DE69401788T2

DE69401788T2 - Anlage zur Einspritzzeitpunkt- und Einspritzmengen-Steuerung

Info

Publication number: DE69401788T2
Application number: DE69401788T
Authority: DE
Inventors: David L Buchanon; Julius P Perr; Lester L Peters; Yul J Tarr
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2014-04-23
Also published as: BR9402005A; JPH0749055A; JP2874829B2; US5441027A; EP0631046B1; DE69401788D1; EP0631046A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosiersystem zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die den Brennräumen eines Mehrzylinder-Innenverbrennungsmotors zugeführt wird, und insbesondere betrifft die Erfindung solch ein Dosiersystem, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben.
Es ist aus der JP-A-58-131 388, die den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, bekannt, die Mehrzahl der Injektoreinheiten in einem Einspritzsystem in zwei Gruppen zu teilen und die zwei Sätze von Injektoreinheiten auf eine spezifische Weise zu betreiben. Die Konstruktion der Injektoreinheit für ein Einspritzsystem, wie in der JP-A-58-131 388 beschrieben, stellt ebenfalls wohl bekannten Stand der Technik dar (GB-A-2 030 222). In solch einer Injektoreinheit muß insbesondere auf die unterschiedliche Steuerung einerseits einer Kraftstoff-Zuführung und andererseits einer Zeitsteuerfluid-Zuführung zu den Injektoreinheiten geachtet werden.
Im allgemeinen besteht ein ständiger Bedarffür ein einfaches, zuverlässiges, mit geringen Kosten verbundenes und dennoch sehr leistungsfähiges Kraftstoff-Einspritzsystem, das effektiv und vorhersagbar beides steuern kann, den Kraftstoff-Einspritz- Zeitpunkt und die Dosierung. Jedoch bringt der Aufbau eines solchen Kraftstoff-Einspritz-Systems notwendigerweise die Akzeptanz einiger Merkmale mit sich, die weniger optimal sind, da die grundlegenden Ziele von geringen Kosten, hoher Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit oft in direktem Konflikt stehen. Beispielsweise sind Kraftstoff-Einspritz-Systeme des Verteiler-Typs, die eine einzelne zentralisierte Hochdruckpumpe und ein Verteilerventil für die Dosierung und Zeitsteuerung des Kraftstofflusses von der Pumpe zu jeder von einer Vielzahl von Einspritzdüsen aufweisen, auf diese Weise weniger teuer als Systeme mit individuellen, durch Nocken betätigten Injektoreinheiten an jedem Lageort der Motorzylinder, so wie in der US-A-4,392, 612 dargestellt. Die in der US-A-4,392,612 offenbarten Injektoreinheiten sind derart ausgestaltet, daß jedes Magnetventil während eines einzelnen Einspritz-Rubes der Einspritzpumpe oder des Plungerkolbens öffnen und schließen muß, wenn der Plungerkolben sich nach innen bewegt, um den Beginn bzw. das Ende des Einspritzens zu steuern. Da jeder Einspritzhub des Plungerkolbens in einem extrem kurzen Zeitintervall nahe der oberen Totlage des entsprechenden Motorkolbens auftreten muß, wenn er den Kompressionshub vollendet und den Arbeitshub beginnt, werden der Aufbau, die Betätigung und die Steuerung des Magnetventiles für den Aufbau der Kraftstoff-Injektor-Einheit ein kritischer - und oft kostenintensiver - Faktor. Tatsächlich ist herausgefunden worden, daß diese Typen von Injektoreinheiten nicht immer geeignet sind, eine vorhersagbare und effektive Steuerung des Zeitpunktes und der Dosierung der Kraftstoff-Einspritzung über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Kommerziell konkurrierende zukünftige Kraftstoff-Einspritz-Systeme werden beinahe sicher einiger Kapazität zur Steuerung des Zeitpunktes der Einspritzung vollständig unabhängig von der Quantität als Antwort auf sich ändernde Motorbedingungen bedürfen, um eine akzeptable Verringerung der Verschmutzung und Kraftstoffeffizienz zu gewährleisten. Sicherlich werden einige Emissionskontrollstandards schwierig oder unmöglich zu erreichen sein, es sei denn beides, die Zeitpunkteinstellung und Menge des Kraftstoffes können auf einer Zyklus zu Zyklus-Basis abhängend von Benutzeranforderung und Motorzuständen extrem genau gesteuert werden. Jedoch wird die hochgradige bzw. weitgehende, bei Rochdruck-Verteiler-Typ-Systemen benötige Steuerung aufgrund der Rochdruckleitungen, die die Verteilerpumpe mit den individuellen Injektoren verbinden, sehr schwierig zu erreichen sein. Gleichermaßen, obwohl zahlreiche Versuche gemacht worden sind, um eine Einspritz-System-Einheit zu bilden, die für eine variable Zeitpunkteinstellung und Dosierung verwendbar ist, ist bis jetzt eine Kraftstoff-Einspritz-System-Einheit, die beides, ökonomisch und höchst genau ist, nicht erreicht worden.
Es gibt Beispiele von Versuchen, um dieses Dilemma bei Kraftstoff-Injektoreinheiten zu lösen, die versuchen, eine unabhängige Steuerung der zeitlichen Einstellung der Einspritzung und der Dosierung zu erzielen, wobei die Anforderungen an das Magnetventil minimiert werden (US-A-4,281,792, US-A-4,531,672).
Im Gegensatz hierzu vermeidet ein Kraftstoff-Injektor mit offener Düse, wie in Fig. 16 der US-A-3,951,117 offenbart, die Notwendigkeit eines Magnetventils, da die Menge des eingespritzten Kraftstoffes und Zeitsteuerfluids, die dem Injektor zugemessen wird, durch eine Druck-Zeit-Zumessung gesteuert wird, d. h. durch den Druck des Kraftstoffes oder des Fluids, die dem Injektor durch eine genau dimensionierte Zuführöffnung zugeführt werden und durch das Zeitintervall, in dem der Plungerkolben die Zuführöffnung nicht abdeckt. Jedoch erfordert dieser Typ der Druck-Zeit-Steuerung, daß der Kraftstoffdruck in Abhängigkeit von sich ändernden Motorzständen konstant und genau variiert werden kann. Um diesen Zweck zu erreichen, weisen viele dieser Systeme in den Versorgungsleitungen für jeden Injektor Druckwandler zur Erfassung des Zuführdruckes des Kraftstoffes und Verwirklichung einer Rückkopplung zum Druckregler auf, was zu den gesamten Kosten des Kraftstoffsystems hinzukommt. Weiterhin ermöglicht ein Druck-Zeit-Kraftstoff-Einspritz-System mit offener Düse keine individuelle Zylindersteuerung, da der Kraftstoff und das Zeitsteuerfluid konstant jedem Injektor durch ein Druckregelventil zugeführt werden. Um die Emissionen und Kraftstoffausnutzung zu verbessern, ist es gelegentlich wünschenswert zu verhindern, daß ein oder mehrere ausgewählte Zylinder Leistung für den Motor bereitstellen, indem die Einspritzung des Kraftstoffes durch den zu dem bestimmten Zylinder oder den bestimmten Zylindern korrespondierenden Injektor in die Brennkammer gestoppt wird. Jedoch ist diese Art des Zylinder-"Abschaltens" nicht praktikabel mit Druck-Zeit-Injektoren mit offener Düse und Sammelleitung, da ein einzelner Injektor nicht leicht von den anderen Injektoren während des Betriebs des Motors isoliert werden kann. Solch ein "Abschalten" ist jedoch leicht mit bekannten Systemen erreichbar (JP-A-58-131.338), die den Ausgangspunkt der Erfindung bilden.
Die Probleme, die mit dem Abfließen von Überschußmengen an heißem Kraftstoff zum Versorgungstank und den begleitenden Druckspitzen verbunden sind, sind sogar noch offensichtlicher geworden infolge der neuesten und aufkommenden Gesetzgebung, die strikte Emissions-Standards für Motorenhersteller anordnet, was aus einem Anliegen resultiert, die Kraftstoffausnutzung zu verbessern und die Emissionen zu verringern. Damit neue Motoren diese Standards erfüllen, ist es nötig, Kraftstoff-Injektoren und Systeme herzustellen, die geeignet sind, höhere Einspritzdrücke, kürzere Einspritzdauern und eine genauere Steuerung des Einspritzzeitpunktes zu erzielen. Höhere Einspritzdrücke können auf einer Mehrzahl von Wegen erreicht werden, beispielsweise durch die Varuerung des Nockenprofils, des Plungerkolben-Durchmessers und/oder der Anzahl und Größe der Einspritzöffnungen. Verschiedene Techniken sind entwickelt worden, um die Zeitpunkteinstellung zu steuern, einschließlich mechanischer Techniken, z.B. Gestelle zur Drehung der Einspritz-Plungerkolben mit schraubenförmigen Steueroberflächen; elektronischer Techniken, z.B. Ventile zur Steuerung des Starts und/oder Endes der Einspritzung, und hydraulischer Techniken, z.B. hydraulische Verbindungen variabler Länge. Bezüglich der letzteren wird die Zeitpunkteinstellung durch das Einleiten von mehr Zeitsteuerfluid in die Zeitsteuerkammer vorverlegt, was effektiv die Fluid-Verbindung zwischen den Injektor-Plungerkolben verlängert. Infolge dieser verlängerten Verbindung, beginnt der pumpende Plungerkolben die Einspritzung und/oder erreicht seine unterste Lage bei dem typischen Injektor zu einem früheren Zeitpunkt bei der Rotation des entsprechenden Nockens. Entsprechend kann eine Kraftstoffeinspritzung an einem Punkt in dem Verbrennungszyklus auftreten, wenn sich der Kolben des Motors immer noch nach oben bewegt.
Weil normalerweise Kraftstoff als Zeitsteueffluid bei den Injektoren dieses Typs verwendet wird, nimmt die Menge des Kraftstoffes, die zugeführt und von dem Injektor eines Motors abgeführt wird, notwendigerweise zu verglichen mit Injektoren, die eine nicht-hydraulische Zeitpunktsteuerung oder keine Zeitpunktsteuerung verwenden. Es ist herausgefunden worden, daß die Menge der durch den Kraftstoff absorbierten Wärme und schließlich die Temperatur des Kraftstoffes in dem Kraftstoff-Versorgungstank auf ein unakzeptabel hohes Niveau anwachsen.
Ein anderes wichtiges Anliegen, hervorgehoben durch höhere Einspritzdrücke, ist die Notwendigkeit, die Injektoreinheiten während des Betriebs genügend zu kühlen. Bei dem in der US-A-4,531,672 offenbarten Aufbau des Kraftstoff-Injektors wirken sowohl der dosierte Kraftstoff als auch der Zeitsteuer-Kraftstoff, um die Injektoreinheit zu kühlen. Jedoch ist entdeckt worden, daß, wenn Kraftstoff als Zeitsteuerfluid verwendet wird, Überschußwärme durch den Kraftstoff absorbiert werden kann, was zu einem Kraftstoff führt, der eine unakzeptabel hohe Temperatur bei ausgedehnten Betriebsperioden des Motors annimmt. Folglich muß, um eine genügende Kühlung des Injektors sicherzustellen, der Kraftstoff-Versorgungstank durch die Verwendung von teuren Kühlem gekühlt werden.
Eine anderes wichtiges Erfordernis von Kraftstoff-Injektoren, die Motorkraftstoff als Zeitsteuerfluid verwenden, ist es, einen Abflußkanal zwischen dem obersten Plungerkolben und dem Kipphebelarm oder dem Antriebsaufbau bereitzustellen. Ohne solch einen Abflußkanal würde eine Kraftstoff-Undichtigkeit am obersten Plungerkolben bewirken, daß der Kraftstoff mit dem Motorschmieröl vermischt wird, das dem Kipphebelarm und der Verbindungs-Einheit zugeführt wird, was die Schmierqualitäten des Schmieröls beeinträchtigen und schließlich den Motorenverschleiß erhöhen würde.
Folglich besteht ein Bedarffür ein einfaches, zuverlässiges, kostengeringes und dennoch hoch leistungsfähiges Kraftstoff-Einspritz-System, das effektiv und vorhersagbar sowohl die zeitliche Einstellung als auch die Dosierung der Kraftstoff-Einspritzung durch Maximierung des Zeitintervalles steuern kann, das für die Dosierung des Kraftstoffes und des Zeitsteuerfluids verfügbar ist, wobei das Innere des Injektors ohne Verursachung einer übermäßigen Erwärmung des Motorkraftstoffes adäquat gekühlt wird.
Die oben beschriebene Bedarf wird durch ein Dosiersystem gemäß Anspruch 1 gedeckt. Weil nur ein Injektor der ersten Gruppe und ein Injektor der zweiten Gruppe von Injektoren in einen Modus gesetzt werden kann, um Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zu einer beliebigen Zeit bzw. gleichzeitig während des Betriebs des Motors aufzunehmen, ist die Dosierung bei jedem Injektor über ein größeres Zeitintervall unabhängig steuerbar. Das gleiche für die weitere Verbesserung gemäß Anspruch 2, wobei das ähnliche System für das Zeitsteueffluid realisiert wird.
Die Injektoren sind in der Lage, im Kraftstoff-Aufnahme-Modus, der eine Dosier-Periode bildet, und gleichzeitig im Zeitsteuerfluid-Aufnahme-Modus, der eine Zeitsteuer- Periode bildet, zu sein, um die Zeitdauer zu vergrößern, die für die Dosierung sowohl des Zeitsteuerfluids als auch des Kraftstoffs verfügbar ist. Durch Gruppierung der verschiedenen Injektoren basierend auf der Reihenfolge der Einspritzung, so daß die Injektoren jeder Gruppe in den Einspritz-Modus in beabstandeten Intervallen während jedes Zyklus des Motors gesetzt werden, beispielsweise spritzen Injektoren anderer Gruppen in der Zeitspanne zwischen jedem Einspritz-Modus ein, kann das System ausgelegt werden, um längere Dosier- und Zeitsteuer-Perioden zu ermöglichen. Weitere Verbesserungen und Modifikationen sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Plungerkolben der Injektoren können durch einen vom Motor angetriebenen Nocken hin- und herbewegt werden. Alternativ kann ein hydraulisches Verstärkungssystem durch die Bereitstellung eines Zeitsteuerfluid-Steuerventils für jeden Injektor verwendet werden, das unter sehr hohem Druck stehendes Zeitsteuerfluid einer benachbart zum Plungerkolben angeordneten Zeitsteuerkammer bereitstellt, um es dem Druck des Zeitsteueffluids zu ermöglichen, auf den Plungerkolben zu wirken, um den Plungerkolben nach innen zu treiben, wodurch der Kraftstoff in die Dosierkammer eingespritzt wird.
Insgesamt wird ein Kraftstoff-Einspritz- und Zeitsteuerfluid-Dosiersystem bereitgestellt, das fähig ist, effektiv und vorhersagbar sowohl den Kraftstoff-Einspritz-Zeitpunkt als auch die Dosierung zu steuern. Das Dosiersystem minimiert die Anzahl der Steuerventile, die zur Steuerung der Dosierung verwendet werden, während die Bereitstellung eines größeren Zeitintervalles für jeden Injektor erfolgt, während dem die Dosierung bzw. Zumessung des Zeitsteuerfluids und des Einspritzkraftstoffes erfolgen kann. Weiterhin minimiert das Dosiersystem die Betriebsanforderungen der Steuerventile, die in dem Dosiersystem verwendet werden. Die Vorgänge des Dosierens und der Zeitpunkteinstellung für jeden Injektor treten nur zwischen periodischen, relativ schnellen Einspritzhüben der Plungerkolben auf, wodurch die Anforderungen an die Steuerventile bezüglich der Ansprechzeit im Betrieb minimiert werden.
Das erfindungsgemäße Dosiersystem ermöglicht es, daß die Dosierung des Zeitsteuerfluids und die Dosierung des einzuspritzenden Kraftstoffes gleichzeitig auftritt. Es eliminiert den Bedarf an Steuerventilen zur Steuerung der Dosierung während der relativ kurzen Zeitintervalle des Einwärtshubs des Injektor-Plungerkolbens und erfordert nicht, daß die Steuerventile genau gesteuert werden, um bezüglich dem Öffnen und Schließen einer Versorgungs- oder Auslaßöffnung durch den Plungerkolben geöffnet und geschlossen zu werden.
Das erfindungsgemäße Dosiersystem eliminiert den Bedarffür ein Steuerventil für jeden Injektor, wobei immer noch eine individuelle Steuerung und Abschaltung vorgesehen ist. Es verringert die Empfindlichkeit des Dosiersystems bezüglich des Fluidversorgungsdruckes, während ein schnelles, zwangsweises Ansprechen auf Kraftstoffversorgungsdruckänderungen erreicht wird.
Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Dosiersystem bereit, das den Bedarf an einem spülenden Strömungskanal in jedem Injektor, um Verbrennungsgas vom Zuführkraftstoff zu entfernen, eliminiert, und die Auswirkungen des Zylinderdrucks auf die Dosierung des Kraftstoffes minimiert.
Bei einem Kraftstoff-Einspritz-System, das Schmieröl als Zeitsteuerfluid verwendet, kühlt das Schmieröl effektiv und schmiert die Kraftstof-Injektoren, ohne daß eine übermäßige Erwärmung des Kraftstoffes des Motors hervorgerufen wird. Dies minimiert beides, die Menge des Kraftstoffes, die von den Injektoren benötigt wird, und die Menge des erhitzten Kraftstoffes, der zu dem Kraftstoff-Versorgungstank von den Injektoren zurückgeführt wird.

