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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Kraftstoffeinspritzpumpen für
Motoren, und insbesondere eine Pumpe-Düse-Einheit mit einem magnetisch
betätigtem,
bifunktionellem Ventil, einem Steuerventil und einem Sprühkopfventil.
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Hintergrund
der Erfindung
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Magnetisch betätigte Pumpe-Düse-Einheiten
werden seit einiger Zeit verwendet, um flüssigen Kraftstoff in einen
Motor einzuspritzen. Üblicherweise enthält eine
Kraftstoffeinspritzpumpe einen Elektromagneten, der ein Ventil derart
positioniert, dass es den Kraftstoffabfluss während einer Kraftstoffeinspritzperiode
unterbricht und dadurch ermöglicht, dass
der Kraftstoffdruck ausreichend ansteigt, um ein Sprühkopfventil
aus dem Sitz zu lösen.
Das Sprühkopfventil
kann auf den Sitz zurückkehren,
wenn der Kraftstoffdruck bei Nichtbetätigung des Elektromagneten
anschließend
abfällt.
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist im Dokument US-4,545,352
A gezeigt.
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Die Einspritzdrücke solcher Vorrichtungen hängen im
allgemeinen von der Motordrehzahl und der Kraftstoffabgabe ab Bei
niedrigeren Motordrehzahlen und geringeren Kraftstoffabgaben fällt der Einspritzdruck
ab und führt
zu einem Kraftstoffeinspritzvorgang, der unter dem Optimum einer
einwandfreien Verbrennung liegt.
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Während
die älteren
Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einem bestimmten Wirkungsgrad
arbeiten, offenbart keine derselben die Vorteile der verbesserten
Kraftstoffeinspritzpumpe der vorliegenden Erfindung, wie diese anschließend näher beschrieben
ist.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist, eine verbesserte elektromagnetische Hochdruckkraftstoffeinspritzpumpe
anzugeben, die eine elektromechanische Steuerung des Hochdruckkraftstoffes
vorsieht, indem sie ein bifunktionelles Ventil enthält, das die
Bewegung eines getrennten Steuerventils steuert, um unabhängig von
der Motordrehzahl den Kraftstofffluss einzuleiten und seine Dauer
zu steuern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist, eine Kraftstoffeinspritzpumpe anzugeben, welche die
Menge an ungesteuertem Kraftstoff am Ende einer Einspritzperiode
durch Aufnahme eines bifunktionellem Ventils verringert, das während und
nach dem Schließen
des Steuerventils Kraftstoff ablässt
(engl.: to spill) und so die dem Sprühkopf zugeführte Kraftstoffmenge verringert.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist, eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem bifunktionellem
Ventil anzugeben, das einen Abflussweg vorsieht, durch den jeglicher
Kraftstoff abgeleitet wird, der am Steuerventil ausläuft.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
ist, dass die Kraftstoffeinspritzpumpe eine schwächere anfängliche Einspritzrate vorsieht,
die mit einer üblichen
Pumpe-Düse-Einheit
vergleichbar ist, da sie ein Sprühkopf-Feder-System
einer üblichen
Pumpe-Düse-Einheit
verwendet.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist, dass die Kraftstoffeinspritzpumpe aufgrund ihrer
Kompatibilität
mit einer variablen Hochdruckkraftstoffversorgung einen konstanteren
mittleren Einspritzdruck vorsieht.
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Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung
ist, dass die Kraftstofteinspritzpumpe aufgrund ihrer Kompatibilität mit einer
variablen Hochdruckkraftstoftversorgung unabhängig von der Motordrehzahl
einen variablen Einspritzdruck vorsieht.
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Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist, dass sie die optionale Verwendung irgendeiner von zahlreichen
die Rate steuernden und die Einspritzgenauigkeit verbessernden Vorrichtungen
vorsieht, die mit Standarddüsen
verwendet werden, wobei diese Vorrichtungen, wenngleich nicht ausschließlich, eine
zweistufige Sprühkopf-Nadelventilhubvorrichtung,
ein Kontroll-/Hauptventil, einen Volumen-Entlastungskolben, ein Start-/Stoppventil
und eine Sprühkopf-Nadelventilhubvorrichtungsanzeige
einschließen.
