EP0328602A1 - Einrichtung zur einbringung des kraftstoffes in den brennraum einer brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zur einbringung des kraftstoffes in den brennraum einer brennkraftmaschine

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EP0328602A1
EP0328602A1 EP88907195A EP88907195A EP0328602A1 EP 0328602 A1 EP0328602 A1 EP 0328602A1 EP 88907195 A EP88907195 A EP 88907195A EP 88907195 A EP88907195 A EP 88907195A EP 0328602 A1 EP0328602 A1 EP 0328602A1
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EP
European Patent Office
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valve
fuel
space
chamber
injection
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EP88907195A
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English (en)
French (fr)
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EP0328602B1 (de
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Diethard Plohberger
Peter Herzog
Keith Elliott
Christoph D. Fischer
Josef Greier
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AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
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Publication date
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Priority claimed from AT0130388A external-priority patent/AT409163B/de
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Publication of EP0328602B1 publication Critical patent/EP0328602B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
    • F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
    • F02M67/04—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps the air being extracted from working cylinders of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D7/00—Other fuel-injection control
    • F02D7/02—Controlling fuel injection where fuel is injected by compressed air

Definitions

  • the invention relates to a method for introducing fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, wherein compressed gas is removed from the cylinder during a working cycle, temporarily stored and blown into the cylinder together with the fuel in the following working cycle, and a device for carrying out the method.
  • the aim is to achieve the combustion of the fuel as quickly and completely as possible in the area of the upper piston emergency point.
  • fuel is injected into the combustion chamber or a fuel-air mixture is drawn in when the mixture is forming externally, these goals are never fully achieved because the combustion is impaired due to the lack of time for the mixture formation. It must therefore • also the ignition timing are correspondingly far set point before top Tot ⁇ .
  • a device for carrying out the method described at the outset has become known, with which the introduction of the fuel is achieved via a rotary valve provided jointly for all cylinders of an internal combustion engine.
  • This rotary valve consisting of a disc-shaped rotor, a thin disc-shaped distributor plate and a mushroom-shaped control slide, is housed in a housing together with a centrifugal pump which sits with the rotor on a common shaft. The shaft and thus the pump and the rotor rotate in four-stroke engines with camshaft speed.
  • a metering chamber Arranged in the rotor itself is a metering chamber which runs in the radial direction and which: has more than one control openings on its control surface facing the distributor plate.
  • the rotor additionally has a storage opening running in the axial direction, through which the storage of compressed air extracted from the cylinder spaces via an injection line can be controlled. This measure removes air under pressure from the respective cylinder space in the course of the compression stroke, which air is used as a compressed air source for blowing the fuel into the respective cylinder space.
  • a disadvantage of this device is, in particular, its complicated structure, and the fact that a central operating and control unit is used for all cylinders of a multi-cylinder engine.
  • This results in long injection or extraction lines, which tend to become soiled in the extraction phase and in which fuel can separate from the fuel-air mixture on the walls in the injection phase, resulting in errors which can hardly be controlled in the Result in fuel metering.
  • the injection line which is open to the cylinder, on the one hand causes exhaust gas to kick back into the injection line in the expansion phase of the engine, and on the other hand, a subsequent outflow of fuel-containing gas into the cylinder during the charge change phase, which inevitably leads to increased cabbage Hydrogen emissions must come.
  • the timing of the injection or removal is given by the shaft of the control and metering device rotating at the camshaft or crankshaft speed. It is therefore not possible to adapt, for example, the start of the injection to the requirements of the engine in order to reduce consumption and harmful emissions.
  • the fuel metering system works with a metering chamber which alternately or in succession with fuel pressure (which is lower than the air pressure in the injection or extraction line) and air pressure.
  • fuel pressure which is lower than the air pressure in the injection or extraction line
  • air pressure which is lower than the air pressure in the injection or extraction line
  • the metering chamber In order to be able to introduce the fuel into the metering chamber against the higher air pressure, the metering chamber must first be vented via a line into the intake manifold. This ventilation process represents a thermodynamic loss, since air drawn in by the engine is compressed, extracted, and returned to the intake manifold.
  • the object of the present invention is to propose a method for introducing fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine or a device for carrying out the method with which the disadvantages mentioned can be avoided and in particular an improvement in the efficiency of the internal combustion engine and a reduction whose pollutant emissions can be achieved with simpler and more effective control.