In der Zeichnung:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der bevorzugten Ausführungsform des individuellen Zeitpunkteinstell- und Kraftstoffeinspritz-Dosiersystems der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer mit einer geschlossenen Düsen versehenen Injektoreinheit, die in dem Dosiersystem nach Fig. 1 verwendet wird, wobei die Plungerkolben des Injektors in ihren jeweiligen innersten Positionen, bevor sie in einen Kraftstoff-Aufnahme-Modus gesetzt werden, dargestellt sind;
Fig. 3A ist eine schematische Teilansicht im Schnitt des Dosiersystems nach Fig. 1, die einen ersten Satz von Injektoreinheiten mit einem Paar von Kraftstoff-Einspritz- und Zeitsteuerfluid-Steuerventilen und zugeordnete Versorgungskanäle zeigt, wobei die Plungerkolben-Positionen der jeweiligen Injektoreinheiten bei einem Motorkurbelwinkel von 0º dargestellt sind;
Fig. 3B ist eine schematische Ansicht im Schnitt des in Fig. 3A dargestellten Dosiersystems, wobei die Plungerkolben-Positionen der jeweiligen Injektoreinheiten bei einem Motorkurbelwinkel von 80º dargestellt sind;
Fig. 3C ist eine schematische Ansicht im Schnitt des in Fig. 3A dargestellten Dosiersystems, wobei die Plungerkolben-Positionen der jeweiligen Injektoreinheiten bei einem Motorkurbeiwinkel von 160º dargestellt sind;
Fig. 3D ist eine schematische Ansicht im Schnitt des in Fig. 3A dargestellten Dosiersystems, wobei die Plungerkolben-Positionen der jeweiligen Injektoreinheiten bei einem Motorkurbeiwinkel von 240º dargestellt sind;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Dosier- und Einspritz-Intervalle bzw.-Perioden jedes Injektors des in Fig. 1 dargestellten Dosiersystems über einen vollständigen Zyklus des Motors hinweg zeigt;
Fig. 5 ist eine Ansicht im Schnitt einer alternativen Ausführungsform einer Injektoreinheit, die in dem in Fig. 1 dargestellten Dosiersystem verwendet werden kann, wobei eine Injektor-Einheit mit offener Düse in einem Kraftstoff-Aufnahme-Modus dargestellt ist;
Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein Fluß-Steuerventil aufweist, das mit jedem Kraftstoff-Einspritz- und Zeitsteuerfluid-Steuerventil verbunden ist;
Fig. 7 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen in einem Bypass-Kreislauf angeordneten Druckregler aufweist;
Fig. 8 ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein separates Zeitpunkteinstellung-Steuerventil für jeden Injektor, ein Hochdruckreservoir und eine Hochdruckpumpe für die Zuführung von unter hohem Druck stehendem Zeitsteuerfluid zu den Injektoren aufweist; und
Fig. 9 ist eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Schmieröl als Zeitsteuerfluid verwendet, das über Zeitsteuerfluid-Versorgungswege zugeführt wird, die fluidisch von den Kraftstoff-Dosier-Versorgungswegen getrennt sind.
Bei dieser Beschreibung werden die Wörter "inner/e", "innerste", "äußere/r" und "äußerste" durchgängig zu den Richtungen zu und weg von dem Punkt korrespondieren, an dem Kraftstoff von einem Injektor tatsächlich in den Brennraum eines Motors eingespritzt wird. Die Worte "oberer" und "unterer" werden Bezug nehmen auf die Bereiche des Injektoraufbaus, die jeweils am weitesten weg oder am nächsten zu dem Motorzylinder liegen, wenn der Injektor betriebsfähig am Motor befestigt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Zeitsteuerfluid- und Einspritzkraftstoff-Dosiersystem 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt, wie an einem Sechs-Zylinder-Motor (nicht dargestellt) angebracht, bei dem jedem Zylinder ein Injektor zugeordnet ist. Im allgemeinen weist das Dosiersystem 10 eine Kraftstoff-Versorgungspumpe 12 für die Zuführung von unter geringem Druck stehendem Kraftstoff sowohl zu einem ersten Satz von Kraftstoff-Injektoreinheiten 14 über ein Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 und ein Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 als auch zu einem zweiten Satz von Kraftstoff- Injektoreinheiten 16 über ein Zeitsteuerfluid-Steuerventil 22 und ein Einspritzkraftstoff-Steuerventil 24 auf. Jeder Kraftstoff-Injektor 26 jedes Satzes von Injektoren 14, 16 kann ein Zeitsteuer-Intervall und ein Dosier-Intervall erzeugen, in denen die Steuerventile 18, 20, 22, 24 arbeiten, um die Menge an Zeitsteuerfluid bzw. Einspritzkraftstoff festzulegen, die dem Injektor zugemessen wird. Durch die Bereitstellung separater Zeitsteuer- und Dosier-Kreisläufe, die individuell durch ein jeweiliges Steuerventil gesteuert werden, kann das Dosiersystem effektiv und vorhersagbar sowohl den Kraftstoff-Einspritz-Zeitpunkt als auch die Dosierung gleichzeitig während des Dosierhubs des Injektor-Plungerkolbens steuern, wodurch die Zeitspanne oder das "Fenster der Gelegenheit" vergrößert, die bzw. das für die Dosierung bzw. das Zumessen des Kraftstoffes und des Zeitsteuerfluids verfügbar ist. Weiterhin maximiert das Dosiersystem das Zeitintervall zur Dosierung für jeden Injektor eines bestimmten Satzes von Injektoren durch die wahlweise Gruppierung von Injektoren in bezug auf die Reihenfolge der Einspritz-Intervalle der gesamten Reihe von Injektoren, um es zu ermöglichen, daß die Dosier- und Zeitsteuer-Intervalle einer spezifischen Gruppe durchgehend über die gesamte Zykluszeit des Motors verteilt werden.
Die Kraftstoff-Versorgungspumpe 12 ist eine Zahnradpumpe, die Kraftstoff aus einem Reservoir 28 zieht und diesen zu einem gemeinsamen Versorgungskanal 30 leitet. Der Versorgungskanal 30 führt sowohl einem ersten Kraftstoff-Versorgungsweg 32 als auch einem zweiten Kraftstoff-Zuführweg 34, die Kraftstoff für die Einspritzung dem ersten bzw. zweiten Satz von Injektoren 14, 16 bereitstellen, Kraftstoff zu. Der Versorgungskanal 30 führt sowohl einem ersten Zeitsteuerfluid-Zuführweg 33 als auch einem zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführweg 35, die Kraftstoff als Zeitsteuerfluid dem ersten bzw. zweiten Satz von Injektoren 14, 16 bereitstellen, Kraftstoff zu. Ein in einer Bypassleitung der Versorgungspumpe 12 angeordnetes Bypassventil 36 hält die Kraftstoffversorgung auf einem im wesentlichen konstanten Druck, der vorzugsweise zwischen 6,9 und 34,5 bar (100 und 500 psi) liegt. Das Bypassventil 36 ist feder-vorbelastet, um bei einem vorbestimmten Druck des Kraftstoffes auf der Abströmseite zu öffnen, um zu ermöglichen, daß Kraftstoff von der Auslaßseite der Pumpe 12 über die Bypassleitung zur Einlaßseite der Pumpe 12 fließt, wodurch es den Versorgungsdruck des Kraftstoffes auf einem vorbestimmten Niveau hält.
Die Zeitsteuerfluid-Steuerventile 18, 22 und die Einspritzkraftstoff-Steuerventile 20, 24 sind in den jeweiligen Zeitsteuerfluid-Zuführwegen 33, 35 und den Kraftstoff-Zuführwegen 32, 34 angeordnet, um den Fluß des Zeitsteuerfluids und des einzuspritzenden Kraftstoffes zu den jeweiligen Injektoren zu steuern. Jedes der Steuerventile 18, 20, 22, 24 ist vom Typ der elektromagnetischen oder magnet betätigten Ventilaufbauten, die zwischen offenen und geschlossenen Positionen betätigbare Ventilelemente aufweisen, um den Fluß an Zeitsteuerfluid und Kraftstoff von den Zuführwegen 32, 33, 34, 35 zu den Injektoren zu steuern. Die Steuerventile 18, 20, 22, 24 werden durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 38 gesteuert, die Signale,wie Motorgeschwindigkeit und -position, Gaspedalposition, Kühlmitteltemperatur, Druck im Ansaugstutzen und Einlaßlufttemperatur-Signale, von entsprechenden Motorsensoren, im allgemeinen mit 40 bezeichnet, empfängt. Auf der Basis dieser Signale beurteilt die ECU 38 die Motor-Betriebsbedingungen und emittiert Steuersignale zu den Steuerventilen 18, 20, 22, 24, so daß der Zeitpunkt der Kraftstoff-Einspritzung und die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffes durch jeden Injektor 26 für den Motorbetriebszustand optimiert wird.
Das erste Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 und das zweite Zeitsteuerfluid-Steuerventil 22 geben Kraftstoff in die jeweiligen Zeitsteuerfluid-Sammelleitungsabschnitte 42, 44 der entsprechenden ersten und zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführwege 33, 35 ab. Ebenso steuern das erste und zweite Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20, 24 den Fluß an Kraftstoff zu entsprechenden ersten und zweiten Einspritzkraftstoff-Sammelleitungsabschnitten 46, 48 der entsprechenden ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführwege 32, 34. Jeder Injektor 26 weist einen Zeitsteuerkreis 50 zur Aufnahme von Zeitsteuerfluid von der Zeitsteuerfluid-Sammelleitung 42, 44 und einen Dosierkreis 52 für die Leitung von Kraftstoff von den Sammelleitungsabschnittten 46, 48 in den Injektor zur nachfolgenden Einspritzung in den entsprechenden Zylinder des Motors auf.
Die Typen der Injektoren, die in dem vorliegenden Zeitsteuerfluid- und Kraftstoff- Dosüersystem verwendet werden können, werden nun im Detail beschrieben werden. Mit Bezug auf Fig. 2 ist eine mit einer geschlossenen Düse versehene Kraftstoffinjektoreinheit 26 dargestellt, die einen Injektorkörper 54 aufweist, der von einem äußeren Mantel 56, einem Abstandsstück 58, einem Federgehäuse 60, einem Düsengehäuse 62 und einem Halter 64 gebildet ist. Das Abstandsstück 58, das Federgehäuse 60 und das Düsengehäuse 62 werden in einem zusammengedrückten anstoßenden Verhältnis in dem Inneren des Halters 64 durch den äußeren Mantel 56 gehalten. Das äußere Ende des Halters 64 beinhaltet ein Innengewinde für den Eingriff mit einem entsprechenden Außengewinde auf dem unteren Ende des äußeren Mantels bzw. der äußeren Büchse 56, um es der gesamten Injektorkörper-Einheit 54 zu ermöglichen, durch eine einfache relative Rotation des Halters 64 in bezug auf den äußeren Mantel 56 zusammengehalten zu werden.
Der äußere Mantel 56 weist einen Plungerkolben-Hohlraum 66 auf, der sich in einen größeren oberen Hohlraum 68 öffnet, der in einer oberen Verlängerung 70 des äußeren Mantels 56 ausgebildet ist. Eine Kupplung 72 ist gleitend in dem oberen Hohlraum 68 befestigt und weist einen Hohlraum 73 zur Aufnahme eines Verbindungsstückes 75 auf. Die Kupplung 72 und das Verbindungsstück 75 stellen eine hin- und hergehende Verbindung zwischen dem Injektor und einer Antriebsnocke (nicht dargestellt) des Motors bereit. Eine Kupplungsfeder 74 ist um die Verlängerung 72 herum angeordnet, um eine nach oben gerichtete Vorspannkraft gegen die Kupplung 72 bereitzustellen, um das Verbindungsstück 75 gegen den Injektor-Antriebszug und die entsprechende Nocke (nicht dargestellt) zu drücken. Der Antriebszug kann eine Kipphebel-Einheit zur Verbindung des Verbindungsstückes 75 mit der Nocke aufweisen.
Der Plungerkolben-Rohiraum 66 erstreckt sich longitudinal durch den äußeren Mantel 56 zur Aufnahme sowohl eines äußeren Zeitsteuer-Plungerkolbens 76 als auch eines inneren Dosier-Plungerkolbens 78. Der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 weist einen oberen Bereich 80 mit einem äußeren Durchmesser auf, der es dem oberen Bereich 80 ermöglicht, gleitend mit dem Plungerkolben-Hohlraum 66 im Eingriff zu stehen, während eine Kraftstoffleckage zwischen dem oberen Bereich 80 und dem Plungerkolben-Hohlraum 66 im wesentlichen verhindert wird. Jede Kraftstoffleckage am oberen Bereich 80 wird in einer ringförmigen Nut 83 gesammelt und in einen Auslaufkanal 85 geleitet, der mit der Nut 83 in Verbindung steht. Ein unterer Bereich 82, der auf dem inneren Ende des oberen Bereichs 80 ausgebildet ist, erstreckt sich nach innen in Richtung auf das Abstandsstück 58. Der untere Bereich 82 hat einen geringeren Durchmesser als der Plungerkolben-Hohlraum 66 und der obere Bereich 80, um einen ringförmigen Hohlraum 84 zu bilden. Das äußerste Ende des Zeitsteuer-Plungerkolbens 76 steht in Kontakt mit dem innersten Ende der Verbindung 72, wodurch bewirkt wird, daß sich der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 in Abhängigkeit von der Nokkenrotation bewegt. Das innerste Ende des inneren Bereiches 82 des Zeitsteuer- Plungerkolbens 76 bildet zusammen mit dem äußersten Ende des Dosier-Plungerkolbens 78 eine Zeitsteuerkammer 86 zur Aufnahme von Zeitsteuerfluid von dem bestimmten Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18, 22, das mit dem Satz von Injektoren verbunden bzw. diesem zugeordnet ist, zu dem der Injektor gehört.