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Zur Umsetzung der oben genannten
sowie weiterer Ziele, Vorteile und Merkmale enthält die elektromagnetische Hochdruckkraftstofteinspritzpumpe
der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse, das darin einen Kraftstoftzufuhrdurchgang
definiert, der mit einer Quelle mit Hochdruckkraftstoff verbindbar ist,
einen Kraftstoft abflussdurchgang, der mit einer Kraftstoffquelle-Rückleitung
verbindbar ist, eine Sprühkopföffnung sowie
eine Kraftstoffentlastungsleitung (engl.: fuel spill passage), die
mit dem Kraftstoffzufuhrdurchgang, dem Kraftstoffabflussdurchgang
und der Sprühkopföffnung in
Verbindung steht.
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Ein Elektromagnet ist auf dem Gehäuse montiert.
Ein bifunktionelles Ventil ist in dem Gehäuse angeordnet und spricht
auf den Elektromagneten an, um den Kraftstofffluss zwischen der
Kraftstoffentlastungsleitung und dem Kraftstoffabflussdurchgang und
zwischen dem Kraftstoffzufuhrdurchgang und dem Kraftstoffabflussdurchgang
zu steuern.
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Eine Steuervolumenkammer ist ebenfalls
in dem Gehäuse
definiert, um Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgang aufzunehmen
und den Kraftstoff an den Kraftstoffabflussdurchgang weiterzuleiten.
Die Kraftstoffflussrate aus der Steuervolumenkammer ist höher als
die Kraftstoffflussrate in die Steuervolumenkammer.
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Ein Steuerventil ist in dem Gehäuse angeordnet,
um den Kraftstofffluss zwischen dem Kraftstoffzufuhrdurchgang und
dem Kraftstoffabflussdurchgang und zwischen dem Kraftstoffzufuhrdurchgang
und der Kraftstoffentlastungsleitung als Funktion des Kraftstoffdrucks
in der Steuervolumenkammer zu steuern. Ein Sprühkopfventil ist in dem Gehäuse angeordnet,
um den Kraftstofffluss aus der Kraftstoffentlastungsleitung durch
die Sprühkopföffnung als Funktion
des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffentlastungsleitung zu steuern.
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Die Ziele und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leicht verständlich sein.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein vollständigeres Bild der Erfindung
sowie vieler der damit verbundenen Vorteile ergeben sich unmittelbar
unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende
Teile in allen Ansichten angeben, wobei die Figuren zeigen:
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1 eine
Schnittansicht durch die elektromagnetische Hochdruckkraftstoffeinspritzpumpe
der vorliegenden Erfindung, und
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2 eine
graphische Darstellung eines elektrischen Impulses gegenüber der
Zeit, wobei relative Ventilbewegungen und Kraftstoffflüsse dargestellt
sind.
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Bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung
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Die 1 der
Zeichnungen zeigt einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
einer elektromagnetischen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpe, die
allgemein das Bezugszeichen 10 hat und gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 10 enthält ein Gehäuse 12,
das darin einen Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 definiert,
der mit einer Quelle mit Hochdruckkraftstoff verbindbar ist, sowie
einen Kraftstoffabflussdurchgang 16, der mit einer Kraftstoffquelle-Rückleitung
verbindbar ist.
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Ferner definiert das Gehäuse 12 darin
eine bifunktionelle Ventilkammer 18, die mit dem Kraftstoffabflussdurchgang 16 in
Verbindung steht, und eine Steuervolumenkammer 20. Eine
erste Öffnung 22 erstreckt
sich zwischen der bifunktionellen Ventilkammer 18 und der
Steuervolumenkammer 20, und eine zweite Öffnung 24 erstreckt
sich zwischen der Steuervolumenkammer 20 und dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14.
Die erste Öffnung 22,
die einen größeren Durchmesser
als die zweite Öffnung 24 hat,
hat eine höhere
Kapazität
für den
Kraftstofffluss als die zweite Öffnung 24.
Ferner ist eine Steuerventilkammer 26 in dem Gehäuse 12 definiert
und steht mit dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 in Verbindung.
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Weiterhin ist eine Sprühkopfventilkammer 28 in
dem Gehäuse 12 definiert.
