EP0114375B1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0114375B1
EP0114375B1 EP83112959A EP83112959A EP0114375B1 EP 0114375 B1 EP0114375 B1 EP 0114375B1 EP 83112959 A EP83112959 A EP 83112959A EP 83112959 A EP83112959 A EP 83112959A EP 0114375 B1 EP0114375 B1 EP 0114375B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injection
pressure
regulator
appliance according
piston slide
Prior art date
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Application number
EP83112959A
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English (en)
French (fr)
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EP0114375A2 (de
EP0114375A3 (en
Inventor
Gerd Wallenfang
Reda Rizk
Hans-Gottfried Michels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to AT83112959T priority Critical patent/ATE40447T1/de
Publication of EP0114375A2 publication Critical patent/EP0114375A2/de
Publication of EP0114375A3 publication Critical patent/EP0114375A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0114375B1 publication Critical patent/EP0114375B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/24—Fuel-injection apparatus with sensors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an air-compressing, self-igniting internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection device is shown in DE-A-2 903 482, which has an electromagnetic actuator for the piston valve.
  • the valve member is brought into its closed position when the winding is excited, while when the winding is de-energized, the valve member is moved into the open position by the spring. Due to the direct coupling of the actuating element of the electromagnetic actuating device to the piston slide, the overall arrangement for opening the valve element must be accelerated. Large spring forces are required for this on the one hand, but on the other hand counteract rapid closing of the valve element when the electromagnetic actuating device is excited.
  • the extremely short injection times in a diesel internal combustion engine to achieve minimal consumption and optimal exhaust gas behavior cannot be achieved with the proposed device.
  • a fuel injection device is known, the electromagnetic control valve of which is controlled by the electrically operating measured value processing device as a function of characteristic operating parameters of the internal combustion engine.
  • the control valve controls an outflow channel provided on the nozzle side, in particular in order to regulate the start of injection and the end of injection of the fuel injection device with regard to the load state of the internal combustion engine.
  • the spool of the electromagnetic control valve has the same cross-section over its entire length because the pump pressure is applied to the end face via pressure compensation lines, in particular to keep the required magnetic valve actuating forces on the control spool low.
  • the spool of the control valve performs uncontrollable movements in the closed position, thus showing an unstable behavior, which is due in particular to uneven pressurization of the end faces of the spool, e.g. B. due to different pressure waves or more or less strong voiding in the pressure compensation lines. Furthermore, a more or less strong formation of cavities in the high-pressure system during the nozzle-side cut-off and the pump-side delivery further influences the injection time control.
  • the invention has for its object to develop the known fuel injection device such that extremely short injection times can be achieved.
  • an adjusting device for the closing movement and another adjusting device for the opening movement makes it advantageously possible to adapt them to the individual movements.
  • the actuator element - before transmitting an opening movement to the piston valve - acquires considerable kinetic energy which impulses on the Piston slide is transmitted and this is suddenly transferred to the open position.
  • extremely short opening times can be achieved, as a result of which the amounts of fuel to be injected can be metered more accurately and also smaller.
  • FR-A-1 566 847 relates only to configurations with two windings, which are intended to increase the electromagnetic force for performing a closing movement.
  • This publication does not contain an actuating device which opens a piston slide in the opening direction after passing through a preliminary stroke path.
  • FR-A-2 465 085 shows no two known electromagnetic actuating devices which work together in the manner according to the invention.
  • the housing space of the control valve has a high-pressure side and a low-pressure side housing space chamber which are assigned to the end faces of the piston valve, the high-pressure side and the low-pressure side housing space chamber being connected to one another by at least one line.
  • the end face of the spool is larger in the high-pressure chamber chamber than that in the low-pressure chamber Housing chamber.
  • these refinements of the fuel injection device according to the invention advantageously support the resulting closing pressure force acting in the closed position of the piston valve. This is due in particular to the fact that in the closed position of the piston valve, the housing chamber chamber on the high-pressure side and the low-pressure chamber chamber on the low-pressure side are filled with fuel via the sealing gap between the high-pressure piston valve region and the housing chamber.
  • the fuel of the high-pressure side housing chamber is displaced into the low-pressure side housing chamber, so that fuel is compressed by the stroke movement due to the differently dimensioned piston spool areas, which flows out via the low-pressure sealing gap.
  • this fuel which has flowed off on the low-pressure side, is refilled via the high-pressure channel and the high-pressure side sealing gap, with a pressure drop occurring in the direction of the low-pressure side housing chamber during the filling process, which causes the additional closing pressure force on the piston valve.
  • a fuel injection device in cross section.
  • the fuel injection device is provided in the usual way with a fuel injection pump 1, which consists of a pump housing 2, a pump element 3 designed as a pump piston, which can be moved in a known manner via a cam 4 and a spring-loaded tappet 5 in a pump chamber 6, an intake duct 7 and a high-pressure duct 8.
  • the fuel is supplied to the pump work chamber 6 of the fuel injection pump 1 via a suction channel 7 from a fuel feed pump, not shown, and is conveyed to a fuel injection nozzle 10 via a high-pressure channel 8 during the stroke of the pump piston 3 through the high-pressure channel 8.
  • the high-pressure channel 8 is controlled by an electromagnetic control valve 11, which has a valve body designed as a piston slide 12 and loaded by a compression spring 13, which is operatively connected to an electromagnetic actuating device 14 in the opening direction.
  • an electromagnetic control valve 11 Via the electromagnetic control valve 11, the high-pressure channel 8 in the open position of the control valve 11 can be connected to an outflow channel 15 leading, for example, into a fuel tank, so that opening or closing of the electromagnetic control valve 11 in the high-pressure phase of the fuel injection pump 1 starts and ends the injection the fuel injector 10 is adjustable.
  • the electromagnetic actuation device 14 is actuated for control valve actuation by an electrically working measured value processing device, not shown, which interacts with suitable sensors and, depending on the load condition of the air-compressing, self-igniting internal combustion engine equipped with the fuel injection device according to the invention, regulates the activation times and thus the start of injection and the end of injection.
  • the spool 12 of the electromagnetic control valve 11 has a high-pressure side spool part 17 delimited by a valve body 16 and a low-pressure side spool part 18, the high-pressure side spool part 17 constantly having the diameter of the valve body 16 and the low-pressure side spool part 18 having a smaller diameter than the high-pressure side spool part 17 is trained.