  • an injection valve with a valve-side and a valve-facing space is provided as a removal and injection unit, the valve of which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine controls the gas exchange between the combustion chamber and the valve-side space , where the valve-side space as Gas storage for gases removable from the combustion chamber serves that the valve can be actuated via a drive member delimiting the valve-facing space, and that the valve-side space is connected via at least one non-return valve to the valve-facing seam, in which a pressure generating unit delivers fuel.
  • the injection valve also functions as a gas sampling valve and the valve-side space serves as a gas reservoir.
  • the fuel is injected directly into the gas accumulator of the injection valve.
  • the hydraulic actuation of the injection valve offers the advantage of larger actuation forces, variable opening speed and larger valve lifts, compared to direct actuation by means of an electromagnet, rocker arm or cam.
  • valve opening directly into the cylinder. withdrawing gas, without having to pass long cold lines, directly into the preferably heat-insulated gas storage, where the coal formation can be prevented by the elevated temperature.
  • the method according to the invention and the device according to the invention is primarily designed for late injection in the last quarter to the last sixth of the engine cycle preceding the start of ignition.
  • a variant of the method according to the invention consists in that a fuel pump first blows in the fuel-gas mixture formed in the previous cycle and then injects the fuel into the stored hot gas at a higher fuel pressure.
  • a piston pump connected to the space facing away from the valve via a pressure line is provided, the pump space of which is connected to the fuel tank via a solenoid valve, a second solenoid valve being provided, which is located in an additional fuel tank the fuel line connecting the pressure line is arranged.
  • a second solenoid valve controlled independently of the first one succeeds in decoupling these two functions, which is an advantage when tuning the internal combustion engine in terms of low consumption and emissions.
  • a check valve is arranged in the additional fuel line, via which excess amounts of fuel flow back into the fuel tank.
  • Decoupling of the injection duration and the injection quantity can also be achieved with only one solenoid valve and the associated power electronics if, according to the invention, the solenoid valve can be controlled with at least two different current intensities, for example by pulse-length-modulated clocking of the voltage applied to the solenoid of the solenoid valve, whereby at least two different pressure levels can be achieved.
  • the solenoid valve can be controlled with at least two different current intensities, for example by pulse-length-modulated clocking of the voltage applied to the solenoid of the solenoid valve, whereby at least two different pressure levels can be achieved.
  • an opening pressure is reached which is greater than the closing pressure of the injection valve, which opens it up to its stop.
  • the pressure rises to such an extent that the force of the solenoid valve is no longer sufficient to close the return line into the tank and the excess fuel quantity delivered by the piston pump then flows back into the tank.
  • the solenoid valve is acted upon by the higher current, whereby it closes again against the fuel pressure in the line.
  • the pressure now rises further to a value at which the check valve in the connecting line to the gas reservoir opens and the injection begins.
  • the injection is ended when the force on the solenoid valve is reduced to a low pressure level or zero by appropriate control of the current, in which case the injection is ended at the same time.
  • a piston or constant feed pump is provided in connection with a hydraulic metering device, that the metering device has a metering piston guided in a housing. ben, which plunges into a drive-side space arranged in the housing and into a metering space, the stroke defined by two stops determining the amount of fuel to be injected that the metering space via a pressure line with the valve-facing space of the blowing valve and the drive-side Space is connected via a solenoid valve to the outlet of the piston or constant delivery pump, and that a line which leads from the pump into the pressure line and is provided with a check valve is provided for filling the metering space.
  • the amount of fuel injected per engine cycle is determined here by the stroke of the metering piston moving between two stops. This enables an exact metering of the fuel quantity.
  • a constant feed pump for example a roller cell or the part of the metering plunger which plunges into the drive-side space of the metering device, it has a larger pressure application area Ai than that part with the area A 2 which delimits the metering space, so that a hydraulic amplification of the injection pressure in the ratio A1 / A2 can be achieved.
  • the er ⁇ with the metering device targetable hydraulic boosting is reached with a smaller diameter piston with 'of the area A 2 side on the high-pressure and, for example, a piston of larger diameter with the area Ai on the low pressure side.
  • the drive-side space is delimited by a membrane which drives the metering piston and is acted upon by system pressure.