Eine Kraftstoffentlastungsleitung 30 erstreckt sich von
der bifunktionellen Ventilkammer 18 zur Steuerventilkammer 26 und
zur Sprühkopfventilkammer 28.
Eine Sprühkopföffnung 32 erstreckt
sich von der Sprühkopfventilkammer 28, um
Kraftstoff zu seinem Ausstoßpunkt
zum Ausstoß aus
dem Gehäuse 12 zu
leiten.
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Ein Elektromagnet, der allgemein
das Bezugszeichen 34 hat, enthält einen Stator 36,
der an dem Gehäuse 12 montiert
ist. Der Stator 36 enthält einen
Statorkern 38 mit einer auf diesen gewickelten Spule 40,
wobei die Spule 40 steuerbar mit einer elektrischen Energiequelle
(nicht gezeigt) verbunden ist, so dass die Energiezuführung zum
Elektromagneten 34 elektronisch gesteuert werden kann.
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Ein Elektromagnetanker 42 ist
magnetisch nahe dem Statorkern 38 bewegbar in dem Gehäuse 12 montiert.
Der Anker 42 ist durch eine Anker-Schraubenfeder 43 elastisch
von dem Kern 38 weg vorgespannt.
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Ein bifunktionelles Ventil 44 ist
verschiebbar in der bifunktionellen Ventilkammer 18 angeordnet und
starr mit dem Anker 42 verbunden, um sich mit demselben
zu bewegen. Das bifunktionelle Ventil 44 wird von der Ankerschraubenfeder 43 elastisch
in einer normalen Stellung gegen die erste Öffnung 22 gehalten.
In dieser Stellung isoliert das bifunktionelle Ventil 44 die
erste Öffnung 22 und
folglich den Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 von dem Kraftstoffabflussdurchgang 16.
Die normale Stellung des bifunktionellen Ventils ermöglicht die
Verbindung zwischen der Kraftstoffentlastungsleitung 30 und
dem Kraftstoffabflussdurchgang 16.
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Wird der Wicklung 40 des
Elektromagneten 34 elektrische Energie zugeführt, wird
der Anker 42 zum Statorkern 38 gezogen. Dadurch
wird das bifunktionelle Ventil 44 in eine Stellung bewegt,
die die Kraftstoffentlastungsleitung 30 von dem Kraftstoffabflussdurchgang 16 isoliert.
Diese Stellung ermöglicht eine
Verbindung zwischen der ersten Öffnung 22 und dem
Kraftstoffabflussdurchgang 16 und ermöglicht dadurch, dass Kraftstoff
von dem Kraftstoffzuflussdurchgang 14 durch die zweite Öffnung 24 und
durch die erste Öffnung 22 zum
Kraftstoffabflussdurchgang 16 fließt.
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Ein Steuerventil 46 ist
verschiebbar in der Steuerventilkammer 26 angeordnet und
erstreckt sich in die Steuervolumenkammer 20 hinein. Das Steuerventil 46 wird
durch eine Steuerventilschraubenfeder 47 elastisch in einer
normalen Stellung gehalten, in der der Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 von der
Kraftstoffentlastungsleitung 30 isoliert ist. Diese Stellung
ermöglicht
eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 und
der ersten Öffnung 22 durch
die zweite Öffnung 24.
Da die Kraftstoffflussrate durch die erste Öffnung 22 hindurch
höher ist
als durch die zweite Öffnung 24,
führt die
Verbindung zwischen der ersten Öffnung 22 und
dem Kraftstoffabflussdurchgang 16 dazu, dass der Kraftstoffdruck
in der Steuervolumenkammer 20 abfällt.
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Das Steuerventil 46 hat
einen Differentialabschnitt 48, der auf Kraftstoffdruck
anspricht, um das Steuerventil 46 aus seiner normalen Stellung
heraus in eine Stellung zu drücken,
die eine Verbindung zwischen dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 und
der Kraftstoffentlastungsleitung 30 ermöglicht. Wenn das bifunktionelle
Ventil 44 aus seiner normalen Stellung heraus bewegt wird,
fällt der
Kraftstoffdruck in der Steuervolumenkammer 20 ab, und der
Druck auf den Differentialabschnitt 48 des Steuerventils 46 reicht aus,
um die Federkraft der Schraubenfeder 47 des Steuerventils
und den auf das Steuerventil 46 wirkenden Kraftstoffdruck
zu überwinden.