  • the piston slide 12 is axially movable in a housing space 19, the housing space 19 having a high-pressure-side housing space chamber 20 and a low-pressure-side housing space chamber 21, which are each assigned to the end faces of the piston slide 12, and wherein the housing space 19 outside a high-pressure chamber 22 and a low-pressure chamber 23 suitable sealing elements 24 is sealed pressure-tight.
  • the high-pressure-side housing space chamber 20 and the low-pressure-side housing space chamber 21 are connected to one another by a bore 25 which is not visible in the illustration according to FIG. 1.
  • the opening movement of the piston slide 12 is limited by a stop 27, as is the compression spring 13 arranged in the high-pressure-side housing chamber 20, the stop 27, the compression spring 13 and the electromagnetic actuating device 14 in order to generate a resulting pressure closing force in such a manner on the end faces of the Piston slide 12 are provided or the end faces of the piston slide 12 are designed such that the end face area of the piston slide 12 exposed to the high-pressure side chamber pressure is larger than the end face area of the piston slide 12 which is exposed to the low pressure side chamber pressure.
  • the pump piston 3 has in its lateral surface a longitudinal groove 42 which is in flow connection with the pump chamber 6 and can be brought into overlap with the suction channel 7 by rotating the pump piston 3.
  • a mechanical control device (not shown in more detail) is provided, which works as a function of the speed using generally known means, for example centrifugal weights etc., and at a predeterminable maximum speed of the internal combustion engine releases the connection between the pump chamber 6 and the intake duct 7 for the purpose of controlling fuel . This measure serves as an additional safety device.
  • FIG. 3 shows the fuel injection device according to the invention corresponding to FIG. 1 with an electromagnetic actuation device 14 designed according to the invention, although the known parts of the fuel injection pump have not been shown.
  • the electrical actuating device 14 has a second electromagnetic actuating device (coil) 29 with an iron core 30 and an armature 31, a spring element 32 being fastened to the armature 31, which spring element can be pretensioned by the excitation of the actuating device 29 by the movement of the armature 31 , and wherein the preload of the spring element 32 is limited by a spacer 33.
  • the electromagnetic actuation device has a first electromagnetic actuation (coil) 34 with a two-part armature and an iron core 36.
  • the two-piece armature consists of an inner armature part 35a and an outer armature part 35b, the inner armature part 35a being axially movable relative to the outer armature part 35b and being able to be coupled thereto in a fixed manner via a shoulder / collar connection 37.
  • the second actuating device 29 with the associated armature 31 and the iron core 30 and the first actuating device 34 with associated armature parts 35a and 35b and the second iron core 36 are assigned to the low-pressure-side housing space chamber 21 and provided with corresponding sealing elements 24, whereby the inner armature part 35a of the first actuating device 34 acts directly on the piston slide 12 and the armature 31 of the second actuating device 29 is in direct operative connection with the inner armature part 35a of the first actuating device 34.
  • a stop element 38 is further provided, which limits the axial lifting movement of the outer armature part 35b of the first adjusting device 34 to one side, the stop element 38 and the spacer element 33 being designed such that between the inner armature part 35a of the first actuating device 34 in the closed position of the spool 12 and the armature 31 of the second actuating device 29 with a maximum preloaded spring element 32, a preliminary stroke distance is present.
  • the axial stroke movement of the outer armature part 35b is limited on the other hand by a non-magnetic spacer 41 towards the iron core 36.
  • the actuating devices 29 and 34 are activated as a function of the control times determined by the electrically working measured value processing device.
  • the second actuating device 29 is energized and the first actuating device 34 is de-energized during the closed position of the spool 12, so that the spring element 32 is pretensioned to a maximum and the outer armature part 35b rests on the stop element 38 and there is a preliminary stroke distance between the inner armature part 35a and armature 31 .
  • the opening signal is generated by the electrically working measured value processing device d. H.
  • the second actuating device 29 is switched off, so that initially only the armature 31, and thus advantageously a very small mass, is accelerated by the spring element 32 and after the preliminary stroke via the inner armature 35a, the piston slide 12 opens suddenly as far as the stop 27, the outer armature 35b of the first actuating device 34 initially remains in the rest position due to the relative possibility of axial movement of the inner armature 35a.
  • the first actuating device 34 is excited so that the outer armature part 35b is brought into contact with the spacer 41. Due to the re-excitation of the second actuating device 29, the spring element 32 is pretensioned again and the armature 31 is brought back into the pretension position.
  • the adjusting device 34 now takes over the holding function of the piston slide 12 against the force of the compression spring 13, the piston slide stroke now no longer being limited by the stop 27, but rather by the inner armature part 35a resting on the outer armature part 35b via the shoulder / collar connection 37.
  • the closing movement of the piston slide 12 is initiated by switching off the first adjusting device 34, so that the compression spring 13 brings the piston slide 12 into the closed position, although in this case advantageously only the armature parts 35a and 35b need to be carried along.
  • This inventive design of the electromagnetic actuating device 14 makes it possible in an advantageous manner to have the magnetic actuating forces to be applied and thus the construction volume claimed low due to the predominant holding function of the first actuating device 34 and the second actuating device 29.
  • a sensor device 40 is provided in the range of movement of the low-pressure side end face of the piston slide 17, which - not shown in detail - has a permanent magnet, pole shoes and an induction coil and, depending on the piston slide movement or an air gap between the piston slide face and the inner armature 35a., Generates an impulsive signal which can be evaluated in the measured value processing device as a closing time or opening time signal of the control valve and can be taken into account accordingly when controlling the actuating devices 29 and 34 to avoid magnetic transmission errors, although the local arrangement shown here Sensor device 40 is not mandatory, but also preferably the one or a second sensor device 40 can be provided between the armature 31 and the outer and inner armature parts 35a and 35b.
  • the embodiment according to FIG. 4 is designed similarly to the embodiment according to FIG. 3, but with the second adjusting device 29, the iron core 30 and the anchor 31 of the low-pressure housing space chamber 21 and the first adjusting device 34 and the inner anchor part 35a, the outer anchor part 35b and the iron core 36 are assigned to the housing chamber 20 on the high-pressure side, again suitable sealing elements 24 being provided for the pressure-tight sealing of the housing chambers 20, 21.
  • the armature 31 of the second actuating device 29 is in direct operative connection with the piston slide 12 and the inner armature part 35a is fastened directly on the piston slide.
