeschlossen ist, und wobei die Spitze (44) weder eine Druckablaßvorrichtung noch einen Abflußdurchgang aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Spitze kein integraler Bestandteil des Kolbens (42), sondern eine gegliederte, über einer Verbindungsvorrichtung (96) mit dem Kolben (42) verbundene Spitze (44) ist,

daß die Verbindungsvorrichtung (96) eine axiale Bewegung zwischen der gegliederten Spitze (44) und dem Koben (42) über einen begrenzten Abstand ermöglicht,

daß die Spitze (44) zusammen mit dem Kolben (42) nach innen gerichtet in Richtung der Einspritzöffnung (36) angetrieben wird, wobei das dem Kolben (42) gegenüberstehende Ende der Spitze (44) mit dem der Spitze (44) gegenüberstehenden Ende des Kolbens (42) in Berührung steht und

daß die eingeschlossene Kraftstoffmenge mit der Verbindungsvorrichtung (96) an einer Stelle in Verbindung steht, an der sie zwischen den sich gegenüberstehenden Enden des Kolbens (42) und der Spitze (44) wirken kann, um die gegliederte Spitze (44) in ihrer geschlossenen Position zu halten, ohne daß eine Überhub auftritt,

wobei die begrenzte axiale Bewegung zwischen der gegliederten Spitze (44) und dem Kolben (42), die durch die Verbindungsvorrichtung (96) ermöglicht wird, vom Druck der eingeschlossenen Kraftstoffmenge abhängt.

2. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (96) eine mit dem Kolben (42) oder mit der gegliederten Spitze (44) verbundene Aufnahme (98) und ein mit dem anderen Element, d. h. der gegliederten Spitze (44) oder dem Kolben (42) verbundenes Kopfelement (102) aufweist, wobei das Kopfelement (102) innerhalb der Aufnahme (98) angeordnet ist und zwischen den Elementen eine begrenzte axiale Bewegung ermöglicht.

3. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (96) ein Vorspannelement (106) aufweist, um die gegliederte Spitze (44) in axialer Anlage am Kolben (42) zu zwingen.

4. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzdüsengehäuse am Abschluß der axialen Bohrung (32) einen Sitz (108) aufweist, der die Einspritzöffnung (36) umgibt, und daß der Überhub eine Wegstrecke der Bewegung des Kolbens (42) ausmacht, die auftritt, wenn der Spitzenabschnitt (107) der gegliederten Spitze (44) mit dem Sitz (108) in Eingriff steht.

5. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kolbenanordnung zusätzlich zum an die Spitze (34) des Einspritzdüsengehäuses (34) angrenzenden Kolben (42) - den unteren Kolben (42) - einen an den Antriebszug (12) angrenzenden Kolben (38) - den oberen Kolben (38) - und einen zwischen dem oberen Kolben (38) und dem unteren Kolben (42) angeordneten Synchronisationskolben (40) aufweist und wobei die den Überhub ausgleichende Vorrichtung eine auseinanderziehbare und zusammendrückbare Kammer (56) und eine Vorrichtung zum Auseinanderziehen und zum Zusammendrücken der Kammer (56) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Auseinanderziehen und zum Zusammendrücken der Kammer (56) einen Durchgang (52) durch den Synchronisationskolben (40) und einen Ventilmechanismus (64) für langsame Geschwindigkeiten aufweist, der am dem Synchronisationskolben (40) gegenüberliegenden Ende des unteren Kolbens (42) angeordnet ist, um das Öffnen und Schließen des Durchganges (52) durch den Synchronisationskolben (40) zu steuern.

6. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus (64) für langsame Geschwindigkeiten ein Ventilelement (68) aufweist, das mit dem dem Synchronsationskolben (40) gegenüberstehenden Ende des unteren Kolbens (42) mit Hilfe von Verbindungselementen (70, 72)verbunden ist, die eine begrenzte Bewegung des Ventilelementes (68) relativ zum unteren Kolben (42) ermöglichen, und ein Vorspannelement (78) am oberen Ende des unteren Kolbens (42) aufweist, das mit dem unteren Kolben (42) bewegbar ist, um das Ventilelement (68) gegen den Synchronisationskolben (40) zu drücken, um den Durchgang (52) zu verschließen, und um den unteren Kolben (42) und die gegliederte Spitze (44) in Richtung der Einspritzöffnung (36) zu drücken.

7. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannelement (78) als eine in einer Bohrung (66) angeordnete Feder ausgestaltet ist, wobei die Bohrung (66) zu dem dem Synchronisationskolben (40) gegenüberstehenden Ende des unteren Kolbens (42) hin offen ist und die Feder (78) am Boden der Bohrung (66) und am Ventilelement (68) anliegt.

8. Kraftstoffeinspritzdüseneinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus (64) für langsame Geschwindigkeiten ein zweites Vorspannelement (76) aufweist, um das Ventilelement (68) in eine Richtung zu drücken, so daß es den Durchgang (52) des Synchronisationskolbens (40) verschließt, wobei die zweite Vorspannvorrichtung (76) als eine Feder ausgestaltet ist, die zwischen dem Ventilelement (68) und einer nahe der axialen Bohrung (32) angeordneten Schulter (82) des Einspritzdüsengehäuses angeordnet ist.