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Dies drückt das Steuerventil 46 auf
einen dazugehörigen
Steuerventilanschlag 49 nahe der ersten Öffnung 22.
In dieser Stellung drosselt das Steuerventil 46 den Kraftstofffluss
aus dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 durch die erste Öffnung 22.
Der gedrosselte Kraftstofffluss durch die erste Öffnung 22 erhöht wiederum
den Kraftstoffdruck in der Steuervolumenkammer 20, wodurch
das Steuerventil 46 am Kontakt mit dem Steuerventilanschlag 49 und
am völligen
Drosseln des Kraftstoffflusses durch die erste Öffnung 22 und folglich
durch den Kraftstoffabflussdurchgang 16 gehindert wird.
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Ein Sprühkopfventil 50 ist
verschiebbar in der Sprühkopfkammer 28 angeordnet.
Das Sprühkopfventil 50 wird
von einer Sprühkopfventil-Schraubenfeder 51 elastisch
in einer normalen Stellung gehalten. Diese Stellung isoliert die
Kraftstoffentlastungsleitung 30 bzw. den Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 von der
Sprühkopföffnung 32,
und verhindert so jeglichen Ausstoß von Kraftstoff.
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Das Sprühkopfventil 50 hat
einen Differentialabschnitt 52, der auf Kraftstoffdruck
anspricht, um das Sprühkopfventil 50 aus
seiner normalen Stellung heraus in eine Stellung zu drücken, die
eine Verbindung zwischen der Kraftstoffentlastungsleitung 30 bzw.
dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 und der Sprühkopföffnung 32 ermöglicht.
Dies ermöglicht, dass
solange Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 ausgestoßen wird,
bis dem Elektromagneten 34 keine Energie mehr zugeführt wird.
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Wird der Spule 40 des Elektromagneten 34 keine
elektrische Energie mehr zugeführt,
kann das bifunktionelle Ventil 44 in seine normale Stellung
zurückkehren.
Geschieht dies, verschließt
das bifunktionelle Ventil 44 die erste Öffnung 22 und ermöglicht, dass
Kraftstoff aus der Kraftstoffentlastungsleitung 30 in den
Kraft stoffabflussdurchgang 16 fließt. Ein resultierender Anstieg
des Kraftstoffdruckes in der Steuervolumenkammer 20 führt dazu,
dass das Steuerventil 46 in seine normale Stellung zurückkehrt und
den Kraftstoftzufuhrdurchgang 14 von der Kraftstoffentlastungsleitung 30 isoliert.
Demzufolge fällt der
Kraftstoffdruck in der Kraftstoffentlastungsleitung 30 und
in der Sprühkopfventil-Kammer 28 ab
und führt
dazu, dass das Sprühkopfventil 50 in
seine normale Stellung zurückkehrt
und die Sprühkopfventilkammer 28 von
der Sprühkopföffnung 32 isoliert.
Die beendet den Kraftstoffausstoß aus der Einspritzpumpe 12 bis
zum Empfang des nächsten
Energieimpulses an der Spule 40 des Elektromagneten 34,
der allgemein durch den Steuerimpuls 100 angegeben wird.
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Die 2 der
Zeichnungen ist eine graphische Darstellung des vorgenannten Steuerimpulses 100 gegenüber der
Zeit mit Darstellungen von relativen Ankerund Ventilbewegungen und
Kraftstoffflüssen.
Die Funktionsweise der elektromagnetischen Hochdruck-Kraftstofteinspritzpumpe
wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 leichter verständlich.
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Der Steuerimpuls 100 ist
als Wellenform gezeigt, mit im wesentlichen vernachlässigbaren
Anstiegs- und Abfallzeiten und Amplitudenschwankungen, wie sie durch
die Abschnitte 102, 104 bzw. 106 angegeben
sind. Wenn der Spule 40 elektrische Energie zugeführt wird,
wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das den Magnetanker 42 in
Richtung des Statorkerns 38 anzieht.
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Die Bewegung des Magnetankers 42 ist durch
den Ankerbewegungsgraphen dargestellt, der allgemein das Bezugszeichen 108 hat.