Der Zeitsteuerkreis 50 stellt sowohl einen Zuström- als auch einen Überström-Weg für das Zeitsteuerfluid während jedes Einspritzzyklus bereit. Der Zeitsteuerkreis 50 weist einen Abzweigungskanal 88 (dargestellt in Fig. 1), eine Zeitsteuerkammer 86 und verschiedene Versorgungs- und Überström-Kanäle auf, die nun detaillierter beschrieben werden. Zeitsteuerfluid wird der Zeitsteuerkammer 86 vom Zeitsteuerfluid- Sammelleitungsabschnitt 42 durch den Abzweigungskanal 88 und eine Versorgungsöffnung 90, die in dem äußeren Mantel 56 ausgebildet ist und sich radial von der Zeitsteuerkammer 86 erstreckt, bereitgestellt. Ein feder-vorbelastetes Einlaß-Kugel- Rückschlagventil 92, das in der Versorgungsöffnung 90 angeordnet ist, verhindert eine Strömung des Zeitsteuerfluids von der Zeitsteuerkammer 86 durch die Versorgungsöffnung 90, während es dem Zeitsteuerfluid ermöglicht, in die Zeitsteuerkammer 86 zu gelangen.
Der äußere Mantel 56 weist eine Zeitsteuer-Überström-Öffnung 94 und einen Zeitsteuer-Überström-Kanal 96 auf, der sich radial vom Hohlraum 66 erstreckt. Die Zeitsteuer-Überström-Öffnung 94 und der Überström-Kanal 96 stellen eine Verbindung zwischen der Zeitsteuerkammer 86 und einem ringförmigen Zeitsteuerfluid-Überström-Kanal 98 bereit, der zwischen dem äußeren Mantel 56 und dem Halter 64 ausgebildet ist. Zeitsteuerfluid-Auslaßöffnungen 100 sind im Halter 64 angrenzend an den ringförmigen Kanal 98 vorgesehen, um es dem Zeitsteuerfluid zu ermöglichen, vom ringförmigen Kanal 98 in ein Zeitsteuerfluid-Auslaufsystem zu fließen, das strömungstechnisch mit dem Bereich des Injektorhohlraumes (nicht dargestellt) verbunden ist, der in dem Zylinderkopf des Motors angrenzend an die Zeitsteuerfluid-Auslauföffnungen 100 ausgebildet ist.
Der Kraftstoff-Dosierkreis 52 ist ausgebildet, um sowohl einen Zuström- als auch einen Überström-Weg für die Dosierung des Kraftstoffes während jedes Zyklus des Motors zur Verfügung zu stellen. Der Kraftstoff-Dosierkreis 52 weist eine Dosierkammer 102 und verschiedene Zuführ und Überströmkanäle auf, die nun detaillierter beschrieben werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Dosierkammer 102 zwischen dem innersten Ende des Dosier-Plungerkolbens 78 und dem Abstandsstück 58 ausgebildet. Die Dosierkammer 102 nimmt Kraftstoff von einer im Halter 64 gebildeten Kraftstoff-Zuführöffnung 104 auf, die mit einem Abzweigungskanal 106 (dargestellt in Fig. 1) verbunden ist. Der Kraftstoff fließt durch die Zuführ-Öffnung 104 in einen ringförmigen Kanal 108, der zwischen dem unteren Bereich des äußeren Mantels 56 und dem Halter 64 ausgebildet ist. Der ringförmige Kanal 108 verläuft nach innen weiter zwischen dem Abstandsstück 58 und dem Halter 64, um sich an einen radialen Kanal anzuschließen, der in der oberen Oberfläche des Federgehäuses 60 ausgebildet ist. Ein Einlaßkanal 112 erstreckt sich durch das Abstandsstück 58 und verbindet den radialen Kanal 110 mit der Dosierkammer 102. Ein feder-belastetes Kugel-Rückschlagventil 114, das in dem Kraftstoff-Einlaßkanal 112 angeordnet ist, ermöglicht die Leitung von Kraftstoff bei einem vorbestimmten Druck von der Kraftstoff-Zuführöffnung 104 zur Dosierkammer 102, während ein Fluß an Kraftstoff aus der Dosierkammer 102 durch den Kraftstoff-Einlaßkanal 112 verhindert wird. Eine Dosier-Überstrom-Öffnung 116 und ein Dosier-Überstrom-Kanal 118, die in dem unteren Ende des äußeren Mantels 56 ausgebildet sind, erstrecken sich radial vom Hohlraum 66 benachbart zum Dosier-Plungerkolben 78, um mit dem ringförmigen Kanal 108 in Verbindung zu stehen. Der Dosier-Plungerkolben 78 weist eine ringförmige Nut 120, einen radialen Kanal 122 und einen axialen Kanal 124 auf, die miteinander in Verbindung stehen, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, von der Dosierkammer 102 zur Dosier-Überstrom-Öffnung 116 und zu dem Überstrom-Kanal 118 in Abhängigkeit von der Position des Dosier-Plungerkolbens 78 während des Betriebs des Injektors zu strömen, wie nachfolgend detailliert beschrieben.
Das Abstandsstück 58 weist auch einen Kraftstoff-Übertragungs-Kanal 126 auf, der strömungstechnisch die Dosierkammer 102 mit einem Kraftstoff-Kanal 128 verbindet, der in dem Federgehäuse 60 ausgebildet ist. Das Düsengehäuse 62 weist einen Kraftstoff-Kanal 130 für die Leitung des Kraftstoffes vom Kanal 128 zu einem Düsenhohlraum 132 auf, der im Düsengehäuse 62 ausgebildet ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Düsengehäuse 62 auch Injektoröffnungen 134 au{ die normalerweise durch ein axial verschiebliches, Druck-betätigtes, mit einer Spitze versehenes Ventilelement 136 verschlossen sind, das in dem Düsenhohlraum 132 angeordnet ist. Eine Feder 138, die in einer in dem Federgehäuse 60 ausgebildeten mittigen Bohrung 140 angeordnet ist, spannt das mit einer Spitze versehene Ventilelement 136 in die geschlossene, die Injektoröffnungen 134 blockierende Position vor. Wenn der Druck des Kraftstoffes innerhalb des Düsenhohlraumes 132 ein vorbestimmtes Niveau übersteigt, bewegt sich das mit einer Spitze versehene Ventilelement 136 nach außen gegen die Vorspannkraft der Feder 138, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, durch die Injektoröffnungen 134 in die Brennkammer (nicht dargestellt) zu gelangen.
Der Betrieb des mit einer geschlossenen Düse versehenen Kraftstoff-Injektors 26 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 3A bis 3D beschrieben werden. Die Fig. 3A bis 3D zeigen den sequentiellen Betrieb nur des ersten Satzes von Kraftstoff- Injektoreinheiten 14 und der Steuerventile 18, 20. Die Fig. 3A bis 3D zeigen den mit einer geschlossenen Düse versehenen Kraftstoff-Injektor 26 von Fig. 2 in einer mehr schematischen Weise zur Vereinfachung der Darstellung und zum Verständnis des Betriebs des gesamten Systems. Jeder Injektor wird mit der Nummer bezeichnet werden, die dem Zylinder, dem er zugeordnet ist, entspricht. Die Plungerkolben-Position des mit einer geschlossenen Düse versehenen Kraftstoff-Injektors 26, wie in Fig. 2 dargestellt, entspricht der Plungerkolben-Position des Injektors 3 von Fig. 3A. In den Fig. 3A bis 3D ist der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 jedes Injektors mit einer Nocke 142 über eine Rolle 144 anstelle des Verbindungsstückes 75 von Fig. 2 betriebsfähig verbunden. Wenn die Rolle 144 oder das Verbindungsstück 75 am äußeren Grundkreis der Nocke 142 angeordnet ist, wie bei Injektor 3 in Fig. 3A dargestellt, sind der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 und der Dosier-Plungerkolben 78 in ihren entsprechenden innersten Positionen oder am unteren Totpunkten positioniert. In dieser Position ist die Zeitsteuerkammer 86 in ihrer kürzestmöglichen Form, da der untere Bereich 82 des Zeitsteuer-Plungerkolbens 76 an den Dosier-Plungerkolben 78 anstößt. Der Dosier-Plungerkolben 78 ist positioniert, um die Zeitsteuer-Überström-Öffnung 94 und den Überström-Kanal 96 aufzudecken, was es dem Zeitsteuerfluid ermöglicht, aus der Zeitsteuerkammer 86 auszulaufen. Auch der radiale Kanal 122 und die ringförmige Nut 120 sind so positioniert, daß sie mit der Dosier-Überstrom-Öffnung 116 und dem Überström-Kanal 118 verbunden sind, was es dem Kraftstoff ermöglicht, vom axialen Kanal 124, Übertragungs-Kanal 126, Kanal 128, Kanal 130 und Hohlraum 132 in den kreisförmigen Kanal 108 auszulaufen. Die gesamte Zeitsteuer-Rolle 144 bewegt sich entlang des äußeren Grundkreises der Nocke 142, während die Plungerkolben 76, 78 in der innersten Position sind, und daher kann kein Zeitsteuerfluid und kein Kraftstoff effektiv in die Zeitsteuerkammer 86 bzw. die Dosierkammer 102 dosiert werden. Wie in Fig. 38 gezeigt, wenn die Nocke 142 rotiert, um es der Rolle 144 zu ermöglichen, sich auf einen Rampenbereich 146 zu bewegen, treibt die Kupplungsfeder 74 die Rolle 144 und den Zeitsteuer-Plungerkolben 76 nach außen, wie durch das Profil des Rampenbereichs 146 der Nocke 144 vorgegeben. Die Bewegung des Plungerkolbens 76 nach außen markiert den Beginn eines Zeitsteuer-Intervalls bzw. einer Zeitsteuer- Periode und eines Dosier-Intervalls bzw. einer Zumeß-Periode, während denen das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 und das Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 betätigt werden können, um Zeitsteuerfluid und Einspritzkraftstoff in die entsprechenden Kammern zu dosieren. Wie in Fig. 3B gezeigt, wird das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 durch ein Signal der ECU 38 basierend auf Motorbetriebsbedingungen in eine offene Position gebracht, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, in die Zeitsteuerkammer 86 über den Sammelleitungsabschnitt 42, den Zeitsteuerkreis 50, die Versorgungsöffnung 90 und das Rückschlagventil 92 einzutreten, wodurch ein Zeitsteuerfluid-Dosier-Vorgang beginnt. Das Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 wird auch durch ein Signal der ECU 38 in eine offene Position gebracht, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, vom Zuführweg 32 in den Sammelleitungsabschnitt 46 für die Zuführung zur Dosierkammer 102 über den Dosierkreis 52 zu fließen, wodurch ein Kraftstoff-Dosier- Vorgang beginnt. Insbesondere fließt der einzuspritzende Kraftstoff in die Kraftstoff- Zuführöffnung 104 und den ringförmigen Kanal 108 durch den radialen Kanal 110 und nach oben in den Versorgungskanal 112. Der Kraftstoff wird auf einem Druck gehalten, der hoch genug ist, um den Federdruck des Riickschlagventiles 114 zu überwinden, wodurch es dem Kraftstoff ermöglicht ist, durch den Versorgungskanal 112 in die Dosierkammer 102 zu strömen. Der Druck des einzuspritzenden Kraftstoffes, der in die Dosierkammer 102 eintritt, drückt den Dosier-Plungerkolben 78 nach außen in Richtung der Zeitsteuerkammer 86, wobei die Zeitsteuer-Überström-Öffnung 94 und die Dosier-Überström-Öffnung 116 verschlossen werden. Wenn die richtige Menge an Einspritzkraftstoff in die Dosierkammer 102 dosiert ist, wie durch die Motorbetriebsbedingungen vorgegeben, gibt die ECU 38 ein Signal ab, das das Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 schließt, wodurch der Kraftstoff-Dosier-Vorgang endet und die nach außen gerichtete Bewegung des Dosier-Plungerkolbens 78 stoppt, wie in Fig. 3C gezeigt. Bei einem Punkt, während der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 fortfährt, sich nach außen zu bewegen, wird die ECU 38 ein Schließsignal an das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 abgeben, wodurch sich das Ventil 18 in eine geschlossene Position bewegt, was den Fluß an Zeitsteuerfluid in den Zeitsteuerkreis 50 stoppt, wodurch der Zeitsteuerfluid-Dosier-Vorgang, wie in Fig. 3D dargestellt, endet. Die Beendigung der nach außen gerichteten Bewegung des Zeitsteuer-Plungerkolbens 76, wie durch das Profil der Nocke 152 bestimmt, markiert das Ende sowohl des Zeitsteuer- als auch des Dosier-Intervalles. Wenn die Nocke 142 des Injektors 3 fortfährt zu rotieren, drückt der Rampenbereich 146 den Zeitsteuer-Plungerkolben 76 nach innen durch einen Einspritzhub, der die Injektoreinheit 26 in einen Einspritz- Modus versetzt, bei dem eine Fluidströmung von den Zuführwegen 33, 32 über sowohl den Zeitsteuerkreis 50 als auch den Dosierkreis 52 zu den entsprechenden Zeitsteuer- und Dosierkammern 86, 102 durch die Ventile 18, 20 blockiert ist, um die Einspritzung des Kraftstoffes in der Dosierkammer 102 durch die Einspritzöffnung 134 zu erreichen. Wenn sich der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 nach innen bewegt, wird eine Zeitsteuerfluid-Verbindung 148 zwischen dem Zeitsteuer-Plungerkolben 76 und dem Dosier-Plungerkolben 78 gebildet, um den Zeitpunkt der Kraftstoff-Einspritzung vorzuverlegen oder zu verzögern. Die Länge der Fluid-Verbindung 148 und, folglich, der Grad der Vorverlegung oder Verzögerung des