  • the spacing element 33 is designed in this embodiment such that in the closed position of the spool 12, the armature 31 can be moved by an excitation of the second actuating device 29 into an axial distance from the spool 12 is.
  • the iron core 36 has a shoulder 36a designed as a spacer element, which interacts with the inner anchor parts 35a.
  • the excitation times or the excitation duration of the second actuating device 29 of the first actuating device 34 determined by the electrically operating measured value processing device takes place in an analogous manner to that in the exemplary embodiment according to FIG. H. that the actuating device 29 can be switched off for valve opening, as a result of which the injection process is ended during the high-pressure phase of the fuel injection pump 1 and thus the end of injection is determined, and the valve closing process is initiated by switching off the first actuating device 34, the piston slide 12 moving under the force of the compression spring 13 moved into the closed position and thus the start of injection of the fuel injection device is determined.
  • the advantages indicated in connection with FIG. 3 apply analogously to this exemplary embodiment.
  • the control valve 11 is provided in a special holding element 52, which makes it possible to retrofit today's common fuel injection pump elements with the control valve designed according to the invention without any special rework on the pump side. It is essential when fastening the control valve 11 according to the invention in the holding element 52 that the holding force exerted on the control valve 11 is exerted in the longitudinal direction of the piston slide 12 in order to reliably avoid any deformation or tension of the high-pressure and low-pressure sealing gaps 28a and 28b.
  • the holding element 52 has a stepped bore 43, into which the control valve 11 is inserted with the interposition of a sealing element 50.
  • An end face of the control valve which protrudes from the holding element 52, is provided with a thread onto which a nut 44 can be screwed, so that the control valve 11 is connected pressure-tight to the holding element 52 by a holding force oriented in the longitudinal direction of the piston valve 12.
  • the holding element 52 On the pump side, the holding element 52 has a connection part 45 which can be inserted into a connection bore 48 of the fuel injection pump 1.
  • This connection bore 48 of the fuel injection pump 1 has the usual dimensions for receiving the pressure valve 9, so that the control valve 11 is mounted via the holding element 52 without reworking on the pump side.
  • the pump-side connecting part 45 is provided with a recess 46, into which preferably two ring-shaped pressing elements 47 are inserted.
  • a fastening member 49 is screwed onto the thread of the connection bore 48, which is in operative connection with the pressing elements 47 and connects the holding element 52 pressure-tightly to the fuel injection pump 1 and thus to the pump chamber 6 via these pressing elements 47.
  • a receiving space 51 for the pressure valve 9 is provided facing away from the fuel injection pump and is designed in a manner analogous to the receiving bore 48 of the fuel injection pump 1. It should be noted that the bore 43 of the holding element 52 is made with a slight oversize, in order to avoid any deformation or tensioning of the sealing gaps 28a and 28b on the low-pressure and high-pressure side resulting from the fastening of the pressure valve 9 in the receiving space 51.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist in der DE-A-2 903 482 gezeigt, die eine elektromagnetische Stellvorrichtung für den Kolbenschieber aufweist. Ausweislich der Beschreibung in dieser Offenlegungsschrift wird bei erregter Wicklung das Ventilglied in seine Schließstellung gebracht, während bei entregter Wicklung das Ventilglied durch die Feder in die Öffnungsstellung überführt wird. Aufgrund der unmittelbaren Kopplung des Betätigungsgliedes der elektromagnetischen Stellvorrichtung mit dem Kolbenschieber ist die Gesamtanordnung zum Öffnen des Ventilgliedes zu beschleunigen. Hierzu sind einerseits große Federkräfte erforderlich, die andererseits jedoch einem schnellen Schließen des Ventilglieds bei Erregen der elektromagnetischen Stellvorrichtung entgegenwirken. Die bei einer Dieselbrennkraftmaschine zur Erzielung eines minimalen Verbrauches und eines optimalen Abgasverhaltens extrem kurze Einspritzzeiten können mit der vorgeschlagenen Vorrichtung nicht erzielt werden.
  • Aus der DE-A-2 026 665 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, dessen elektromagnetisches Steuerventil von der elektrisch arbeitenden Meßwertverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von charakteristischen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angesteuert wird. Das Steuerventil beherrscht einen düsenseitig vorgesehenen Abströmkanal, um insbesondere den Einspritzbeginn und das Einspritzende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Hinblick auf den Belastungszustand der Brennkraftmaschine zu regeln. Der Kolbenschieber des elektromagnetischen Steuerventils weist hierbei über seine gesamte Länge den gleichen Querschnitt aufgrund wird stirnseitig über Druckausgleichsleitungen mit dem Pumpendruck beaufschlagt, um insbesondere die erforderlichen magnetischen Ventilbetätigungsstellkräfte am Steuerschieber gering zu halten. Der Kolbenschieber des Steuerventils führt in der Schließstellung unkontrollierbare Bewegungen aus, zeigt also ein instabiles Verhalten, was insbesondere auf eine ungleiche Druckbeaufschlagung der Stirnflächen des Kolbenschiebers, z. B. aufgrund unterschiedlicher Druckwellen bzw. mehr oder weniger starke Hohlraumbildung in den Druckausgleichsleitungen, zurückzuführen ist. Ferner beeinflußt auch eine mehr oder weniger starke Hohlraumbildung im Hochdrucksystem während der düsenseitigen Absteuerung und der pumpenseitigen Weiterförderung die Einspritzzeitenregelung.
  • Aus der DE-A-3 002 361 ist bekannt, die Druckangriffsflächen der Hochdruckkammer des Kolbenschiebers unterschiedlich zu dimensionieren und im Abströmkanal eine Festdrossel vorzusehen. Einerseits steht die gedrosselte Abströmung einem schnellen Druckabbau bei Einspritzende im Sinne eines günstigen Verbrauchs- und Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine entgegen und andererseits kann eine Festwertdrossel unterschiedlichen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine aufgrund der jeweils unterschiedlichen Absteuermengen nicht gerecht werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung derart weiterzubilden, daß extrem kurze Einspritzzeiten erzielbar sind.
  • Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die Anordnung einer Stellvorrichtung für die Schließbewegung und einer anderen Stellvorrichtung für die Öffnungsbewegung ist deren Anpassung an die einzelnen Bewegungen vorteilhaft möglich. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektromagnetsichen Stellvorrichtung für die Öffnung des Kolbenschiebers, deren Betätigungsglied erst nach einem Vorhubweg auf den Kolbenschieber aufschlägt und diesen im Öffnungssinn betätigt, erlangt das Betätigungsglied - vor dem Übertragen einer Öffnungsbewegung auf den Kolbenschieber - eine beträchtliche Bewegungsenergie, die impulsartig auf den Kolbenschieber übertragen wird und diesen schlagartig in die Öffnungsstellung überführt. Hierdurch sind extrem kurze Öffnungszeiten erzielbar, wodurch die einzuspritzenden Kraftstoffmengen genauer und auch kleiner dosiert werden können.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist durch die weiteren Druckschriften FR-A-1 566 847 und FR-A-2 465 085 nicht nahegelegt. So betrifft die FR-A-1 566 847 lediglich Ausbildungen mit zwei Wicklungen, die die elektromagntische Kraft zur Ausübung einer Schließbewegung erhöhen sollen. Dieser Druckschrift ist keine Stellvorrichtung entnehmbar, die einen Kolbenschieber nach Durchlaufen eines Vorhubweges im Öffnungssinne aufschlägt. Die FR-A-2 465 085 zeigt keine zwei elektromagnetischen Stellvorrichtungen bekannt, die in der erfindungsgemäßen Weise miteinander arbeiten.
  • Der Gehäuseraum des Steuerventils weist eine hochdruckseitige und eine niederdruckseitige Gehäuseraumkammer auf, die den Stirnflächen des Kolbenschiebers zugeordnet sind, wobei die hochdruckseitige und die niederdruckseitige Gehäuseraumkammer durch zumindest eine Leitung miteinander verbunden sind. Dabei ist die Stirnfläche des Kolbenschiebers in der Hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer größer als die in der niederdruckseitigen Gehäuseraumkammer. Durch diese Ausgestaltung können in vorteilhafter Weise unter Beibehaltung eines Druckausgleiches und somit des Vorteils geringer Stellkräfte an den Stirnflächen des Kolbenschiebers auf jegliche zusätzliche Druckausgleichsleitungen verzichtet werden, so daß auch etwaige Druckunstetigkeiten bzw. Druckdifferenzen in den Druckausgleichsleitungen keine Störeinflüsse auf das Steuerventil verursachen können. Dies kann wiederum bei den angestrebten sehr hohen Einspritzdrücken und einer dementsprechend sehr kurzen Einspritzdauer für die Realisierung der von der elektrisch arbeitenden Meßwertverarbeitungseinrichtung ermittelten Steuerzeiten für den Einspritzbeginn und das Einspritzende der Kraftstoffeinspritzvorrichtung von entscheidender Bedeutung sein. Weiterhin unterstützen diese Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung in vorteilhafter Weise die in der Schließstellung des Kolbenschiebers wirkende resultierende Schließdruckkraft. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß in der Schließstellung des Kolbenschiebers über den zwischen dem hochdruckseitigen Kolbenschieberbereich und dem Gehäuseraum vorhandenen Dichtspalt die hochdruckseitige Gehäuseraumkammer und über die Verbindungsleitung die niederdruckseitige Gehäuseraumkammer mit Kraftstoff gefüllt sind. Während der Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers wird der Kraftstoff der hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer in die niederdruckseitige Gehäuseraumkammer verdrängt, so daß durch die unterschiedlich bemessenen Kolbenschieberbereiche niederdruckseitig durch die Hubbewegung Kraftstoff verdichtet wird, der über den niederdruckseitigen Dichtspalt abfließt. In der Hochdruckphase, d. h. Schließstellung des Kolbenschiebers, wird dieser niederdruckseitig abgeflossene Kraftstoff über den Hochdruckkanal und den hochdruckseitigen Dichtspalt wieder aufgefüllt, wobei in Richtung der niederdruckseitigen Gehäuseraumkammer während des Auffüllvorganges ein Druckgefälle ansteht, das die zusätzliche Schließdruckkraft auf den Kolbenschieber bewirkt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung insbesondere zu der Realisierung einer für eine genaue Steuerung des Einspritzvorganges vorteilhaften schnellen Ventilkörperbetätigung unter Optimierung des insgesamt beanspruchten Raumbedarfs der elektromagnetischen Stellvorrichtung, gehen aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Zeichnungsbeschreibung hervor.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen grundsätzlich gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung;
    • Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Steuerventiles;
    • Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten elektromagnetischen Stellvorrichtung in einer Querschnittsdarstellung ;
    • Fig. 4 eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem alternativ gestalteten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Stellvorrichtung in einer Querschnittsdarstellung ;
    • Fig. 5 eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der das Steuerventil in einem an die Kraftstoffeinspritzpumpe adaptierbaren Halteelement vorgesehen ist.
  • In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Querschnitt dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist in üblicher Weise mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 1 versehen, die aus einem Pumpengehäuse 2, einem als Pumpenkolben ausgebildeten Pumpenelement 3, das in bekannter Weise über einen Nocken 4 und einen federbelasteten Stößel 5 angetrieben in einem Pumpenraum 6 bewegbar ist, einem Ansaugkanal 7 und einem Hochdruckkanal 8 besteht. Von einer nicht näher dargestellten Kraftstoffförderpumpe wird der Kraftstoff über den Ansaugkanal 7 dem Pumpenarbeitsraum 6 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 zugeführt und während des Hubes des Pumpenkolbens 3 durch den Hochdruckkanal 8 über ein in bekannter Weise gestaltetes Druckventil 9 zu einer Kraftstoffeinspritzdüse 10 gefördert.