Wie angegeben, wird der Magnetanker 42 kurz nach Zuführen der
elektrischen Energie zur Spule 40 vom Statorkern 38 angezogen.
Dies ist durch den Vorderflankenabschnitt 110 des Ankerbewegungsgraphen 108 dargestellt.
Der Magnetanker 42 wird in der angezogenen Stellung gehalten,
wie dies durch einen Ankerbewegungs-Verschiebungsamplitudenabschnitt 112 dargestellt
ist, und wird durch die Schraubenfeder 43 des Ankers in
seine normale Stellung zurückgestellt, wenn
das Steuersignal von der Magnetspule 40 entfernt wird,
wobei diese Bewegung durch den abfallenden Flankenabschnitt 114 des
Ankerbewegungsgraphen 108 dargestellt ist.
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Da das bifunktionelle Ventil 44 am
Anker 42 angebracht ist, bewegt sich das erstere gemeinsam mit
dem letzteren. Folglich wird auch dessen Bewegung durch den Ankerbewegungsgraphen 108 dargestellt.
Das bifunktionelle Ventil 44 wird aus seiner normalen Stellung,
wie in 1 gezeigt, herausbewegt,
wenn dem Elektromagneten 34 Energie zugeführt wird.
Diese Verschiebung isoliert die Kraftstoffentlastungsleitung 30 von
dem Kraftstoffabflussdurchgang 16 und ermöglicht,
dass Kraftstoff von dem Kraftstoffzufuhrdurchgang 14 durch
die zweite Öffnung 24 und
durch die erste Öffnung 22 zum
Kraftstoffabflussdurchgang 16 fließt.
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Der Kraftstofffluss durch die erste Öffnung 22 und
die zweite Öffnung 24 ist
durch den Graphen für den
Fluss durch die erste Öffnung
bzw. den Graphen für
den Fluss durch die zweite Öffnung
dargestellt, die allgemein durch die Bezugszeichen 116 bzw. 126 angegeben
sind. Diese Flüsse
sind Funktionen der Bewegung des bifunktionellen Ventils 44.
Der Kraftstoff beginnt zu fließen,
wenn das bifunktionelle Ventil 44 von der ersten Öffnung 22 wegbewegt
wird. Dieser Fluss wird durch die ansteigenden Flanken 118 und 128 des
Graphen 116 für
den Fluss durch die erste Öffnung
bzw. des Graphen 126 für
den Fluss durch die zweite Öffnung
dargestellt.
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Da die erste Öffnung 22 einen größeren Durchmesser
als die zweite Öffnung 24 hat,
fließt
der Kraftstoff aus der Steuervolumenkammer 20 schneller
heraus als er in dieselbe hineinfließt. Dadurch fällt der
Kraftstoffdruck in der Kammer ab. Der Kraftstoffdruck gegen den
Differentialabschnitt 48 des Steuerventils 46 in
der Steuerventilkammer 26 reicht dann aus, um das Steuerventil 46 an
den dazugehörigen Steuerventilanschlag 49 zu
drücken.
Diese Bewegung ist durch die ansteigende Flanke 138 eines Steuerventilbewegungsgraphen
dargestellt, der allgemein das Bezugszeichen 136 hat.
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Die resultierende Drosselung, die
das Steuerventil 46 auf den Kraftstofffluss durch die erste Öffnung 22 ausübt, erhöht den Kraftstoffdruck
in der Steuervolumenkammer 20 und verhindert dadurch, dass
das Steuerventil 46 den Steuerventilanschlag 49 kontaktiert,
wodurch der Kraftstofffluss durch die erste Öffnung 22 und so durch
den Kraftstoffabflussdurchgang 16 vollkommen gedrosselt
würde.
Das Steuerventil 46 erreicht eine maximale Verschiebung,
wie dies durch den Maximalpunkt 142 an dem Steuerventilbewegungsgraphen 136 dargestellt
ist, und geht dann infolge des ansteigenden Kraftstoffdruckes in
der Steuervolumenkammer 20 in eine Stellung zurück, die
durch den Minimalpunkt 140 dargestellt ist.