Zeitpunkts der Einspritzung wird durch die Menge des Zeitsteuerfluids gesteuert, dem es ermöglicht ist, in die Zeitsteuerkammer 86 während des Zeitsteuer-Intervalles einzutreten. Da der Druck des Zeitsteuerfluids auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten wird, ist die Menge an Zeitsteuerfluid, die in die Zeitsteuerkammer 86 dosiert wird, primär abhängig von der Länge des Zeitsteuerfluid-Dosiervorgangs, der durch die Zeitdauer definiert ist, bei der das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 in der offenen Position während des Zeitsteuer-Intervalles gehalten wird. Ebenso ist die Menge des Einspritzkraftstoffs, die in die Dosierkammer 102 dosiert wird, primär abhängig von der Länge des Einspritzkraftstoff-Dosiervorgangs, der durch die Zeitdauer definiert ist, bei der das Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 in der offenen Position während des Dosier-Intervalles bleibt. Der Zeitsteuer-Plungerkolben 76 und die Fluid-Verbindung 148, die in der Zeitsteuerkammer 86 gebildet ist, drücken den Dosier-Plungerkolben 78 nach unten, wobei der Kraftstoff aus der Dosierkammer 102 in den Düsenhohlraum 132 jiber den Übertragungskanal 126, den Kraftstoffkanal 128 und den Kanal 130 gedrückt wird. Wenn der Druck des Kraftstoffes innerhalb des Rohiraumes 132 ein vorbestimmtes Niveau übersteigt, bewegt sich das mit einer Spitze versehene Ventilelement 136 nach außen, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, durch die Einspritzöffnungen 134 in den Brennraum (nicht dargestellt) zu strömen. Wenn der Dosier-Plungerkolben 78 seine innerste Position erreicht, fluchtet die ringförmige Nut 120 mit der Dosier-Überström-Öffnung 116, wodurch es dem Kraftstoff ermöglicht ist, aus der Dosierkammer 102 durch den axialen Kanal 124 und den radialen Kanal 122 und zurück zu der Kraftstoffversorgung über den Überströmkanal 118 abzufließen. Folglich wird der Druck des Kraftstoffes im Düsenhohlraum 132 auch über die Kanäle 126, 128, 130 entspannt. Wenn der Druck des Kraftstoffes im Düsenhohlraum 132 auf ein Niveau unterhalb der Vorspannkraft der Feder 138 abnimmt, bewirkt die Feder 138, daß das mit einer Spitze versehene Ventilelement 136 sich nach innen bewegt, um die Einspritzöffnungen 134 zu schließen, wodurch die Einspritzung beendet wird.
Durch die Bereitstellung getrennter Zeitsteuer- und Dosierkreise, die individuell durch ein jeweiliges Steuerventil gesteuert werden, kann das Dosiersystem der vorliegenden Erfindung effektiv und vorhersagbar sowohl die Zeitpunkteinstellung der Kraftstoff-Einspritzung als auch die Dosierung gleichzeitig während der Dosierung oder des, nach außen gerichteten, Hubes des Zeitsteuer-Plungerkolbens 76 und Dosier-Plungerkolbens 78 kontrollieren. Auf diese Weise muß das Zeitintervall, das gleich dem Auswärtshub der Plungerkolben ist, der durch das Nockenprofil definiert wird, nicht in ein Dosierintervall und ein verschiedenes separates Zeitsteuer-Intervall aufgeteilt werden, da beides, die Zeitpunkteinstellung und die Dosierung gleichzeitig stattfinden können. Durch die Bereitstellung separater und verschiedener Zeitsteuerund Dosierkreise und entsprechender Steuerventile maximiert daher die vorliegende Erfindung die Zeitintervalle, die sowohl für die Dosierung des einzuspritzenden Kraftstoffes als auch für die Dosierung des Zeitsteuerfluids für jeden Injektor verfügbar sind.
Weiterhin maximiert das Dosiersystem der vorliegenden Erfindung die Zeitintervalle für die Dosierung des Zeitsteuerfluids und des Kraftstoffes zu jedem Injektor eines bestimmten Satzes von Injektoren durch die wahlweise Gruppierung der Injektoren, die auf der Reihenfolge der Einspritz-Intervalle der gesamten Reihe der Injektoren basiert, um es den Dosier-Intervallen einer spezifischen Gruppe zu ermöglichen, durchgehend über die gesamte Zykluszeit des Motors verteilt zu werden. Wie in den Fig. 3A bis 3D und Fig. 4 gezeigt, wird bei einem Sechs-Zylinder-Motor mit einem Kraftstoff-Injektor für jeden Zylinder jede Kraftstoff-Injektoreinheit Kraftstoff einmal w:hrend eines vorgegebenen Motorzyklus einspritzen. Bei einem konventionellen Viertakt-Dieselmotor wird jeder Injektor Kraftstoff einmal während zwei Umdrehungen der Kurbelwelle einspritzen, was einem Kurbeiwinkel von 720º entspricht. Wie in Fig. 4 dargestellt, treten die Einspritzvorgänge der Injektoren 1 bis 6, die zu den Zylindern 1 bis 6 korrespondieren, in einer spezifischen sequentiellen Reihenfolge über den 720º-Zyklus des Motors hinweg auf. Wie vorher erwähnt, ist es wünschenswert, das Zeitintervall zu maximieren, das für die Dosierung von Zeitsteuerfluid und Einspritzkraftstoff in die geeigneten Kammern zur Verfügung steht, um die Vorhersagbarkeit und die Steuerung der Kraftstoff-Einspritzung über die Motorbetriebszustände hinweg zu vergrößern. Wenn jedoch nur ein Steuerventil verwendet wird, um die Dosierung des Fluids zu allen sechs Injektoren zu steuern, können die Dosier- Intervalle nicht gleichzeitig auftreten, da das Steuerventil die Dosierung zu jedem Injektor vollenden muß, bevor es betrieben wird, um die Dosierung zu einem anderen Injektor zu steuern. Folglich muß das gesamte Motor-Zyklus-Zeitintervall in sechs verschiedene separate Dosier-Intervalle unterteilt werden. Mit Bezugnahme auf Fig. 4, bei der vorliegenden Erfindung sind die Injektoren abwechselnd in zwei separat gesteuerten Sätzen von Injektoren angeordnet, so daß auf das Einspritz-Intervall jedes Injektors des einen Satzes das Einspritz-Intervall eines Injektors eines anderen Satzes folgt. Insbesondere sind die Injektoren 1, 2 und 3 in einern ersten Satz von Injektoren 14 gruppiert, die durch das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 und das Kraftstoff-Einspritz-Steuerventil 20 bedient werden. Die Injektoren 4, 5 und 6 sind zu einem zweiten Satz von Injektoreinheiten 16 gruppiert, die durch die Steuerventile 22, 24 bedient werden. Da jeder Satz von Injektoren nur drei Injektoren anstelle von sechs aufweist, ist die gesamte, einem Kurbeiwinkel von 720º entsprechende Motor- Zyklus-Zeit, die jedem Satz zugeordnet ist, nur in drei Dosier-Zeitintervalle unterteilt. Weiterhin sind die Injektoren insbesondere in den Sätzen 14, 16 entsprechend der Reihenfolge der Einspritz-Intervalle angeordnet, die 1, 5, 3, 6, 2 und 4 ist, so daß die Einspritz-Intervalle zwischen den Sätzen über den Motorzyklus alternieren. Daher werden die Injektoren jeder Gruppe in den Einspritz-Modus in beabstandeten Intervallen über jeden Zyklus des Motors hinweg gesetzt, wobei beispielsweise Injektoren anderer Gruppen im Zeitintervall zwischen jedem Einspritz-Modus einspritzen. Folglich kann jedes der drei Dosier- und Zeitsteuer-Intervalle, die den drei Injektoren eines vorgegebenen Satzes zugeordnet sind, bedeutend vergrößert werden durch die Bereitstellung eines geeigneten Nockenprofiles. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Dosierund Zeitsteuer-Intervalle, die jedem Satz 14, 16 zugeordnet sind, im wesentlichen jiber die gesamte Zykluszeit des Motors hinweg verlängert, wodurch das Dosier-Intervall jedes Injektors maximiert wird, während die Betätigungsanforderungen an die Steuerventile 18, 20, 22, 24 minimiert werden. Insbesondere erstrecken sich die Dosierund Zeitsteuer-Intervalle jedes Injektors über ein Zeitintervall bzw. eine Periode, das bzw. die zu einem Kurbelwinkel von etwa 200º korrespondiert.
Obwohl die Dosier-Zeitintervalle der Injektoren verschiedener Sätze zur gleichen Zeit auftreten, müssen die Dosier-Intervalle der Injektoren eines gegebenen Satzes von Injektoren durchgehend in getrennten, verschiedenen Zeitintervallen auftreten, um es den Steuerventilen zu ermöglichen, die richtige Menge an Zeitsteuerfluid und Kraftstoff an nur einen Injektor zu einer vorgegebenen Zeit genau abzugeben. Wie in den Fig. 3A bis 3D und 4 gezeigt, wird jeder Injektor des ersten Satzes 14 durch eine Nocke 142 so betätigt, daß zu jeder Zeit während eines vorgebenen Motorzyklus, oder mit anderen Worten bei einem beliebigen Kurbeiwinkel des Motors, sich nur ein Injektor des ersten Satzes 14 in einem Kraftstoff-Aufnahme-Modus zur Aufnahme von Kraftstoff vom Einspritzkraftstoff-Steuerventil 20 bzw. Zeitsteuerfluid-Steuerventil 18 befindet. Ebenso befindet sich zu einer beliebigen Zeit während des Motorzyklus nur ein Injektor des zweiten Satzes 16 in einem Kraftstoff-Aufnahme -Modus und einem Zeitsteuerfluid-Aufnahme-Modus zur Aufnahme von Kraftstoff von den Steuerventilen 24 bzw. 22. Wie in Fig. 3A dargestellt, wird der Injektor 3 gerade in den Zeitsteuerfluid-Aufnahme-Modus und den Einspritzkraftstoff-Aufnahme-Modus gesetzt, die ein Zeitsteuer-Intervall bzw. ein Dosier-Intervall bilden. Mit Bezug auf Fig. 3B, wenn die Steuerventile 18, 20 geöffnet werden, um die Zeitsteuer- und Dosiervorgänge für den Injektor 3 zu beginnen, sind die Injektoren 1 und 2 nicht fähig, Zeitsteuerfluid und Kraftstoff von den Sammelleitungsabschnitten 42, 46 aufzunehmen. Wie in Fig. 3D dargestellt, wenn die Steuerventile 18, 20 geschlossen werden und der Injektor 3 in den Einspritz-Modus durch die Nocke 142 gesetzt wird, beginnen die Rolle 144 und die Plungerkolben des Injektors 2, sich nach außen zu bewegen, wobei der Injektor 2 in einen Kraftstoff-Aufnahme-Modus gesetzt wird, wodurch das Dosier-Zeitintervall und das Zeitsteuer-Intervall beginnen, in denen ein Kraftstoff-Dosiervorgang bzw. ein Zeitsteuerfluid-Dosiervorgang auftreten können. Zwischenzeitlich sind die Injektoren 1 und 3 nicht in der Lage, Zeitsteuerfluid und Kraftstoff von den Sammelleitungsabschnitten 42, 46 aufzunehmen. Es sollte verständlich sein, daß der zweite Satz von Injektoren 16 ;hnlich durch jeweilige Nocken betrieben wird, so daß die Dosier-Zeitintervalle der Injektoren 4, 5 und 6 im wesentlichen über den gesamten Zeitzyklus des Motors hinweg ohne Überlappung verteilt sind. Also, wie von Fig. 4 ersichtlich, kann das Dosier-Intervall eines Injektors eines gegebenen Satzes von Injektoren mit dem Einspritz-Intervall eines verschiedenen Injektors von dem selben Satz von Injektoren überlappen, da der dosierte Kraftstoff und das dosierte Zeitsteuerfluid einen bedeutend geringeren Druck aufweisen als das Zeitsteuerfluid und der Einspritzkraftstoff in den entsprechenden Kammern während des Einspritz-flubes der Plungerkolben.
Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, wie in Fig. dargestellt, ein mit einer offenen Düse versehener Kraftstoff-Injektor anstelle des mit einer geschlossenen Düse versehenen Injektors von Fig. 2 verwendet werden. Der mit einer offenen Düse versehene Injektor, im allgemeinen mit 150 bezeichnet, weist einen aus einem äußeren Mantel 154 gebildeten Injektorkörper 152, einen inneren Mantel 156, eine Einspritzkappe 158 und einen Halter 160 auf. Der innere Mantel 156 und die Einspritzkappe 158 werden in einem zusammengedrückten anstoßenden Verhältnis im Inneren des Halters 160 durch den äußeren Mantel 154 gehalten. Das äußere Ende des Halters 160 beinhaltet ein Innengewinde zum Eingriff mit einem entsprechenden Außengewinde an dem unteren Ende des äußeren Mantels 154, um es der gesamten Injektorkörper-Einheit 152 zu ermöglichen, durch eine einfache relative Rotation des Halters 160 in bezug zum äußeren Mantel 154 zusammengehalten zu werden.
Der äußere Mantel 154 weist einen Plungerkolben-Hohlraum 162 auf, der sich in einem größeren oberen Hohlraum 164 öffnet, der in einer oberen Verlängerung 166 des äußeren Mantels 154 ausgebildet ist. Eine Kupplung 167 ist gleitend in dem oberen Hohlraum 164 befestigt und weist einen Hohlraum 168 für die Aufnahme eines Verbindungsstückes 170 auf. Die Kupplung 167 und das Verbindungsstück 170 stellen eine hin- und hergehende Verbindung zwischen den Injektor-Plungerkolben und einer Antriebsnocke (nicht dargestellt) des Motors bereit. Eine Kupplungsfeder 172 ist um die Verlängerung 166 herum angeordnet, um eine nach oben wirkende Vorspannkraft auf die Kupplung 167 auszuüben, um das Verbindungsstück 170 gegen den Injektor-Antriebszug und die entsprechende Nocke (nicht dargestellt) zu drücken.