  • Der Hochdruckkanal 8 wird von einem elektromagnetischen Steuerventil 11 beherrscht, das einen als Kolbenschieber 12 ausgebildeten, von einer Druckfeder 13 belasteten Ventilkörper aufweist, der im Öffnungssinne mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 14 in Wirkverbindung steht. Über das elektromagnetische Steuerventil 11 ist der Hochdruckkanal 8 in der Öffnungsstellung des Steuerventils 11 mit einem beispielsweise in einen Kraftstoffbehälter führenden Abströmkanal 15 verbindbar, so daß durch das Öffnen bzw. Schließen des elektromagnetischen Steuerventils 11 in der Hochdruckphase der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 der Einspritzbeginn bzw. das Einspritzende der Kraftstoffeinspritzdüse 10 regelbar ist. Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 14 wird zur Steuerventilbetätigung von einer nicht dargestellten elektrisch arbeitenden Meßwertverarbeitungseinrichtung angesteuert, die mit geeigneten Meßwertgebern zusammenwirkt und in Abhängigkeit des Belastungszustandes der mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgerüsteten luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine die Ansteuerzeitpunkte und somit den Einspritzbeginn und das Einspritzende regelt. Der Kolbenschieber 12 des elektromagnetischen Steuerventils 11 weist einen durch einen Ventilkörper 16 begrenzten hochdruckseitigen Kolbenschieberteil 17 und einen niederdruckseitigen Kolbenschieberteil 18 auf, wobei der hochdruckseitige Kolbenschieberteil 17 konstant den Durchmesser des Ventilkörpers 16 aufweist und der niederdruckseitige Kolbenschieberteil 18 mit einem kleineren Durchmesser als der hochdruckseitige Kolbenschieberteil 17 ausgebildet ist. Der Kolbenschieber 12 ist in einem Gehäuseraum 19 axial bewegbar, wobei der Gehäuseraum 19 eine hochdruckseitige Gehäuseraumkammer 20 und eine niederdruckseitige Gehäuseraumkammer 21 aufweist, die jeweils den Stirnflächen des Kolbenschiebers 12 zugeordnet sind, und wobei der Gehäuseraum 19 außerhalb einer Hochdruckkammer 22 und einer Niederdruckkammer 23 durch geeignete Dichtelemente 24 druckfest abgedichtet ist. Die hochdruckseitige Gehäuseraumkammer 20 und die niederdruckseitige Gehäuseraumkammer 21 sind durch eine in der Darstellung nach Fig. 1 nicht sichtbare Bohrung 25 miteinander verbunden. Die Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers 12 wird durch einen Anschlag 27, det ebenso wie die Druckfeder 13 in der hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer 20 angeordnet ist, begrenzt, wobei der Anschlag 27, die Druckfeder 13 und die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 14 zwecks Erzeugung einer resultierenden Druckschließkraft derart an den Stirnflächen des Kolbenschiebers 12 vorgesehen sind bzw. die Stirnflächen des Kolbenschiebers 12 derart ausgelegt sind, daß der dem hochdruckseitigen Gehäuseraumkammerdruck ausgesetzte Stirnflächenbereich des Kolbenschiebers 12 größer ist als der den niedruckseitigen Gehäuseraumdruck ausgesetzte Stirnflächenbereich des Kolbenschiebers 12.
  • Der Pumpenkolben 3 weist in seiner Mantelfläche eine Längsnut 42 auf, die mit dem Pumpenraum 6 in Strömungsverbindung steht und durch eine Verdrehung des Pumpenkolbens 3 mit dem Ansaugkanal 7 in Überdeckung gebracht werden kann. Zur Verdrehung des Pumpenkolbens 3 ist eine nicht näher dargestellte mechanische Regeleinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit der Drehzahl mit allgemein bekannten Mitteln, beispielsweise Fliehgewichte etc., arbeitet und bei einer vorgebbaren Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine die Verbindung von Pumpenraum 6 zum Ansaugkanal 7 zwecks Absteuerung von Kraftstoff freigibt. Diese Maßnahme dient als zusätzliche Sicherheitseinrichtung.
  • Die Wirkungsweise und die Vorteile des erfindungsgemäß gestalteten Steuerventils sollen anhand der schematischen Darstellung des Steuerventils nach Fig. 2 näher erläutert werden, wobei in dieser Darstellung auf die Ventilbetätigungsgelemente, wie Druckfeder, elektromagnetische Stellvorrichtungsverbindung und dergl. der besseren Übersicht wegen verzichtet wurde. Durch die hochdruckseitige Kolbenschieberauslegung mit glattem Übergang in dem Ventilkörper 16 fehlt jegliche Druckangriffsfläche für den sehr hohen Kraftstoffdruck, so daß mögliche instabile, ungleichmäßige Druckverteilungen auf den Kolbenschieber 12 in der für den regelbaren Einspritzvorgang entscheidenden Schließstellung keinerlei Einfluß ausüben können. Während der Hochdruckphase der Kraftstoffeinspritzung wird Kraftstoff über den Hochdruckkanal 8 über die Hochdruckkammer 22 des Steuerventils 11 zu der Kraftstoffeinspritzdüse 10 gefördert. Hierbei steht über den Dichtspalt 28a im hoch-druckseitigen Gehäuseraumkammer 20 und über die Bohrung 25 somit auch zu der niederdruckseitigen Gehäuseraumkammer 21 ein Druckgefälle an, das stets dafür sorgt, daß das Kammersystem mit Kraftstoff gefüllt ist. Durch die Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers 12 wird aus der hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer 20 Kraftstoff in die niederdruckseitige Gehäuseraumkammer 21 verdrängt, wobei aufgrund der Durchmesserdifferenz der Stirnflächen des Kolbenschiebers 12 der Kraftstoff in den Gehäuseraumkammern komprimiert wird. Dieser Überdruck wird in der Öffnungsstellung des Kolbenschiebers 12 durch über die niederdruckseitigen Dichtspalte 28b abfließenden Kraftstoff abgebaut. Diese abgeflossene Kraftstoffmenge wird in der Schließstellung des Kolbenschiebers 12 aufgrund des Druckgefälles über die hochdruckseitigen Dichtspalte 28a wieder aufgefüllt, wobei der Füllvorgang während der Hochdruckphase eine weitere die Dichtheit des Steuerventils unterstützende resultierende Druckschließkraft auf den Kolbenschieber 12 ausübt, so daß das Steuerventil 11 in vorteilhafter Weise im Sinn einer absoluten Dichtheit in der Schließstellung optimiert ist.