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Wie dies in dem Graphen 136 gezeigt
ist, wechselt oder "schwimmt" das Steuerventil 46 zwischen
einer Maximal- und einer Minimalposition. Die Maximalpunkte 142 und
die Minimalpunkte 140 des Steuerventilbewegungsgraphen 136 entsprechen den
Minimalpunkten 120 und 130 bzw. den Maximalpunkten 122 und 132 des
Graphen 116 für
die erste Öffnung
bzw. des Graphen 126 für
die zweite Öffnung.
Von Peak-zu-Peak sind die Amplituden aller Maximalpunkte 122, 132 und 142 zueinander
gleich. Ebenso ist keine nennenswerte Veränderung der Amplituden der
Minimalpunkte 120, 130 und 140 vorhanden.
Diese Beschreibung mag vielleicht etwas theoretisch sein. Im tatsächlichen
Betrieb wird die Stellung des Steuerventils 46 dadurch
gesteuert, dass es die Öffnung 22 verschließt. Es sucht
sich eine Gleichgewichtsstellung mit festem Abstand zur Öffnung 22 oder
es schwingt (wie gezeigt), je nach Dynamik. Darüber hinaus wird der Schwingungsgrad nicht
zwangsweise gleich sein, wie in dem Graphen 136 gezeigt.
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Wenn das bifunktionelle Ventil 44 in
seine normale Stellung zurückkehrt,
hört der
Kraftstofffluss durch die erste Öffnung 22 und
die zweite Öffnung 24 auf,
und das Steuerventil 46 kehrt ebenfalls in seine normale
Stellung zurück.
Dies ist durch die abfallenden Flankenabschnitte 124, 134 und 144 der
Graphen für
den Fluss durch die erste Öffnung,
die zweite Öffnung
bzw. für
die Steuerventilbewegung 116, 126 bzw. 136 dargestellt.
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Der Kraftstofffluss durch das Steuerventil 46 ist
durch einen Steuerventilfluss-Graphen
dargestellt, der allgemein das Bezugszeichen 146 hat. Der
Steuerventilkraftstofffluss beginnt, wie dies durch die ansteigende
Flanke 148 des Graphen 146 für den Steuerventilfluss gezeigt
ist, und behält
eine im wesentlichen konstante Amplitude bei, wie dies durch einen Steuerventilfluss-Amplitudenabschnitt 150 gezeigt ist.
Wenn das bifunktionelle Ventil 44 in seine normale Stellung
zurückkehrt,
kann Kraftstoff aus der Kraftstoffentlastungsleitung 30 in
den Kraftstoffabflussdurchgang 16 fließen. Dies führt zu einem Abfall des Kraftstoffdruckes
in der Kraftstoffentlastungsleitung 30. Der Druckabfall
setzt dem Kraftstofffluss durch das Steuerventil 46 weniger
Widerstand entgegen.
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Der Widerstandsabfall und die Kolbenwirkung
des Steuerventils 46 bei dessen Rückkehr in seine normale Stellung
führt zu
einer Stoßwelle
im Kraftstofffluss durch das Steuerventil 46. Diese Stoßwelle ist
durch die Spitze 152 dargestellt, die auf den Abschnitt 150 des
Steuerventilfluss-Graphen 146 folgt. Wenn sich das Steuerventil 46 weiter
schließt, nimmt
der Kraftstofffluss durch dasselbe hindurch ab, wie dies durch die
fallende Flanke 154 des Graphen 146 für den Steuerventilfluss
dargestellt ist.
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Wenn Kraftstoff durch das Steuerventil 46 fließt, steigt
der Druck in der Sprühkopfventilkammer 28 an.
Der Kraftstoffdruck auf den Differentialabschnitt 52 des
Sprühkopfventils 50 drückt dasselbe aus
seiner normalen Stellung heraus. Dies ist durch die ansteigende
Flanke 156 eines Sprühkopfventilbewegungs-Graphen
dargestellt, der allgemein das Bezugszeichen 158 hat. Das
Sprühkopfventil 50 bleibt weiterhin
aus seiner normalen Stellung ausgerückt, wie dies durch einen Sprühkopfventil-Verschiebungsamplitudenabschnitt 160 dargestellt
ist, bis der Kraftstoffdruck in der Sprühkopfventilkammer 28 aufgrund der
Rückkehr
des bifunktionellen Ventils 44 in dessen normale Stellung
abnimmt. Dies ist durch die fallende Flanke 162 des Sprühkopfventilbewegungs-Graphen 158 dargestellt.