Der Kraftstoff-Injektor 150 weist einen Zeitsteuer-Plungerkolben 174, einen Zwischenplungerkolben 176 und einen Dosier-Plungerkolben 178 auf. Der Zeitsteuer- Plungerkolben 174 ist für eine hin- und hergehende Bewegung im Plungerkolben- Hohlraum 162 so angeordnet, daß er gegen das innere Ende der Kupplung 167 stößt. Der Zwischenplungerkolben 176 ist für die hin- und hergehende Bewegung im Plungerkolben-Hohlraum 162 zwischen dem Zeitsteuer-Plungerkolben 174 und dem Dosier-Plungerkolben 178 angeordnet. Das innerste Ende des Zeitsteuer-Plungerkolbens 174 bildet zusammen mit dem äußersten Ende des Zwischenplungerkolbens 176 eine Zeitsteuerkammer 180 zur Aufnahme von Zeitsteuerfluid von dem bestimmten Zeitsteuerfluid-Steuerventil, das dem Satz von Injektoren zugeordnet ist, zu dem der Injektor gehört. Der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 weist einen axialen Kanal 182 auf, der mit der Zeitsteuerkammer 180 verbunden ist und sich nach außen erstreckt, um mit einem Paar von sich diametral erstreckenden Kanälen 184 verbunden zu sein, die longitudinal entlang des axialen Kanals 182 im Zeitsteuer-Plungerkolben 174 beabstandet sind. Ein federbelastetes Einlaß-Rückschlagventil 186, das im axialen Kanal 182 einwärts von den Kanälen 184 angeordnet ist, verhindert die Strömung von Zeitsteuerfluid aus der Zeitsteuerkammer 180 durch den axialen Kanal 182 und die Kanäle 184. Der äußere Mantel 154 weist einen Zeitsteuerfluid-Zuführ-Kanal 188 für die Zuführung von Zeitsteuerfluid zu der Zeitsteuerkammer 180 auf, der sich radial vom Plungerkolben-Hohlraum 162 erstreckt. Der äußere Mantel 154 weist auch eine ringförmige Ausnehmung 190 auf, die in der Innenwandung des äußeren Mantels 154 zwischen dem Zeitsteuer-Plungerkolben 174 und dem Versorgungs-Kanal 188 ausgebildet ist. Die ringförmige Ausnehmung 190 erstreckt sich axial entlang des Plungerkolben-Hohlraumes 162 um eine ausreichende Strecke, um sicherzustellen, daß mindestens einer der Kanäle 184 mit der ringförmigen Ausnehmung 190 und daher mit dem Versorgungs-Kanal 188 jederzeit während der Plungerkolbenbewegung verbunden ist.
Der Zwischenplungerkolben 176 weist einen axialen Kanal 192 auf, der mit der Zeitsteuerkammer 180 verbunden ist und sich erstreckt, um mit einem radialen Kanal 194 in Verbindung zu stehen. Eine im Zwischenplungerkolben 176 ausgebildete ringförmige Nut 196 ist mit dem radialen Kanal 194 verbunden. Der äußere Mantel 154 weist eine Zeitsteuerfluid-Überström-Öffnung 198 und einen Überströmkanal 200 auf, der sich radial von dem Plungerkolben-Hohlraum 162 zu einer ringförmigen Kammer 202 erstreckt, die zwischen dem äußeren Mantel 154 und dem Halter 160 ausgebildet ist. Ein ringförmiger Überströmring 204 ist um den äußeren Mantel 154 herum angeordnet und deckt die Öffnung des Kanals 200 in die Kammer 202 ab und gibt radial nach außen bei einem vorbestimmten Druck nach, um es dem Zeitsteuerfluid zu ermöglichen, vom Kanal 200 in die Kammer 202 zu strömen. Ein Paar Auslauföffnungen 206, die im Halter 160 benachbart zur ringförmigen Kammer 202 ausgebildet sind, leitet das in die Kammer 202 ausgeströmte Zeitsteuerfluid zum Auslauf. Ein ringförmiger Abstandshalter 208, der um das untere Ende des äußeren Mantels 154 herum angeordnet ist, wird verwendet, um den Überströmring 204 in seiner Lage über dem Überströmkanal 200 zu positionieren. Ein im äußeren Mantel 154 ausgebildeter Auslaufkanal 203 erstreckt sich radial nach außen vom Plungerkolben-Hohlraum 162 benachbart zur Zeitsteuerkammer 180, um mit einer ringförmigen Nut 205 in Strömungsverbindung zu stehen, die durch das obere Ende des Halters 160 und einen ringförmigen Flansch 207 gebildet ist, der am äußeren Mantel 154 gebildet ist. Ein kreisförmiges Ringventil 209, das in der ringförmigen Nut 205 um den äußeren Mantel 154 angeordnet ist, deckt den Kanal 203 ab, um eine Strömung von Zeitsteuerfluid aus der Zeitsteuerkammer 180 zu verhindern, bis ein vorbestimmter Druck erreicht worden ist. Das Ringventil 209 ist flexibel, um den Kanal 203 während des Einspritzvorgangs unter bestimmten Motorbedingungen, wie einem Niedergeschwindigkeitsbetrieb, zu öffnen, um den Fluiddruck in der Zeitsteuerkammer 180 und daher die Spitze des Einspritzdruckes zu begrenzen. Der Aufbau und die Funktion des Überströmventils 204 und des Ringventils 209 werden detaillierter in der US-A- 5,275,337 beschrieben.
Der innere Mantel 156 ist im allgemeinen zylindrisch geformt, um einen Hohlraum 210 für die Aufnahme des Dosier-Plungerkolbens 178 zu bilden. Der innere Mantel 156 weist eine untere Wandung 212 mit einer mittigen Öffnung 214 auf, die es dem Dosier-Plungerkolben 178 ermöglicht, sich durch den Hohlraum 210 nach innen in eine Bohrung 216 zu erstrecken, die in der Injektorkappe 158 gebildet ist. Das äußerste Ende des Dosier-Plungerkolbens 178 ist angeordnet, um mit dem frei schwimmenden bzw. sich frei bewegenden Zwischenplungerkolben 176 in Kontakt zu treten, und weist ein sich diametral erstreckendes Loch 218 zur Aufnahme eines Querstifts 220 auf. Der Querstift 220 steht mit einem äußeren Federhalter 222 in Eingriff, um den Halter 222 an dem äußersten Ende des Dosier-Plungerkolbens 178 zu sichern. Ein innerer Federhalter 224 ist innerhalb des Hohlraumes 210 angeordnet und weist eine ringförmige Stufe 226 zur Anlage an einer ringförmigen Kontaktfläche 228 auf, die am Dosier-Plungerkolben 178 gebildet ist. Eine Feder 230 ist in dem Hohlraum 210 zwischen dem äußeren Federhalter 222 und dem inneren Federhalter 224 so angeordnet, um den äußeren Federhalter 222 in Anlage mit dem äußeren Mantel 154 vorzuspannen, wobei auch der Dosier-Plungerkolben 178 nach außen vorgespannt wird.
Eine Dosierkammer 232 ist in der Injektorkappe 158 zwischen der Bohrung 216 und dem Dosier-Plungerkolben 178 gebildet. Kraftstoff wird der Dosierkammer 232 über einen Kraftstoff-Zuführ-Kanal 234 und eine Versorgungsöffnung 236, die nahe dem inneren Mantel 156 im Halter 160 ausgebildet ist, zugeführt. Ein ringförmiger Kanal 238, der zwischen dem inneren Mantel 156 und dem Halter 160 gebildet ist, leitet den Kraftstoff von der Versorgungsöffnung 236 in einen sich axial erstreckenden Kanal 239, der zwischen der Injektorkappe 158 und dem Halter 160 gebildet ist. Ein radialer Versorgungs-Kanal 240, der in der Injektorkappe 158 gebildet ist, erstreckt sich radial nach innen vom Kanal 239, um mit dem unteren Ende eines longitudinalen Hohlraumes 241, der benachbart zur Bohrung 216 in der Injektorkappe 158 gebildet ist, in Verbindung zu stehen. Eine radiale Versorgungsöffnung 242, die auswärts des Kanals 240 gebildet ist, verbindet den Hohlraum 241 mit der Bohrung 216. Ein federbelastetes Kraftstoff-Rückschlagventil 243, das im longitudinalen Hohlraum 241 angeordnet ist, ermöglicht es dem Kraftstoff oberhalb eines vorbestimmten Drucks, aus dem Kanal 240 über den Kanal 242 in die Dosierkammer 232 zu fließen. Das Rückschlagventil 243 verhindert auch, daß Verbrennungsgas in den Versorgungs-Kanal 240 eintritt und die Steuerung der Dosierung des Kraftstoffes beeinflußt. Weiterhin verhindert das Rückschlagventil 243 bei geringen Betriebsgeschwindigkeiten und Lasten eine Beeinflussung der Dosierung des Kraftstoffes durch einen nach oben, durch die Dosierkammer 232 wirkenden Zylinderdruck, da die Zuführung von Kraftstoff nicht gegen den Zylinderdruck zumißt.
Die Injektorkappe 158 weist auch einen sich radial erstreckenden Auslaufkanal 244 und einen sich longitudinal erstreckenden Auslaufkanal 246 auf, der mit dem Kanal 244 in Verbindung steht. Der Kanal 246 ist mit einem Auslaufkanal (nicht dargestellt) verbunden, der mit der ringförmigen Kammer 202 verbunden ist. Auf diese Weise wird das aus der Zeitsteuerkammer 180 in die ringförmige Kammer 202 ausgeströmte Zeitsteuerfluid über den Kanal 246 in den Auslaufkanal 244 geleitet. Dieses Fluid wird verwendet, um den Dosier-Plungerkolben 178 zu schrnieren und um Verbrennungsgase, die in die Dosierkammer 232 lecken, abzuführen. Eine ringförmige Ausnehmung 248, die im Dosier-Plungerkolben 178 ausgebildet ist, ist mit dem Auslaufkanal 244 verbunden, wenn der Dosier-Plungerkolben 178 in seiner innersten Position ist, um eine Schmierung mit zugeführtem Kraftstoff zwischen dem Plungerkolben 178 und der Bohrung 216 sicherzustellen.
Der Betrieb und die Vorteile des individuellen Zeitpunkteinstell- und Kraftstoff-Dosier-Systems der Fig. 1, das den Kraftstoff-Injektor mit offener Düse der Fig. 5 als Injektoren in jedem Satz 14, 16 verwendet, sind im wesentlichen die gleichen wie voranstehend bezüglich des Injektors mit geschlossener Düse nach Fig. 2 erläutert mit Ausnahme des Betriebs der mit einer offenen Düse versehener Injektoreinheit 150, was nun im Detail erörtert werden wird. Fig. 5 zeigt die Injektoreinheit 150 mit offener Düse bei Beginn des Einspritz-Modus, wobei der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 in seiner äußersten Position gegen die Kupplung 167 und der Dosier-Plungerkolben 178 in seiner äußersten Position mit dem äußeren Federhalter 222 gegen den äußeren Mantel 154 durch die Feder 230 gehalten werden. Da die Nocke (nicht dargestellt) fortfährt zu rotieren, was bewirkt, daß sich das Verbindungsstück 170 und die Kupplung 167 nach innen gegen die Feder 172 bewegen, wird der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 nach innen bewegt, wobei er das Zeitsteuerfluid in der Zeitsteuerkammer 180 komprimiert und das vorangegangene Zeitsteuer-Intervall beendet. Das in der Kammer 180 komprimierte Zeitsteuerfluid bildet eine feste hydraulische Verbindung zwischen dem Zeitsteuer-Plungerkolben 174 und dem Zwischenplungerkolben 176. Eine weitere Bewegung des Zeitsteuer-Plungerkolbens 174 nach innen drückt den Zwischenplungerkolben 176 gegen den äußersten Bereich des Dosier-Plungerkolbens 178, wodurch der Dosier-Plungerkolben 178 nach innen gegen den Federdruck der Feder 230 gedrückt wird. Während der nach innen gerichteten Bewegung des Dosier-Plungerkolbens 178 wird Kraftstoff, der der Dosierkammer 232 während des vorangegangenen Dosier-Intervalles zugeführt worden ist, komprimiert und durch die Einspritzöffnungen 233 eingespritzt, die in dem unteren Ende der Kappe 158 ausgebildet sind. Die Einspritzung wird fortfahren, bis der Dosier-Plungerkolben 178 am Boden in der Injektorkappe 158 aufsetzt, während zur gleichen Zeit die ringförmige Nut 196 des Zwischenplungerkolbens 176 mit der Überström-Öffnung 198 fluchtet, wodurch es dem Zeitsteuerfluid ermöglicht wird, aus der Zeitsteuerkammer 180 durch den axialen Kanal 192, den radialen Kanal 194, die ringförmige Nut 196 in den Überström-Kanal 200 auszuströmen Der Überström-Ring 204 öffnet sich, um es dem Zeitsteuerfluid zu ermöglichen, in den Überström-Kanal 200 zu fließen, um aus dem Injektor durch den Auslaßkanal 206 herauszuströmen. Der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 wird weiter durch die Rotation der Nocke (nicht dargestellt) nach innen gedrückt, wobei das Zeitsteuerfluid aus der Kammer 180 herausgedrückt wird, bis der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 an den Zwischenplungerkolben 176 stößt. An diesem Punkt werden die Plungerkolben 174, 176 und 178 mechanisch in ihrer innersten Position gehalten, da das Verbindungsstück 170 auf dem äußeren Grundkreis der Nocke (nicht dargestellt) gleitet.