  • the discharge stroke of the metering piston is accomplished by opening the solenoid valve in the inflow line.
  • the drive-side space can of course also be divided into a ring chamber into which the feed line from the solenoid valve opens and into a spring chamber for receiving the injection spring through a membrane driving the metering piston.
  • a control of the injection quantity depending on Machine parameters can be achieved according to the invention simply by one of the stops limiting the stroke of the metering piston being variable and being realized, for example, by an eccentric cooperating with a servomotor.
  • a further development according to the invention provides that a preferably electrically operable flow control unit is arranged in the feed line to the drive-side space of the metering device, by means of which the stroke speed of the valve in the injection valve can be controlled.
  • the flow rate can be steplessly controlled with the aid of a flow control unit.
  • the injection of the required amount of fuel takes place at low needle stroke speeds, i.e. H. , at part load later than at high needle stroke speeds (full load).
  • This has the advantage that at high loads a part of the fuel enters the combustion chamber directly in the same cycle and thus increases the internal cooling, whereas at partial load the entire fuel is pre-evaporated in the accumulator and thus ensures the lowest possible emissions.
  • the charge stratification which in turn has an influence on the emission behavior of the engine, can also be controlled by controlling the entry pulse of the gas jet into the combustion chamber.
  • the piston of the injection valve has a shoulder for realizing a variable valve stroke, which forms an annular space with the wall of the housing, the shoulder being pressurizable in the closing direction of the valve, and the annular space being interposed of a check valve is connected on the one hand to the space facing away from the valve and on the other hand to the space on the valve side via the check valve.
  • the valve lift of the injection valve is proportional to the amount of fuel injected - variable (simultaneous control). Compared to the versions without variable valve lift, this gives advantages in terms of operating the engine at low loads or at full load.
  • the piston of the injection valve has a shoulder for realizing a variable valve lift, which forms an annular space with the wall of the housing, the shoulder being pressurizable in the opening direction of the valve, and that the annular space un ⁇ ter interposition of a check valve on the one hand with the pressure line and on the other hand via the check valve with the valve-side space in connection.
  • the injection into the gas reservoir takes place at the end of the charging phase of the gas reservoir during the closing process of the valve in the injection valve. At this time, gas flows from the combustion chamber into the accumulator, so that the injected fuel remains in the accumulator until the subsequent cycle.
  • a compression or tension spring of the egg blow valve is arranged in a spring chamber separated from the valve-side space by an intermediate wall, the intermediate wall having an opening for the valve stem.
  • a metering device with a metering space is arranged in the housing of the injection valve, the metering piston of which is arranged coaxially with the piston of the injection valve and is in engagement therewith, that the valve-facing space of the injection valve also serves as the drive-side ram of the metering device that the metering chamber is connected on the one hand to the valve-facing space via a reducing valve and, on the other hand, to the valve-side space via a check valve, and that the valve-facing space is connected to the fuel supply line from the pressure generating unit.
  • the blow-in valve and metering device form a unit in this embodiment variant, the pistons of which are in engagement with one another.
  • the pressure generating unit can consist of a constant feed pump, a downstream electronically controlled flow control unit, and a pressure limiting valve arranged on the pump outlet side, a three-way solenoid valve being provided which, in one position, the valve-facing space with the flow control unit and in another position with one Return line connects to the fuel tank.
  • the valve only reaches its stop at approximately full load, while at part load, depending on the valve lifting speed, it covers only part of its way.
  • the valve lift is proportional to the amount of fuel injected and the injection takes place during the closing movement of the valve.
  • a fixed throttle is arranged in the line between the flow control unit and the three-way solenoid valve, and in the return line to the fuel tank.
  • an electronically controlled pressure control unit arranged parallel to the constant feed pump can be arranged instead of the series-connected flow control unit.
  • valve-facing space of the injection valve is delimited on the valve side by a membrane arranged normal to the valve axis, which drives the metering piston on the one hand and the injection valve on the other hand, the lower membrane chamber having its own from the Konstantför ⁇ derpump outgoing pressure line can be pressurized.
  • This measure advantageously replaces the closing spring in the injection valve, with a multi-cylinder engine automatically equalizing the closing force of all valves, regardless of tolerances of the spring forces. This is also of great importance for achieving the same injection quantities for all cylinders.