  • In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung entsprechend Fig. 1 mit einer erfindungsgemäß gestalteten elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 14 dargestellt, wobei jedoch auf die Darstellung der bekannten Teile der Kraftstoffeinspritzpumpe verzichtet wurde. Die in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 gezeigte erfindungsgemäße elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 14 ist derart ausgelegt, daß der Kolbenschieber 12 nach einem Vorhubweg der Stellvorrichtung im Öffnungssinne betätigbar ist, um insbesondere die hierbei erzeugte Stoßwirkung im Sinne sehr schneller Öffnungszeiten und somit exakter Steuerung des Kolbenschiebers 12 zu nutzen. Hierzu weist die elektrische Betätigungsvorrichtung 14 eine zweite elektromagnetische Stellvorrichtung (Spule) 29 mit einem Eisenkern 30 und einem Anker 31 auf, wobei an dem Anker 31 ein Federelement 32 befestigt ist, das durch die Erregung der Stellvorrichtung 29 durch die Bewegung des Ankers 31 vorspannbar ist, und wobei der Vorspannweg des Federelementes 32 durch ein Abstandselement 33 begrenzt wird. Weiterhin weist die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung eine erste elektromagnetische Betätigung (Spule) 34 mit einem zweistückig ausgebildeten Anker und einem Eisenkern 36 auf. Der zweistückig ausgebildete Anker besteht aus einem inneren Ankerteil 35a und einem äußeren Ankerteil 35b, wobei der innere Ankerteil 35a relativ zu dem äußeren Ankerteil 35b axial bewegbar ist und mit diesem über eine Schulter/Bundverbindung 37 bewegungsfest koppelbar ist. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die zweite Stellvorrichtng 29 mit dem dazugehörigen Anker 31 und dem Eisenkern 30 und die erste Stellvorrichtung 34 mit dazugehördengen Ankerteilen 35a und 35b und dem zweiten Eisenkern 36 der niederdruckseitigen Gehäuseraumkammer 21 zugeordnet und mit entsprechenden Dichtelementen 24 versehen, wobei der innere Ankerteil 35a der ersten Stellvorrichtung 34 direkt auf den Kolbenschieber 12 wirkt und der Anker 31 der zweiten Stellvorrichtung 29 in direkter Wirkverbindung mit dem inneren Ankerteil 35a der ersten Stellvorrichtung 34 steht. Zwischen der zweiten Stellvorrichtung 29 und der ersten Stellvorrichtung 34 ist ferner ein Anschlagelement 38 vorgesehen, das die axiale Hubbewegung des äußeren Ankerteiles 35b der ersten Stellvorrichtung 34 nach einer Seite begrenzt, wobei das Anschlagelement 38, und das Abstandselement 33 derart ausgelegt sind, daß zwischen dem inneren Ankerteil 35a der ersten Stellvorrichtung 34 in der Schließstellung des Kolbenschiebers 12 und dem Anker 31 der zweiten Stellvorrichtung 29 bei maximal vorgespanntem Federelement 32 ein Vorhubabstand vorhanden ist. Die axiale Hubbewegung des äußeren Ankerteils 35b ist andererseits durch eine nicht magnetische Distanzscheibe 41 zum Eisenkern 36 hin begrenzt.
  • Während des Betriebes der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung werden die Stellvorrichtungen 29 und 34 in Abhängigkeit der von der elektrisch arbeitenden Meßwertverarbeitungseinrichtung ermittelten Steuerzeiten angesteuert. Hierbei ist während der Schließstellung des Kolbenschiebers 12 die zweiten Stellvorrichtung 29 erregt und die erste Stellvorrichtung 34 stromlos, so daß das Federelement 32 maximal vorgespannt ist und der äußeren Ankerteil 35b an dem Anschlagelement 38 anliegt und zwischen innerem Ankerteil 35a und Anker 31 ein Vorhubabstand vorhanden ist. Bei Erzeugung des Öffnungssignales durch die elektrisch arbeitende Meßwertverarbeitungseinrichtung d. h. Einspritzende, wird die zweite Stellvorrichtung 29 ausgeschaltet, so daß durch das Federelement 32 zunächst nur der Anker 31 und damit in vorteilhafter Weise eine sehr geringe Masse beschleunigt wird und nach dem Vorhubweg über den inneren Anker 35a der Kolbenschieber 12 schlagartig bis zum Anschlag 27 öffnet, wobei aufgrund der relativen Axialbewegungsmöglichkeit des inneren Ankers 35a der äußere Anker 35b der ersten Stellvorrichtung 34 zunächst in der Ruhestellung verbleibt. Nach der Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers 12 wird die erste Stellvorrichtung 34 erregt, so daß der äußere Ankerteil 35b an der Distanzscheibe 41 zur Anlage gebracht wird. Durch die Wiedererregung der zweiten Stellvorrichtung 29 wird das Federelement 32 wieder vorgespannt und der Anker 31 wieder in die Vorhublage gebracht. Die Stellvorrichtung 34 übernimmt nun die Haltefunktion des Kolbenschiebers 12 entgegen der Kraft der Druckfeder 13, wobei der Kolbenschieberhub nun nicht mehr durch den Anschlag 27 begrenzt wird, sondern durch die Anlage des inneren Ankerteils 35a an dem äußeren Ankerteil 35b über die Schulter/Bundverbindung 37.
  • Die Schließbewegung des Kolbenschiebers 12 wird eingeleitet durch Ausschalten der ersten Stellvorrichtung 34, so daß die Druckfeder 13 den Kolbenschieber 12 in die Schließstellung bringt, wobei hierbei allerdings in vorteilhafter Weise lediglich die Ankerteile 35a und 35b mitgeführt werden müssen.
  • Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 14 ist es in vorteilhafter Weise möglich, die aufzubringenden magnetischen Stellkräfte und somit das beanspruchte Bauvolumen aufgrund der überwiegenden Haltefunktion der ersten Stellvorrichtung 34 und der zweiten Stellvorrichtung 29 gering zu hatten.