Wenn das Verbindungsstück 170 den Rampenbereich der Nocke erreicht und beginnt, sich nach außen zu bewegen, wird die Feder 230 den Dosier-Plungerkolben 178, den Zwischenplungerkolben 176 und den Zeitsteuer-Plungerkolben 174 nach außen drücken, bis der obere Federhalter 222 an den äußeren Mantel 154 stößt, wodurch die nach oben gerichtete Bewegung des Dosier-Plungerkolbens 178 begrenzt wird. Die nach oben gerichtete Bewegung des Dosier-Plungerkolbens 178 öffnet die Versorgungsöffnung 242, was den Beginn des Dosier-Intervalles markiert, innerhalb dessen Kraftstoff in die Dosierkammer 232 dosiert werden kann. Auch markiert die nach oben gerichtete Bewegung des Zeitsteuer-Plungerkolbens 174 den Beginn des Zeitsteuer-Intervalls, während dessen Zeitsteuerfluid in die Zeitsteuerkammer 180 strömen kann, da wenigstens einer der Kanäle 184 zur ringförmigen Ausnehmung 190 offen ist und die Überström-Öffnung 198 durch den Zwischen-Plungerkolben 176 blockiert ist. Wie vorangehend erörtert, wird der Zeitsteuervorgang, während dem Zeitsteuerfluid zur Zeitsteuerkammer 180 abgegeben wird, gesteuert durch die Öffnungszeit der entsprechenden Zeitsteuerfluid-Steuerventile 18, 22. Ebenso wird der Dosiervorgang, während dem Kraftstoff zur Dosierkammer 232 abgegeben wird, gesteuert durch die Öffnungszeit der Einspritzkraftstoff-Steuerventile 20, 24. Die Dosier- und Zeitsteuervorgänge werden vollendet, bevor der Zeitsteuer-Plungerkolben 174 seine nach innen gerichtete Bewegung beginnt, die das Ende sowohl des Dosier- als auch des Zeitsteuer-Intervalles markiert, während denen die Dosier- und Zeitsteuervorgänge auftreten müssen. Folglich wird das Ende der Dosier- und Zeitsteuer-Intervalle durch das Nockenprofil definiert, das die nach innen gerichtete Bewegung des Verbindungsstückes 170 und des Zeitsteuer-Plungerkolbens 174 steuert.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dieselbe wie die Ausführungsform von Fig. 1 ist mit der Ausnahme, daß ein Fluß-Steuerventil 250 auf der Abströmseite jedes Steuerventiles 18, 20, 22, 24 angeordnet ist, um eine feste Flußrate bzw. einen konstanten Durchfluß während der Dosier- und Zeitsteuervorgänge bereitzustellen. Jedes Fluß-Steuerventil 250 nimmt Fluid oder Kraftstoff von einem entsprechenden Zeitsteuerfluid- oder Einspritzkraftstoff-Steuerventil 18, 20, 22, 24 auf und stellt sicher, daß ein fester Fluß an Zeitsteuerfluid oder Kraftstoff einem jeweiligen Injektor unabhängig von Fluiddrücken stromauf und stromab des Fluß-Steuerventils 250 zugeführt wird.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung, die die gleiche ist wie die Ausführung, die in Fig. 1 dargestellt ist, mit der Ausnahme, daß ein Druckregler 252 in einem Bypasskreis 254 stromab der Versorgungspumpe 12 angeordnet ist. Der Druckregler 252 steuert den den Steuerventilen 18, 20, 22 und 24 zugeführten Druck (Eingangsdruck) durch Steuerung der Menge des Kraftstoffes, der es ermöglicht wird, durch den Bypasskreis 254 zur Versorgungsseite der Versorgungspumpe 12 zu fließen. Basierend auf einem Drucksignal von einem Drucksensor 256, der den Druck des Kraftstoffes stromab der Versorgungspumpe 12 erfaßt, und anderen Motorbetriebsbedingungen steuert die ECU 38 den Druckregler 252, um die Menge des umzuleitenden Kraftstoffes und damit den Kraftstoffzuführdruck zu variieren. Der Druckregler 252 ist insbesondere während Intervallen von geringen Motorgeschwindigkeiten wünschenswert, bei denen eine sehr geringe Menge von Kraftstoff durch die Steuerventile dosiert werden muß. Wenn der Eingangsdruck bei der Zuführung bzw. Versorgung konstant bleiben würde, wäre es für die Steuerventile nötig, extrem schnell zu öffnen und zu schließen, um die richtige Menge an dosiertem Kraftstoff bereitzustellen. Durch Verringerung des Kraftstoffzuführdruckes bei Intervallen im Niedergeschwindigkeitsbetrieb werden die Betriebsanforderungen an den Magneten und und seine zugeordnete Schaltung verringert, während eine effektive und vorhersagbare Steuerung des Einspritzzeitpunktes und der Dosierung des Kraftstoffes effektiv und vorhersagbar erhalten wird.
Fig. 8 zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen Kraftstoff-Injektor 260 aufweist, der mit Kraftstoff zur Einspritzung durch ein Kraftstoff-Dosier-System 262 versorgt wird. Das Kraftstoff-Dosier-System 262 ist äquivalent zu den Einspritzkraftstoff-Steuerventilen 20, 24, der Versorgungspumpe 12, der ECU 38 und den zugeordneten Sammelleitungsabschnitten 46, 48, die in Fig. 1 dargestellt und hier beschrieben worden sind. Daher versorgt das Kraftstoff-Dosier-System 262 auch zwei andere Kraftstoff-Injektoren (nicht dargestellt), die einem ersten Satz von Injektoren einschließlich des Injektors 260 zugeordnet, und einen zweiten Satz von drei Kraftstoff-Injektoren (nicht dargestellt) mit Kraftstoff. Jedoch wird der Zeitsteuerfluid-Steuerbereich des Dosier-Systems nach Fig. 1 durch ein Zeitsteuerventil 264, ein Hochdruckreservoir 266 und eine Hochdruckpumpe 268 ersetzt. Jeder Injektor jedes Satzes von Injektoren weist sein eigenes Zeitsteuerventil 264 auf, das unter Hochdruck stehendes Zeitsteuerfluid vom gemeinsamen Reservoir 266 und der gemeinsamen Hochdruckpumpe 268 aufnimmt. Der Kraftstoff-Injektor 260 ist vom "Geschlossen-Düsen-Typ" mit dem konventionellen, mit einer Spitze versehenen Ventilelement 270, das gegen Einspritzöffnungen 273 vorgespannt und in einem Düsenhohlraum 272 zur Aufnahme von Kraftstoff von einer Dosierkammer 274 angeordnet ist. Der Kraftstoff wird der Dosierkammer 274 von dem Kraftstoff-Dosiersystem 262 über einen Versorgungskanal 276 und ein Einlaß-Rückschlagventil 278 zugeführt.
Der obere Zeitsteuerbereich des Injektors 260 weist eine große axiale Bohrung 280 und eine kleinere axiale Bohrung 282, die einwärts und axial zu der Bohrung 280 ausgerichtet angeordnet ist, auf. Ein Plungerkolben 284 weist einen oberen Abschnitt 286, der für eine Hin- und Herbewegung in die Bohrung 280 eingebaut ist, und einen unteren Bereich 288, der für eine Hin- und Herbewegung in die Bohrung 282 eingebaut ist, auf. Das äußerste Ende des oberen Abschnittes 286 ist in einem Hohlraum 290 angeordnet, der angepaßt ist, um Zeitsteuerfluid vom Steuerventil 264 aufzunehmen. Das innerste Ende des oberen Abschnittes 286 ist in einem zweiten Hohlraum 292 angeordnet, der mit einem Zeitsteuerfluid-Auslauf 294 durch einen Auslaufkanal 296 verbunden ist.
Das Zeitsteuerfluid-Steuerventil 264 ist ein Drei-Wege-Magnetventil, das positioniert sein kann, um Kraftstoff zu ermöglichen, vom Reservoir 266 in den Hohlraum 290 zu strömen, um die nach innen gerichtete Bewegung des Plungerkolbens 284 zu bewirken, wodurch die Kraftstoff-Einspritzung zur geeigneten Zeit während jedes Zyklus des Motors hervorgerufen wird. Das Steuerventil 264 kann auch positioniert sein, um den Hohlraum 290 mit dem Auslauf 294 zu verbinden, wodurch der Druck in den Hohlräumen 290 und 292 ausgeglichen wird.
Während des Betriebes ist das Steuerventil 264 positioniert, um es dem unter hohem Druck stehenden Zeitsteuerfluid zu ermöglichen, in den Hohlraum 290 zu gelangen, wodurch der Plungerkolben 284 nach innen gedrückt wird, wodurch bis gerade vor das Zeitintervall für die Einspritzung durch den Injektor 260 verhindert wird, daß Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Dosier-System in die Dosierkammer 274 eintritt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Zeit-Steuerventil 264 positioniert, um die Strömung von Zeitsteuerfluid vom Reservoir 266 zu blockieren, während der Hohlraum 290 mit dem Auslauf 294 verbunden ist, wodurch das Dosier-Intervall begonnen wird. Das Einspritzkraftstoff-Steuerventil, das mit dem Injektor 260 verbunden ist, kann betrieben werden, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, durch den Kanal 276 in die Dosierkammer 274 zu gelangen. Der Druck des in die Dosierkammer 274 eintretenden zugeführten Kraftstoffes drückt den Plungerkolben 284 nach außen bis das zugeordnete Kraftstoff-Steuerventil schließt, wodurch der Dosiervorgang beendet wird. Das Zeitsteuerventil 264 kann dann positioniert werden, um es dem unter hohem Druck stehenden Zeitsteuerfluid zu ermöglichen vom Reservoir 266 zum Hohlraum 290 zu strömen. Das unter hohem Druck stehende Zeitsteuerfluid wirkt auf das Ende des Plungerkolbens 284, der im Hohlraum 290 positioniert ist, und drückt den Plungerkolben 284 nach innen. Der untere Abschnitt 288 des Plungerkolbens 284 komprimiert den in der Dosierkammer 274 vorhandenen Kraftstoff und, konsequenterweise, den im Düsenhohiraum 272 vorhandenen Kraftstoff, bis der Druck des Kraftstoffes in der Düse 272 den Federvorspannungsdruck des mit einer Spitze versehenen Ventilelementes 270 übersteigt, was bewirkt, daß sich das Element 270 nach außen bewegt, um es dem Kraftstoff zu ermöglichen, durch die Einspritzöffnungen 273 in die Brennkammer (nicht dargestellt) zu gelangen. Wenn die Einspritzung vollendet ist, wird das Zeit-Steuerventil 264 in die Position zurückbewegt, bei der die Strömung von Zeitsteuerfluid vom Reservoir 266 blockiert ist und der Hohlraum 290 mit dem Auslauf 294 verbunden ist, wodurch der Injektor für die Kraftstoff-Dosierung während des nächsten Zyklusses des Motors positioniert wird.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die gleiche ist wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Zeitsteuer-Fluid-Zuführwege 300 und 302 strömungstechnisch von den Kraftstoff-Zuführwegen 304 und 306 getrennt sind, um es einem Schmieröl zu ermöglichen, als Zeitsteuerfluid verwendet zu werden. Eine Motor-Schmierölpumpe 308, die bevorzugt eine Zahnradpumpe ist, zieht Kraftstoff von einem Reservoir 310 und leitet diesen durch einen Versorgungskanal 312, der mit den Zeitsteuerfluid-Zuführwegen 300 und 302 verbunden ist. Eine separate Kraftstoff-Versorgungspumpe 314 zieht Kraftstoff von einem Reservoir 316 für die Abgabe an die Injektoren 14, 16 über einen Versorgung skanal 318, Kraftstoff-Zuführwege 304, 306, Sammelleitungsabschnitte 46, 48 und Kraftstoff-Dosierkreise 52, die durch die Position der Einspritz-Steuerventile 20, 24 so beherscht werden, wie oben mit Bezug auf die Ausführungsform nach Fig. 1 erörtert. Die Abgabe des Schmieröl-Zeitsteuerfluids an die Injektoren 14, 16 über die Sammelleitungsabschnitte 42, 44 und Zeitsteuerkreise 50 wird also durch den Betrieb der Zeitsteuerfluid-Steuerventile 18, 22 gesteuert, so wie oben mit Bezug auf die Fig. 1 erläutert. Aus der Zeitsteuerkammer jedes Injektors 26 ausströmendes Schmieröl wird zu dem Motor-Schmier: 1-Reservoir 310 über einen Auslaufkanal 320 zurückgeführt.
Die Verwendung von Schmierungsfluid als Zeitsteuerfluid in einem Schmierungs- Zeitsteuerfluidkreis vollständig getrennt von dem Kraftstoff-Dosierkreis dient verschiedenen wichtigen Funktionen. Zuerst wird durch den Gebrauch von Schmierungsfluid anstelle von Kraftstoff als Zeitsteuerfluid die von jedem Injektor auf einer Zyklus zu Zyklus-Basis benötigte Kraftstoffversorgung bedeutend verringert, was die Menge an heißem Kraftstoff verringert, der zu dem Kraftstoff-Versorgungstank stromab des Kraftstoff-Auslaufes zurückgeführt wird. Folglich wird die Temperatur des Kraftstoffes in dem Kraftstoff-Versorgungstank bedeutend verringert, wodurch die unerwünschte Kraftstoff-Verdampfung minimiert und die Notwendigkeit teurer Kraftstoff-Kühler vermieden wird.
Mit Bezugnahme auf die Fig. 2 und 5 stellt das Schmierungsfluid eine verbesserte Schmierung der Zeitsteuer-Plungerkolben 76, 174 bei deren Hin- und Herbewegung im Plungerkolben-Hohlraum 66, 162 bereit. Drittens wird ein Leckagekanal oder eine Leckagenut 83, 85 zwischen der Zeitsteuerkammer 86, 180 und dem oberen Hohlraum 68, 164 nicht benötigt, weil das Schmierungsfluid, das dem äußeren Ende des Injektorkörpers entweicht, einfach in das Kipphebel-Gehäuse des Motors freigesetzt wird, wo Motor-Schmieröl bereits vorhanden ist. Folglich kann jede Leckage an Schmierungsfluid ebenso zur Schmierung der Kupplung 72, 167 und anderer Verbindungen in dem Kipphebel-Gehäuse verwendet werden. Viertens dient das Schmierungsfluid dazu, das Innere des Kraftstoff-Injektors zu kühlen, da es während jedes Zyklus durch den Schmierungsfluid-Zeitsteuerkreis strömt.
Obwohl das individuelle Zeitpunkteinstell- und Einspritzkraftstoff-Dosiersystem der vorliegenden Erfindung am nützlichsten für einen Kompressions-gezündeten Innenverbrennungsmotor ist, kann es bei jedem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs oder einer industriellen Ausrüstung verwendet werden, bei dem eine genaue Kontrolle und Variation der Zeitpunkteinstellung der Einspritzung und der Dosierung der genauen Quantität des Kraftstoffes wesentlich ist.