  • the connecting line leading into the valve-side space of the injection valve opens into an annular gap arranged concentrically to the valve stem, from which the fuel exits in the direction of the valve into the gas accumulator.
  • the valve-facing space can be connected to the valve-side space via a continuous annular gap arranged concentrically with the valve stem.
  • a seal enclosing the valve stem with a prestressing element e.g. B. an S- ⁇ hlauchfeder as a check valve, is arranged. This seal seals the valve stem from bottom to top, ie from the valve-side space to the valve-facing space against high pressure and from top to bottom against a substantially lower pressure.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention
  • FIG. 3 shows a diagram of the voltage - (ü) or Kraft ⁇ course (F) plotted against the crank angle ⁇ of the control of a solenoid valve according to Fig. 1, the Fig.4b, 7, 9, 11 and 13 diagrams showing the needle stroke S and the egg injection quantity ß as a function of the crank angle ⁇
  • FIG. 15 shows a blow-in valve according to the invention in detail
  • FIG. 16 shows an embodiment variant of the blow-in valve according to FIG. 15
  • FIG. 17 shows a detail from FIG. 16.
  • FIG. 1 shows a blow-in valve 2 connected to the combustion chamber 3 of an internal combustion engine (not shown), the space 18 of which faces the valve 16 simultaneously as a gas reservoir 4 serves.
  • a removal valve is advantageously omitted here and the fuel is injected directly into the gas accumulator 4 of the injection valve 2.
  • the gas is removed from the combustion chamber 3 by the injection enti1 2 itself, by keeping it open for a correspondingly long time after the injection process has ended.
  • the Einblaseventi1 2 consists of a housing 13 in which the piston 14 loaded by the spring 15 in the closing direction is axially slidably mounted.
  • the spring can also be omitted if the gas pressure prevailing in the gas accumulator automatically closes the valve if the effective surfaces of the piston and the valve are designed accordingly.
  • the valve 16 opening into the combustion chamber 3 is through the. Shaft 17 connected to the piston 14.
  • the valve-away space 20 above the piston 14 communicates with the latter via a connecting line 37, which has a check valve 32. Gas storage 4 in connection.
  • the connecting line 37 opens into the pressure line 35 and is thus connected to the space 20.
  • the pressure generating unit a piston pump 5, which is connected to the space 20 of the injection valve 2 via the pressure line 35, has a plunger 23 which is slidably arranged in the pump cylinder 22 and is loaded by a spring 24 against the cam 25 driving it .
  • the cam 25 or its camshaft 26 is driven by the internal combustion engine in a known manner.
  • the fuel drawn in from the fuel tank 28 via the line 29 reaches the pump cylinder 22 via a magnetic valve 60. It is also possible to provide a regulating device for adjusting the fuel quantity, for example in which a pump cylinder 22 is not known here can be provided with an adjustable stroke stop.
  • a second, independently of the first, controlled measure Solenoid valve 61 which is arranged in an additional line 62 connecting the fuel tank 28 with the pressure line 35, decoupling, which is an advantage when tuning the internal combustion engine with regard to low consumption and favorable emission values.
  • the solenoid valve 60 closes and the valve 61 remains open.
  • the pressure i on the inlet valve 2 is reached, it opens until the piston 14 abuts its stop. Thereupon the pressure rises further to p 2 , whereby the check valve 63 opens and the excess amount of fuel flows back into the tank.
  • the start of the injection process into the gas accumulator 4 is initiated by closing the solenoid valve 61, as a result of which the pressure in the injection line rises to p 3 and the check valve 32 opens.
  • the injection alone is ended either by opening valve 61 or together with the injection by opening valve 60.
  • the quantity is metered by the closing time of the solenoid valve 61 and by the cam stroke of the injection pump 5 that took place during this time.
  • the diagram in FIG. 3 represents a variable voltage profile ′′ or the resulting force profile F on a solenoid valve, with which the advantages of the embodiments according to FIGS. 1 and 2 can be combined
  • the solenoid valve 60 in Fig. 1 can also be decoupled with only one solenoid valve and associated power electronics, so that the injection duration and the injection duration and thus the quantity metering can be decoupled This can be done in different ways, for example by pulse-length-modulated off-act of the voltage applied to the electromagnet, thereby achieving two different force levels Fi and F 2 at the solenoid valve 60.