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Der Kraftstofffluss durch die Sprühkopföffnung 32 ist
durch einen Graphen für
den Fluss durch die Sprühkopföffnung dargestellt,
der allgemein das Bezugszeichen 164 hat. Wenn das Sprühkopfventil 50 aus
seiner normalen Stellung ausgerückt
ist, beginnt der Kraftstoff, wie dies durch die ansteigende Flanke 166 des
Graphen 146 für
den Fluss durch die Sprühkopföffnung dargestellt
ist, durch die Sprühkopföffnung 32 zu
fließen.
Wie dies ebenfalls dadurch dargestellt wird, wird die Anstiegsrate
des Kraftstoffflusses verringert, sobald das Kraftstoffsprühkopfventil 50 vollständig aus
seiner normalen Stellung ausgerückt
ist.
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Der Kraftstofffluss bleibt relativ
konstant, wie dies durch den Sprühkopföffnungsfluss-Amplitudenabschnitt 168 dargestellt
ist, bis der Kraftstoffdruck in der Sprühkopfventilkammer 28 aufgrund
der Rückkehr
des bifunktionellen Ventils in dessen normale Stellung abnimmt.
Wenn der Kraftstoffdruck in der Sprühkopfventilkammer 28 abzufallen
beginnt, beginnt auch der Kraftstofffluss durch die Sprühkopföffnung 32 abzufallen,
wie dies durch den Sprühkopföffnungsfluss-Amplitudenabschnitt 169 dargestellt
ist. Wenn sich das Sprühkopfventil
schließt,
fällt der Kraftstofffluss
durch die Sprühkopföffnung 32 schnell ab,
wie dies durch die fallende Flanke 170 des Graphen 164 für den Sprühkopföffnungsfluss
dargestellt ist.
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Wenn das bifunktionelle Ventil 44 in
seine normale Stellung zurückkehrt,
kann jeglicher unter Druck stehende Kraftstoff in der Kraftstoffentlastungsleitung 30 und
der Sprühkopfventilkammer 28 in
den Kraftstoffabflussdurchgang 16 fließen. Während und nach der Zeit, in
der das Steuerventil 46 in seine normale Stellung zurückkehrt,
wird Kraftstoff abgelassen. Dies verringert die Menge an ungesteuertem
Kraftstoff am Ende einer Einspritzperiode, indem die Menge an Kraftstoff,
die der Sprühkopfkammer 28 zugeführt wird,
verringert wird. Dies ist durch den Graphen für den Fluss durch die Entlastungsleitung
dargestellt, der allgemein das Bezugszeichen 172 hat. Das
bifunktionelle Ventil 44 sieht ferner einen Abfluss vor,
durch den jeglicher Kraftstoff, der am Steuerventil 46 austritt,
abgeleitet wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass
in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der elektromagnetischen Hochdruck-Kraftstoffeinspritzpumpe ein übliches
Einspritzsprühkopf-
und -federsystem verwendet wird. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist auch mit einer variablen Hochdruck-Kraftstoffzufuhr
kompatibel und sieht dadurch einen relativ konstanten mittleren
Einspritzdruck vor. Dieses letztere Merkmal sorgt ferner für einen
von der Motordrehzahl unabhängigen
variablen Einspritzdruck.
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Wie dies für einen Fachmann auf diesem
Gebiet verständlich
ist, sieht das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die optionale Verwendung irgendeiner
von zahlreichen, geschwindigkeitssteuernden und die Einspritzgenauigkeit
verbessernden Vorrichtungen vor, die mit Standarddüsen verwendet
werden. Diese Vorrichtungen umfassen, wenngleich nicht ausschließlich, eine zweistufige
Sprühkopfnadelventilhubvorrichtung,
ein Pilot-/Hauptventil, einen Volumenentlastungskolben, ein Start-/Stoppventil
und eine Sprühkopfnadelventilhubvorrichtungsanzeige
ein.
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Während
das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Detail beschrieben worden ist, sollte ein Fachmann
auf dem Gebiet, in das die vorliegende Erfindung fällt, verschiedene
alternative Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele zur Umsetzung
der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, erkennen
können.