  • Im Bewegungsbereich der niederdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers 17 ist eine Sensorvorrichtung 40 vorgesehen, die - nicht näher dargestellt - einen Permanentmagneten, Polschuhe und eine Induktionsspule aufweist und in Abhängigkeit der Kolbenschieberbewegung bzw. eines Luftspalts zwischen Kolbenschieberstirnfläche und innerem Anker 35a.ein impulsförmiges Signal erzeugt, das in der Meßwertverarbeitungseinrichtung als Schließzeitpunkt- bzw. Öffnungszeitpunktsignal des Steuerventils auswertbar ist und bei der Ansteuerung der Stellvorrichtungen 29 und 34 zur Vermeidung von magnetischen Übertragungsfehlern entsprechend berücksichtigt werden kann, wobei allerdings die gezeigte lokale Anordnung der Sensorvorrichtung 40 nicht zwingend ist, sondern auch bevorzugt die bzw. eine zweite Sensorvorrichtung 40 zwischen dem Anker 31 und den äußeren und inneren Ankerteilen 35a und 35b vorsehbar ist.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ähnlich gestaltet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, wobei jedoch die zweite Stellvorrichtung 29, der Eisenkern 30 und der Anker 31 der niedruckseitigen Gehäuseraumkammer 21 und die erste Stellvorrichtung 34 und der innere Ankerteil 35a, der äußere Ankerteil 35b und der Eisenkern 36 der hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer 20 zugeordnet sind, wobei wiederum zur druckfesten Abdichtung der Gehäuseraumkammern 20, 21 geeignete Dichtelemente 24 vorgesehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht der Anker 31 der zweiten Stellvorrichtung 29 mit dem Kolbenschieber 12 in direkter Wirkverbindung und der innere Ankerteil 35a ist direkt am Kolbenschieber befestigt. Zur Betätigung des Kolbenschiebers 12 im Offnungssinn nach einem Vorhubweg der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Abstandselement 33 derart ausgelegt, daß in der Schließstellung des Kolbenschiebers 12 der Anker 31 durch die Erregung der zweiten Stellvorrichtung 29 in einen axialen Abstand zu dem Kolbenschieber 12 verlegbar ist. Der Eisenkern 36 weist einen als Distanzelement ausgebildeten Absatz 36a auf, der mit den inneren Ankerteilen 35a zusammenwirkt.
  • Die von der elektrisch arbeitenden Meßwertverarbeitungseinrichtung bestimmten Erregungszeitpunkte bzw. die Erregungsdauer der zweiten Stellvorrichtung 29 der ersten Stellvorrichtung 34 erfolgt in analoger Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, d. h. daß die Stellvorrichtung 29 zur Ventilöffnung ausschaltbar ist, wodurch der Einspritzvorgang während der Hochdruckphase der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 beendet wird und somit das Einspritzende bestimmt ist, und der Ventilschließvorgang durch Ausschalten der ersten Stellvorrichtung 34 eingeleitet wird, wobei sich der Kolbenschieber 12 unter der Kraft der Druckfeder 13 in die Schließstellung bewegt und somit der Einspritzbeginn der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bestimmt ist. Die in Zusammenhang mit Fig. 3 angedeuteten Vorteile gelten bei diesem Ausführungsbeispiel analog.
  • In der in der Fig. 5 gezeigten Ausführung der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind nur die zum Verständnis dieses Ausführungsbeispiels notwendigen Elemente dargestellt. Hier ist das Steuerventil 11 in einem besonderen Halteelement 52 vorgesehen, wodurch die Nachrüstung von heute üblichen Kraftstoffeinspritzpumpenelementen mit dem erfindungsgemäß gestalteten Steuerventil ohne besondere pumpenseitige Nacharbeit möglich ist. Wesentlich bei der Befestigung des erfindungsgemäßen Steuerventils 11 in dem Halteelement 52 ist, daß die auf das Steuerventil 11 ausgeübte Haltekraft in Längsrichtung des Kolbenschiebers 12 ausgeübt wird, um etwaige Verformungen oder Verspannungen der hochdruck- und niederdruckseitigen Dichtspalte 28a und 28b mit Sicherheit zu vermeiden. Das Halteelement 52 weist eine abgestufte Bohrung 43 auf, in die das Steuerventil 11 unter Zwischenlage von einem Dichtelement 50 eingesetzt ist. Eine Stirnseite des Steuerventils, die aus dem Halteelement 52 herausragt, ist mit einem Gewinde versehen, auf die eine Mutter 44 aufschraubbar ist, so daß das Steuerventil 11 druckfest mit dem Halteelement 52 durch eine in Längsrichtung des Kolbenschiebers 12 ausgerichtete Haltekraft verbunden ist. Pumpenseitig weist das Halteelement 52 ein Anschlußteil 45 auf, das in eine Anschlußbohrung 48 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 einsetzbar ist. Diese Anschlußbohrung 48 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 weist die üblichen Abmessungen zur Aufnahme des Druckventils 9 auf, so daß die Montage des Steuerventils 11 über das Halteelement 52 ohne pumpenseitige Nacharbeit erfolgt. Zur Befestigung des Halteelementes 52 ist das pumpenseitige Anschlußteil 45 mit einer Ausnehmung 46 versehen, in die vorzugsweise zwei ringförmig gestaltete Anpreßelemente 47 eingesetzt werden. Auf das Gewinde der Anschlußbohrung 48 wird ein Befestigungsglied 49 geschraubt, das mit den Anpreßelementen 47 in Wirkverbindung steht und über diese Anpreßelemente 47 das Halteelement 52 druckfest mit der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 und somit mit dem Pumpenraum 6 verbindet. Der Kraftstoffeinspritzpumpe abgewandt ist ein Aufnahmeraum 51 für das Druckventil 9 vorgesehen, der in analoger Weise wie die Aufnahmebohrung 48 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 gestaltet ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Bohrung 43 des Halteelements 52 mit einem geringen Übermaß hergestellt ist, um etwaige von der Befestigung des Druckventils 9 in dem Aufnahmeraum 51 herrührende Verformungen bzw. Verspannungen der niederdruck- und hochdruckseitigen Dichtspalte 28a und 28b zu vermeiden.

Claims (25)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine, mit einem zwischen einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1) und einer Einspritzdüse (10) angeordneten Steuerventil (11), in dessen Gehäuse ein als Kolbenschieber (12) ausgebildeter Ventilkörper (16) durch eine elektromagnetische Stellvorrichtung (34) axial bewegbar ist, mit einer im Gehäuse angeordneten Hochdruckkammer (22), die mit einem Hochdruckkanal (8) der Einspritzpumpe (1) sowie mit der Einspritzdüse (10) verbunden ist und mit einer im Gehäuse angeordneten Niederdruckkammer (23), die mit einem Niederdruckkanal, vorzugsweise einem Abströmkanal (15), verbunden ist, wobei zwischen der Hochdruckkammer (22) und der Niederdruckkammer (23) ein Ventilsitz vorgesehen ist, mit dem der Ventilkörper (16) des Kolbenschiebers (12) zusammenwirkt und der Kolbenschieber (12) von einer Feder (13) in Schließstellung des Ventilkörpers (16) am Ventilsitz gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der hochdruckseitige Teil (17) des Kolbenschiebers (12) einen konstanten Durchmesser aufweist, der etwa gleich dem Außendurchmesser des mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Dichtbereichs des Ventilkörpers (16) ist, daß der niederdruckseitige Teil (18) des Kolbenschiebers (12) einen kleineren Durchmesser aufweist als der hochdruckseitige Teil (17) des Kolbenschiebers (12) und daß eine zweite elektromagnetische Stellvorrichtung (29) vorgesehen ist, deren Betätigungsglied (31) nach einem Vorhubweg auf den Kolbenschieber (12) aufschlägt und diesen im Öffnungssinne betätigt.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, mit auf beiden Stirnseiten des Kolbenschiebers (12) angeordneten Gehäuseraumkammern (20, 21), die durch eine Leitung (25) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) in der hochdruckseitigen Gehäuseraumkammer (20) größer ist als die Stirnfläche in der niederdruckseitigen Gehäuseraumkammer (21).