  • Own 4 shows a system with a low-pressure drive and constant needle stroke in a modification of the system according to FIG. 1.
  • a constant feed pump 5 ' e.g. B.
  • the metering device 64 has a metering piston 66, which is guided in a housing 65 and divides the housing into a drive-side chamber 67 and a metering chamber 68.
  • the hydraulic reinforcement results from a piston of smaller diameter with the area A 2 on the high pressure side and an elastic membrane or a piston of larger diameter with the area Ai on the low pressure side.
  • the metering piston 66 and the membrane 69 are connected to one another.
  • This bandage moves between a fixed and a variable stop 70, the variable stop, as shown, can be on the low-pressure side or else on the high-pressure side.
  • the path between the stops is related to the amount of fuel to be injected.
  • the hydraulic amplification translates the pressure generated by the constant feed pump 5 ', typically 2 to 8 bar, in the ratio A1 / A2 / A4 to the pressure of approximately 10 to 40 bar required for the present fuel injection system, where A * den Cross section of the hydraulic piston 14 for actuating the injection valve 2.
  • the amount of fuel injected per cycle is changed once by the variable stroke dosing piston 66 reciprocating per cycle.
  • the variable stroke stop is z. B. realized by an Exzen ⁇ ter 70 or a Nooke, which is rotated by a servomotor with position feedback or by a stepper motor with electronic control.
  • the pressure translation and metering device 64 and the blowing process are controlled by a three-way solenoid valve 71, which is controlled by appropriate control electronics.
  • the solenoid valve 71 opens a line 72 to an annular chamber 73 which is surrounded by the diaphragm 69 and surrounds the metering piston 66, the system pressure generated by the pump 5 'via the pressure maintaining valve 74 pushing the metering piston 66 against the spring force of the injection spring 78 against the variable valve Stop 70 (suction stroke) moved.
  • the pressure line 35 and the metering chamber 68 are filled with fuel via a check valve 76 arranged in the line 75.
  • the line 72 opens into the space 67 on the side of the membrane 69 facing the variable stroke stop 70.
  • the delivery stroke is now accomplished by opening the valve 71, whereas the pressure is relieved via the line 77 triggers the suction stroke.
  • the spring 78 can be omitted in this case.
  • the backward movement of the metering piston 66 is ensured by the application of space 68 with system pressure.
  • the injection valve 2 closes here due to the fuel pressure on the annular surface 99 facing the valve 16.
  • the check valve 32 remains closed until the egg blowing valve 2 rests on its valve seat.
  • the pressure in the line 37 now rises further above the opening pressure p 3 , so that the check valve 32 opens and fuel is fed into the gas accumulator 4.
  • This process is complete when the metering piston 66 has reached its end stop on the high-pressure side. This position is the rest or home position of the system.
  • the blowing process begins with the relief of the low-pressure chamber 67 via the three-way solenoid valve 71.
  • a z. B. electronically controlled flow control unit 100 is provided, which controls the valve opening speed of the injection valve 2.
  • the opening process of the injection valve is accomplished by the compression spring 15 seated in the spring chamber 85 'facing away from the valve 16, which at the same time also provides for a resetting of the metering piston 66, the injection quantity being fed through the check valve 76 by the pump 5' into the high-pressure line.
  • the metering device 64 does not require a spring in this embodiment.
  • the needle stroke S and injection quantity curve ⁇ is shown in FIG. 4b.
  • the advantage of this system compared to that in FIG. 4 is that the injection takes place only after the blowing process has ended and that, given the constellation of the pressure and area ratios, a somewhat lower pressure level can be maintained on the high pressure side, as a result of which the Power of the fuel pump can be reduced.
  • a high-pressure unit with a piston pump can also be used, which eliminates the pressure booster.
  • the valve stroke speed is regulated in all cases by the flow control unit 100 located in the return line 77.
  • high pressure is understood to mean pressures above 10 bar.
  • a further advantage results from a simplification of the device according to FIG. 4.
  • the membrane 69 or a possible piston with the area Ai and the spring 78 driving the metering piston can be dispensed with if the required hydraulic transmission ratio is achieved by a corresponding cross section A 4 of the piston 14 is ensured in the injection valve 2, as shown in Fig. 5.