Claims

1. Dosiersystem (10) zur Steuerung der Menge des den Brennräumen eines Mehrzylinder-Innenverbrennungsmotors zugeführten Kraftstoffes, das aufweist:

ein Fluid-Zuführmittel für die Zuführung von Kraftstoff bei einem geringen Versorgungsdruck, wobei das Fluid-Zuführmittel erste und zweite Kraftstoff-Zuführwege (32, 34, 304, 306) aufweist; einen ersten Satz (14) von Injektoreinheiten zur Aufnahme des Kraftstoffes von dem Fluid-Zuführmittel bei dem geringen Versorgungsdruck und für die Einspritzung des Kraftstoffes bei einem relativ hohen Druck in entsprechende Brennräume des Motors, wobei jeder Injektor des ersten Satzes (14) angepaßt ist, um in einen Kraftstoff-Aufnahme-Modus zur Aufnahme von Kraftstoff vom Fluid-Zuführmittel versetzt zu werden;

ein erstes elektromagnetisches Kraftstoff-Steuerventil (20), das in dem ersten Kraftstoff-Zuführweg (32; 304) zwischen dem Fluid-Zuführmittel und dem ersten Satz (14) der Injektoreinheiten zur Steuerung des Flusses am Kraftstoff zu dem ersten Satz (14) der Injektoreinheiten angeordnet ist;

einen zweiten Satz (16) von Injektoreinheiten zur Aufnahme von Kraftstoff von dem Fluid-Zuführmittel bei dem geringen Druck und für die Einspritzung des Kraftstoffes bei relativ hohem Druck in entsprechende Brennräume des Motors, wobei jeder Injektor des zweiten Satzes (16) angepaßt ist, um in einen Kraftstoff-Aufnahme-Modus für die Aufnahme von Kraftstoff von dem Fluid-Zuführmittel versetzt zu werden; und

ein zweites elektromagnetisches Kraftstoff-Steuerventil (24), das in dem zweiten Kraftstoff-Zuführweg (34; 306) zwischen dem Fluid-Zuführmittel und dem zweiten Satz (16) der Injektoreinheiten zur Steuerung des Flusses an Kraftstoff zu dem zweiten Satz (16) der Injektoreinheiten angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet,

daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur eine Injektoreinheit (26) von dem ersten Satz (14) der Injektoren in den Kraftstoff-Aufnahme-Modus versetzt ist; und

daß zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur eine Injektoreinheit (26) von dem zweiten Satz (16) der Injektoreinheiten in den Kraftstoff-Aufnahme-Modus versetzt ist.

2. Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei das Fluid-Zuführmittel einen ersten und zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführweg (33, 35; 300, 302) für die Zuführung von Zeitsteuerfluid zu dem ersten bzw. dem zweiten Satz (14, 16) der Injektoreinheiten aufweist, wobei jede Injektoreinheit (26) des ersten und des zweiten Satzes (14, 16) der Injektoreinheiten angepaßt ist, um Zeitsteuerfluid von dem Fluid-Zuführmittel zur Steuerung der zeitlichen Einstellung der Einspritzung aufzunehmen, wobei das Fluid- Zuführmittel weiter ein erstes elektromagnetisches Zeitsteuerfluid-Steuerventil (18), das in dem ersten Zeitsteuerfluid-Zuführweg (33; 300) zwischen dem Fluid-Zuführmittel und dem ersten Satz (14) der Injektoreinheiten angeordnet ist, zur Steuerung des Flusses von Zeitsteuerfluid zu dem ersten Satz (14) der Injektoreinheiten und ein zweites elektromagnetisches Zeitsteuerfluid-Steuerventil (22), das in dem zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführweg (35; 302) zwischen dem Fluid-Zuführmittel und dem zweiten Satz der Injektoreinheiten (16) angeordnet ist, zur Steuerung des Flusses von Zeitsteuerfluid zu dem zweiten Satz (16) der Injektoreinheiten aufweist, wobei zu einer beliebigen gegebenen Zeit während des Betriebs der Injektoreinheiten jeweils nur eine Injektoreinheit (26) des ersten und zweiten Satzes (14, 16) der Injektoreinheiten in einem Zeitsteueffluid-Aufnahme-Modus zur Aufnahme von Zeitsteuerfluid von dem Fluid-Zuführmittel ist.

3. Dosiersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Injektoreinheit (26) imstande ist, gleichzeitig im Kraftstoff-Aufnahme-Modus und im Zeitsteuerfluid-Aufnahme-Modus zu sein.

4. Dosiersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei jede Injektoreinheit (26; 150) einen einen Injektor-Hohlraum (66; 162) enthaltenden Injektorkörper (54; 154), einen Fluid-Zeitsteuerkreis (50), der mit einem der ersten und zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführwege (33, 35; 300, 302) in Verbindung steht, und einen Kraftstoff-Dosierkreis (52), der mit eineni der ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführwege (32, 34; 304, 306) in Verbindung steht, wobei der Fluid-Zeitsteuerkreis (50) und der Kraftstoff-Dosierkreis (52) mit dem Injektor-Hohlraum (66; 162) in Verbindung stehen, und eine Einspritzöffnung (134; 233) aufweist, die in einem Ende des Injektorkörpers (54; 154) ausgebildet ist, wobei jede Injektoreinheit (26; 150) weiter ein Plungerkolben-Mittel aufweist, das für eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb des Injektor-Hohlraumes (66; 162) angeordnet ist, wobei das Plungerkolben-Mittel innere und äußere Plungerkolben-Abschnitte (78, 76; 178, 176, 174) aufweist, wobei eine Zeitsteuerkammer (86; 180) mit variablem Volumen in dem Injektor-Hohlraum (66; 162) zwischen den inneren und äußeren Plungerkolben-Abschnitten (78, 76; 178, 176, 174) gebildet ist und eine Kraftstoff-Dosierkammer (102, 232) mit variablem Volumen in dem Injektor-Hohlraum (66; 162) zwischen dem inneren Plungerkolben-Abschnitt (78; 178) und der Einspritzöffnung (134; 233) gebildet ist und wobei das Plungerkolben-Mittel betriebsfähig ist, um in den Kraftstoff-Aufnahme-Modus versetzt zu werden, der ein Dosier-Intervall schafft, während dessen Kraftstoff durch den Dosierkreis (52) in die Dosierkammer (102; 232) fließen kann, und wobei das Plungerkolben-Mittel betriebsfähig ist, um in den Zeitsteuerfluid-Aufnahme-Modus versetzt zu werden, der ein Zeitsteuer-Intervall schafft, während dessen Zeitsteuerfluid durch den Fluid-Zeitsteuerkreis (50) in die Zeitsteuerkammer (86; 180) fließen kann, und wobei das Plungerkolben-Mittel betriebsfähig ist, um in den Einspritz-Modus versetzt zu werden, bei dem ein Fluß des Fluids durch beide Kreise zu beiden Kammern (86; 102- 180; 232) dadurch blockiert ist, um eine Einspritzung des Kraftstoffes in der Dosierkammer (102; 232) durch die Einspritzöffnung (134; 233) zu bewirken.

5. Dosiersystem nach Anspruch 4, wobei mindestens ein Abschnitt des Dosier-Intervalles jeder Injektoreinheit (26) während des Zeitsteuer-Intervalls der gleichen Injektoreinheit (26) auftritt.

6. Dosiersystem nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste und zweite elektromagnetische Kraftstoff-Steuerventil (20, 24) jeweils zwischen einer offenen Position, in der Kraftstoff zur Dosierkammer (102; 232) einer Injektoreinheit (26; 150) des ersten Satzes (14) der Kraftstoff-Injektoreinheiten bzw. des zweiten Satzes (16) der Kraftstoff-Injektoreinheiten während des Dosier-Intervalles hindurchfließen kann, und einer geschlossenen Position bewegbar ist, in der ein Fließen von Kraftstoff hindurch zur Dosierkammer (102; 232) blockiert ist, und wobei das erste und zweite elektromagnetische Zeitsteuerfluid-Steuerventil (18, 22) jeweils zwischen einer offenen Position, in der Zeitsteuerfluid hindurch zur Zeitsteuerkammer (86; 180) einer Kraftstoff- Injektoreinheit (26, 150) des ersten Satzes (14) der Kraftstoff-Injektoreinheiten bzw. des zweiten Satzes (16) der Kraftstoff-Injektoreinheiten während des Zeitsteuer-Intervalles fließen kann, und einer geschlossenen Position bewegbar ist, in der ein Fließen von Fluid hindurch zur Zeitsteuerkammer (86; 180) blockiert ist.

7. Dosiersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der ersten und zweiten elektromagnetischen Kraftstoff-Steuerventile (20, 24) und jedes der ersten und zweiten elektromagnetischen Zeitsteuerfluid-Steuerventile (18, 22) von einer geschlossenen Position in eine offene Position und von der offenen Position in die geschlossenen Position innerhalb des Dosier-Intervalles bzw. des Zeitsteuer-Intervalles bewegbar ist, um einen Kraftstoff-Dosier-Vorgang bzw. einen Zeitsteuerfluid-Dosier- Vorgang festzulegen.

8. Dosiersystem nach Anspruch 7, wobei das Plungerkolben-Mittel betriebsfähig ist, um sich in periodischen Einspritz-Hüben zu bewegen, in denen sich das Plungerkolben-Mittel im Injektor-Hohlraum (66; 162) nach innen in Richtung zur Einspritzöffnung (134; 233) bei jedem Zyklus des Motors bewegt, wodurch bewirkt wird, daß Kraftstoff von dem Injektor-Hohlraum (66; 162) durch die Einspritzöffnung (134; 233) zum Brennraum ausgestoßen wird, wobei der Kraftstoff-Dosier-Vorgang und der Zeitsteuerfluid-Dosier-Vorgang nur zwischen den periodischen Einspritz-Hüben auftreten, oder wobei das Plungerkolben-Mittel betriebsfähig ist, um sich in einem Dosier-Hub zu bewegen, in dem sich das Plungerkolben-Mittel in dem Injektor-Hohlraum (66; 162) nach außen von der Einspritzöffnung (134; 232) weg bewegt, wobei der Kraftstoff-Dosier-Vorgang und der Zeitsteuerfluid-Dosier-Vorgang nur während des Dosier-Hubes auftreten.

9. Dosiersystem nach Anspruch 1, wobei jede Injektoreinheit (260) des ersten und zweiten Satzes (14, 16) der Injektoreinheiten einen einen Injektor-Hohlraum (280, 282) enthaltenden Injektorkörper, einen Fluid-Zeitsteuer-Kreis (50) zur Aufnahme von Zeitsteuerfluid von dem Fluid-Zuführrnittel, einen Kraftstoff-Dosierkreis (52), der mit einem der ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführwege (32, 34) in Verbindung steht, ein Plungerkolben-Mittel (284), das für eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb des Injektor-Hohlraumes (280, 282) angeordnet ist, und eine Einspritzöffnung (273) aufweist, die in dem Injektorkörper an einem Ende des Injektor-Hohlraumes (280, 282) gebildet ist, wobei eine Dosierkammer (274) mit variablem Volumen in dem Injektor-Hohlraum (280, 282) angrenzend an ein erstes Ende des Plungerkolben-Mittels zwischen dem Plungerkolben-Mittel und der Einspritzöffnung (273) gebildet ist und eine Zeitsteuerkammer (290) mit variablem Volumen in dem Injektor-Hohlraum (280, 282) angrenzend an ein dem ersten Ende gegenüberliegendes zweites Ende des Plungerkolben-Mitteis gebildet ist, wobei die Zeitsteuerkammer (290) jedes Injektors (260) angepaßt ist, um Zeitsteuerfluid von dem Fluid-Zuführrnittel aufzunehmen, und wobei die Injektoreinheit (260) weiter ein elektromagnetisches Zeitsteuerfluid-Steuerventil (264), das in dem Fluid-Zeitsteuerkreis (50) zwischen der Zeitsteuer-kammer (290) und dem Fluid-Zuführmittel angeordnet ist, für die Steuerung des Flusses an Zeitsteuerfiuid zur Zeitsteuerkammer (290) aufweist, wobei das elektromagnetische Zeitsteuerfluid-Steuerventil (268) zwischen einer offenen Position, in der Zeitsteuerfluid hindurch zur Zeitsteuerkammer (290) fließen kann, und einer Auslauf-Position bewegbar ist, in der Zeitsteuerfluid hindurch aus der Zeitsteuerkammer (290) abfließt, um einen Zeitsteuer-Vorgang festzulegen, während dessen das Zeitsteuerfluid bei einem vorbestimmten Druck das Plungerkolben-Mittel (284) zur Dosierkammer (274) treibt, um eine Einspritzung des Kraftstoffes in der Dosierkammer (274) durch die Einspritzöffnung (273) zu bewirken.

10. Dosiersystem nach Anspruch 9, wobei das Zeitsteuerfluid auf das zweite Ende des Plungerkolben-Mitteis (284) in Richtung auf die Dosierkammer (274) wirkt, wobei das zweite Ende eine effektive Querschnittsfläche aufweist, die größer als die effektive Querschnittsfläche des ersten Endes des Plungerkolben-Mitteis (284) ist.

11. Dosiersystem nach Anspruch 4, wobei der Kraftstoff-Dosierkreis (52) einen Kraftstoff-Zuführkanal (104; 234), der in dem Injektorkörper (54; 154) ausgebildet ist, und ein federbelastetes Rückschlagventil (114; 243), das stromab des Kraftstoff-Zuführkanals (104; 243) angeordnet ist, aufweist, um zu ermöglichen, daß Kraftstoff in die Dosierkammer (102; 232) während des Dosier-Intervalles fließt, und um den Fluß von Kraftstoff von der Dosierkammer (102; 232) während des Intervalles der Injektor-Betätigung, wenn der dosierte Kraftstoff eingespritzt wird, zu verhindern und fakultativ wobei der innere Plungerkolben-Abschnitt (178) sich angrenzend an die Einspritzöffnung (233) hin- und herbewegt und die Dosierkammer (232) angrenzend zur Einspritzöffnung (233) angeordnet ist.

12. Dosiersystem nach Anspruch 2, wobei das Fluid-Zuführmittel den ersten und zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführwegen (33, 35) Zeitsteuerluid bei einem im wesentlichen konstanten Druck zuführt und den ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführwegen (32, 34) Kraftstoff bei einem im wesentlichen konstanten Druck zuführt und/oder wobei das Fluid-Zuführmittel eine Kraftstoffpumpe (12) zur Versorgung jeden der ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführwege (32, 34) und jeden der ersten und zweiten Zeitsteuerfluid-Zuführwege (33, 35) mit Kraftstoff aufweist.

13. Dosiersystem nach Anspruch 12, wobei das Kraftstoff-Zuführmittel ein Druckregelventil (252) zur Veränderung des Zuführdruckes des Kraftstoffes basierend auf den Motorbetriebszuständen aufweist und/oder weiter mindestens ein Fluß-Steuerventil (250), das stromab der Kraftstoffpumpe (12) angeordnet ist, für die Bereitstellung eines bestimmten Kraftstoff-Stromes unabhängig von Drücken des Kraftstoffes auf der An- und Abströmseite des zumindest einen Fluß-Steuerventils (250) aufweist, und fakultativ wobei das zumindest eine Fluß-Steuerventil (250) vier Fluß-Steuerventile (250) aufweist, wobei jedes der vier Fluß-Steuerventile (250) angrenzend an eines der elektromagnetischen Ventile (18, 20, 22, 24) angeordnet ist.

14. Dosiersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei jeder Injektor (26) des ersten und zweiten Satzes (14, 16) der Injektoren angepaßt ist, um in einen Kraftstoff-Einspritz-Modus zur Bewirkung einer Einspritzung des Kraftstoffes in entsprechende Brennräurne des Motors versetzt zu werden, wobei der Einspritz-Modus jedes Injektors (26) in dem ersten Satz (14) der Injektoren nach dem Einspritz-Modus eines Injektors des zweiten Satzes (16) der Injektoren auftritt.

15. Dosiersystem nach Anspruch 2, wobei der erste und der zweite Zeitsteuerfluid- Zuführweg (300, 302) von dem ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführweg (304, 306) fluidisch getrennt sind und fakultativ wobei das Fluid-Zuführmittel eine Schmieröl- Versorgungspumpe (308) für die Zuführung von Schmieröl zu den Zeitsteuerfluid- Zuführwegen (300, 302) und eine Kraftstoff-Zuführpumpe (314) für die Zuführung von Kraftstoff zu den ersten und zweiten Kraftstoff-Versrogungswegen (304, 306) aufweist.