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) auf der hochdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) vorgesehen ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß beide elektromagnetische Stellvorrichtungen (34,29) an der niederdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) angeordnet sind.
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (12) durch die zweite Stellvorrichtung (29) in Öffnungsstellung gehalten ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungsglied (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) eine Feder (32) befestigt ist, die bei Erregung der Magnetspule der zweiten Stellvorrichtung (29) vorgespannt ist.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungsglied (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) eine Abstandselement (33) vorgesehen ist, das den Vorspannweg der Feder (32) begrenzt.
8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anker der ersten elektromagnetischen Stellvorrichtung (34) zweistückig ausgebildet ist und einen inneren und einen äußeren Ankerteil (35a, 35b) aufweist, wobei der innere Ankerteil (35a) relativ zu dem äußeren Ankerteil (35b) axial bewegbar ist.
9. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der innere und der äußere Ankerteil (35a, 35b) bezüglich der axialen Bewegung koppelbar sind.
10. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite elektromagnetische Stellvorrichtung (34, 29) mit ihren Ankern (31, 35a, 35b) und Eisenkernen (30, 36) der niederdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) zugeordnet sind, wobei der innere Ankerteil (35a) der ersten Stellvorrichtung (34) in direkter Wirkverbindung mit dem Kolbenschieber (12) und der Anker (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) in indirekter Wirkverbindung mit dem inneren Ankerteil (35a) der ersten Stellvorrichtung (34) stehen.
11. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und der zweiten Stellvorrichtung (34, 29) ein Anschlagelement (38) zur axialen Hubbegrenzung des äußeren Ankerteils (35b) der ersten Stellvorrichtung (34) angeordnet ist.
12. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7 und 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (38) und das Abstandselement (33) des Betätigungsgliedes (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) derart ausgelegt ist, daß zwischen dem inneren Ankerteil (35a) der ersten Stellvorrichtung (34) in der Schließstellung des Kolbenschiebers (12) und dem Betätigungsglied (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) bei maximal vorgespannter Feder (32) der Vorhubweg gebildet ist.
13. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eisenkern (36) und dem äußeren Ankerteil (35b) der ersten Stellvorrichtung (34) ein Distanzelement (41) angeordnet ist, das die axiale Bewegung des äußeren Ankerteils (35b) begrenzt.
14. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnfläche des hochdruckseitigen Teils (17) des Kolbenschiebers ein Anschlag (27) zugeordnet ist.
15. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stellvorrichtung (29) mit ihrem Eisenkern (30) und dem Anker (31) der niederdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) und die erste Stellvorrichtung (34) mit ihren Ankerteilen (35a, 35b) und dem Eisenkern (36) der hochdruckseitigen Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) zugeordnet sind.
16. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) dem Kolbenschieber (12) unmittelbar gegenüberliegt und auf diesen aufschlägt und der innere Anker (35a) der ersten Stellvorrichtung (34) an dem Kolbenschieber (12) befestigt ist.
17. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (36) der ersten Stellvorrichtung (34) einen als Distanzelement ausgebildeten Absatz (36a) aufweist, der dem inneren Ankerteil (35a) zugeordnet ist.
18. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (33) der zweiten Stellvorrichtung (29) derart ausgelegt ist, daß in der Schließstellung des Kolbenschiebers (12) der Anker (31) der zweiten Stellvorrichtung (29) in einen axialen Abstand zu dem Kolbenschieber (12) verlegt ist.
19. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzpumpe (1) einen Pumpenkolben (3) aufweist, der um eine sich in Längsrichtung des Pumpenkolbens (3) erstreckende Drehachse drehbar und mit einer in der Mantelfläche vorgesehenen und mit einem Pumpenarbeitsraum verbindbaren Längsnut (42) versehen ist.
20. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (3) im Drehsinn von einer von der Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflußten mechanischen Regeleinrichtung betätigbar ist und die Längsnut (42) mit dem Ansaugkanal (79) in Überdeckung bringbar ist.
21. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsbereich einer Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) oder eines Ankers (31, 35a, 35b) ein Sensor (40) vorgesehen ist, der einen Permanentmagneten, Polschuhe und eine Induktionsspule aufweist und in Abhängigkeit der Kolbenschieberbewegung oder eines Luftspaltes an einer Stirnfläche des Kolbenschiebers (12) ein impulsförmiges Schließbeginn- und/oder Öffnungsbeginnsignal des Steuerventils (11) erzeugt.
22. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11) an einem mit der Kraftstoffeinspritzpumpe verbindbaren Halteelement (52) vorgesehen und durch eine in Längsrichtung des Kolbenschiebers (12) ausgeübte Haltekraft an diesem befestigt ist.
23. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52) eine abgestufte Bohrung (43) zur Aufnahme des Steuerventils (11) aufweist und das Steuerventil (11) mittels einer Schraubverbindung (44) mit dem Halteelement (52) verspannt ist.
24. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52) ein pumpenseitiges Anschlußteil (45) mit einer Ausnehmung (46) zur Aufnahme eines oder mehrerer Anpreßelemente (47) aufweist und über ein in eine Anschlußbohrung (48) der Kraftstoffeinspritzpumpe (1) eingeschraubtes mit den Anpreßelementen (47) in Wirkverbindung stehendes Befestigungsglied (49) mit der Kraftstoffeinspritzpumpe (1) verbunden ist.
25. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 22 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (52) einen Aufnahmeraum (51) für ein Druckventil (9) aufweist.
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