  • the metering piston 66 with the area A 2 only has a metering function in this case.
  • the valve 16 of the injection valve 2 begins to rise when the three-way solenoid valve 71 releases the line from the constant feed pump 5 ′ z ⁇ i metering piston. The valve 16 moves in the up to its stroke stop in the valve body.
  • the subsequent injection phase like the hold-open period of the injection valve 2, is ended by switching over the three-way valve 71, the space 67 in the return line 77 to the tank 28 being relieved.
  • the pressure line 35 is then filled via the check valve and in this case also the pressure reducing valve 76, and the metering piston 66 is pushed back into its starting position.
  • the pressure drop across the valve 76 or its opening pressure must be so great that the injection valve 2 is certainly not opened by the filling pressure.
  • FIG. 6 shows a variant of the device according to FIG. 5.
  • the needle stroke speed can be controlled, as shown in FIG. 7 for the flow rates, ⁇ and f-.
  • the injection of the required amount of fuel takes place later at low needle stroke speeds (partial load) than at high needle stroke speeds (full load).
  • the variable needle stroke speed serves to control the entry pulse of the gas jet into the combustion chamber and thus to control the charge circuit, which in turn has an influence on the emission behavior of the engine.
  • FIG. 8 shows an embodiment of the injection system in a modification of that in FIG. 5, in which the needle stroke of the injection valve 2 is variable in proportion to the amount of fuel injected (simultaneous control).
  • the needle stroke of the injection valve 2 is variable in proportion to the amount of fuel injected (simultaneous control).
  • the piston 14 of the injection valve 2 has a shoulder 80 which forms an annular space 81 with the wall of the housing 13.
  • the shoulder can be pressurized in the closing direction of the valve 16 on an annular surface Ae, the annular space being connected on the one hand to the space 20 facing away from the valve with the interposition of a check valve 82 and on the other hand to the valve-side space 18 via the check valve 32.
  • the annular space 81 with the effective area A 6 is subjected to system pressure via the check valve 82.
  • the piston 14 of the injection valve 2 subsequently moves downward and the valve 16 opens.
  • fuel is displaced from the annular space 81 and injected into the gas storage space 4 via the check valve 32.
  • the valve 16 of the injection valve 2 opens only to the extent that it corresponds to the injection quantity conveyed by the metering piston 66, as a result of which the valve lift increases as the engine load increases.
  • the piston 14 of which has a shoulder 83 that can be acted upon in the opening direction of the valve 16 the injection into the gas storage device takes place at the end of the charging phase of the gas storage device 4 during the closing process of the valve 16.
  • the corresponding areas exposed to the respective pressure in the low pressure system are designed so that the hydraulic transmission ratio and. so that the pressure increase in the injection line is so large that all pressure forces, pressure drops via check valves and frictional forces in the injection valve are overcome via the area A 4 of the piston 14.
  • the metering pistons with variable stroke required per cylinder unit and the associated three-way solenoid valves can, as shown in FIGS. 4, 5, 6, 8 and 10, be summarized in a control block independent of the blowing valve 2 and via. Lines are connected to the respective blowing valve. This achieves an advantage in the adjustment and synchronization of the metering pistons.
  • each blowing valve 2 with a metering device, the drive for adjusting the stops of the metering pistons coming to rest on the cylinder head of the engine.
  • the first embodiment gives advantages in engines with more than one row of cylinders, the latter in engines with only one row of cylinders.
  • the injection valves with variable valve lift can your Type can also be used in conjunction with high pressure ram pumps, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the spring 15 of the injection valve 2 can be arranged in a spring chamber 85 separated from the valve-side space 18 by an intermediate wall 84 for heat insulation.
  • the spring chamber can have a relief line 91 (leakage oil line) in the low pressure range.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of a mixture blowing system with a variable needle stroke speed.
  • a metering device 64 'with a metering chamber 68 is arranged in the housing 13 of the injection valve 2, the metering piston 66' of which is arranged coaxially with the piston 14 of the injection valve 2 and is in engagement therewith.
  • the valve-facing space 20 of the injection valve 2 serves at the same time as the drive-side space of the metering device 64 ', the metering space 68' being connected to the valve-facing space 20 via a reducing valve 86 on the one hand and to the valve-side chamber 18 via the check valve 32 on the other hand .
  • the valve needle only reaches its stop at full load, while in partial load, depending on the valve stroke speed, it only covers part of its way.
  • the valve lift is proportional to the amount of fuel injected and the injection takes place during the closing movement of the valve needle.
  • the pressure generating unit consists of a constant delivery pump 5 '(approx. 6 bar), a pressure limiting valve 74 with the opening pressure p 2 and an electronically controlled flow control unit 79 in the main flow.
  • the latter can e.g. B. a throttle variable cross section or the like.
  • the blowing-in valve 2 consists of a valve 16, which is driven via its shaft 17 by a membrane 87 (as shown) or by a piston with the area Ai.
  • a closing spring 15 holds the valve 16 in the closed position.
  • the valve 16 begins to open.
  • the fixed throttle 89 between the flow control unit 79 and the solenoid valve 71 limits the maximum lifting speed.
  • the metering chamber 68 ' is filled with fuel via the reducing valve 86.
  • the filling pressure is less than the opening pressure of the check valve 32 in the connecting line 37.
  • the opening movement is ended by opening the three-way valve 71, the upper membrane space or valve-facing space 20 being relieved via a return line 77 into the tank 28.
  • a throttle 90 in the return line 77 limits the closing speed of the valve 16.
  • the metering piston 66 During the closing process, the metering piston 66 'displaces an amount of fuel corresponding to the respective stroke, which is injected into the gas accumulator 4 via the check valve 32.
  • The. Injection is brought about by the force of the closing spring 15 and the gas pressure acting on the valve stem cross section.
  • the described mode of operation can be modified by appropriately redesigning the metering piston 66 'so that the injection takes place instead of during the closing while the valve is being opened.
  • the first version is used above all in engines which have to meet strict emission regulations, since the presentation of the fuel in the gas store 4 reduces the hydrocarbon emissions in the exhaust gas.
  • the latter version results in better internal cooling in the case of helical line engines, since the heat of vaporization of the fuel directly entering the cylinder is extracted directly from the cylinder charge.
  • the maximum valve lift required for the respective operating state is determined by the valve lift speed and the opening duration, which is controlled by the electronics via the solenoid valve 71. 13 shows the course of the valve tilhubes s and the injection quantity ß shown above the crank angle ⁇ .
  • the injection takes place during the closing stroke of the needle and ends when the valve plate is placed on the valve seat, regardless of the amount injected.
  • the start of injection and thus the injection quantity is determined by the inclination ⁇ of the opening straight lines a and j «- the closing straight line b and the opening time of the valve from the start of injection EB to the end of injection EE.
  • the injection rate is determined by the inclination p * of the closing straight line b, which is given by the closing spring force, the gas force on the valve stem cross section and the cross section of the throttle 90.
  • the flow regulator is replaced by a pressure regulator 88 in the secondary flow.
  • this determines the inclination ⁇ "of the opening line a in FIG. 13.
  • the pressurization of the lower diaphragm space replaces the closing spring 15 in FIG. 12. This is the case with a multi-cylinder engine
  • the closing force and thus the inclination of the closing line b of all valves are automatically equalized irrespective of the tolerances of the spring forces. This is of great importance for the equalization of the injection quantity of the individual cylinders.
  • valve 94 regulates the pressure in the lower diaphragm space 92 during the opening stroke of valve 16 and thus for all valves simultaneously the inclination cf of the opening straight line a.
  • the mode of operation corresponds to that of the device according to FIG. 12.
  • the general advantage of low-pressure technology lies in the fact that the entire system becomes cheaper due to the elimination of expensive components, such as the stamp pump and the high-pressure solenoid valves.
  • the metering device via a piston ensures a very precise metering of the fuel quantity to be injected, regardless of any tolerances in the flow characteristics or switching times of the solenoid valves, so that the production costs of the solenoid valves can also be reduced.
  • valve 15 shows the simplified representation of an input Blow valve 2 as described above. It consists of valve 16, which is displaceably mounted with its shaft 17 in a two-part housing 13. The valve 16 is held in its closed position by its closing spring 15. Fuel pressure is applied to the space 20 facing away from the valve, which causes the valve 16 to open.
  • the gas reservoir 4 or the space 18 facing away from the valve is sealed off from the upper pressure space 20 by an elastomeric seal 95 (for example an O-ring).
  • an elastomeric seal 95 for example an O-ring
  • the fuel to be injected into the gas reservoir 4 is injected directly under the seal 95 into an annular gap 94 of the valve guide arranged concentrically with the valve stem 17. The fuel passes through this annular gap 94 into the gas accumulator 4, where it evaporates. Due to the narrowness of the gap, gas access to the seal 95 against the flow direction of the fuel is prevented, so that practically no contamination or overheating of the seal can occur.
  • valve adhesive seal relates to embodiments of the injection system according to FIGS. 1 to 6 with "r sequential control".
  • valve-facing space 20 By acting on the valve-facing space 20 and thus the effective cross-section of the valve needle, the valve 16 up to As a result, the pressure continues to rise above the opening pressure of the check valve 32 and fuel is injected into the gas accumulator 32.
  • the check valve 32 can now be replaced by a seal 96 shown in FIG If the fuel pressure required to open the valve is exceeded after the valve has stopped at full opening, this is achieved, for example, by a hose spring 98 set radial sealing force F ⁇ on the sealing lip 97 is exceeded and fuel overflows abei increases the Di ⁇ htkraft to F r + lFr, so that there is an equilibrium at the radial gap width W.
  • the gap width W is in the range of a thousandth to a few hundredths of a millimeter, so that the seal 96 can withstand a large number of load cycles without wear.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftma­ schine, wobei verdichtetes Gas während eines Arbeitszyklus aus dem Zylinder entnommen, zwischengespeichert und im darauffolgenden Arbeitszyklus zusammen mit dem Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird, sind folgende Schritte vorgesehen: a) zeitlich steuerbare Entnahme einer kleinen Menge, insbesondere 2 bis 6 cm³ verdichteten heißen Gases über ein in den Brennraum des Zylindes öffnendes Ventil, b) Speicherung des entnommenen heißen Gases in einem Ventilraum des Ventils, c) Einspritzen von Kraftstoff in das heiße Gas, d) Einblasen des gespeicherten Kraftstoff-Gasgemisches durch das in den Zylinder öffnende Ventil. Das Verfahren wird durch eine Einrichtung realisiert, welche ein Einblaseventil (2) mit einem ventilseitigen (18) und einem ventilabgewandten Raum (20) aufweist, dessen in den Brennraum (3) der Brenn­ kraftmaschine öffnendes Ventil (16) den Gasaustausch zwischen dem Brennraum (3) und dem ventilseitigen Raum (18) steuert, wobei der ventilseitige Raum (18) als Gasspeicher (4) für aus dem Brennraum (3) entnehmbare Gase dient, welche das Ventil (16) über ein den ventilabgewandten Raum (20) begrenzendes Antriebsorgan (14) betätigt, wobei der ventilseiti­ ge Raum (18) über zumindest ein Rückschlagventil (32) mit dem ventilabgewandten Raum (20) verbunden ist, in welchen eine Druckerzeugungseinheit (5) Kraftstoff fördert.
Abstract
In the process described, a compressed gas is withdrawn from the cylinder during a working cycle, temporarily stored, and introduced into the cylinder, together with the fuel, during the next working cycle. The process comprises the following steps: a) timed withdrawal of a small quantity, in particular 2 to 6 cm³, of hot compressed gas through a valve which opens into the combustion chamber of the cylinder, b) storage of the hot gas withdrawn in a chamber of the valve, c) injection of fuel into the hot gas, d) blowing of the stored fuel-gas mixture through the valve which opens into the cylinder. The process is carried out by a device which has an insufflation valve (2) with a chamber (18) facing toward the valve and a chamber (20) facing away from the valve, and a valve (16) which opens into the combustion chamber of the internal com­ bustion engine and controls the gas exchange between the combustion chamber (3) and the chamber (18) facing toward the valve. Said chamber (18) serves as a storage reservoir (4) for the gases withdrawn from the combustion chamber (3). The valve (16) is actuated by a drive element (14) which delimits the chamber (20) facing away from the valve. The chamber (18) facing towards the valve is connected to the chamber (20) facing away from the valve via a non-return valve (32). A pressure-generating unit (5) delivers fuel to the chamber (20) facing away from the valve.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Einbringung des Kraftstoffes in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei verdichtetes Gas während eines Arbeitszyklus aus dem Zylinder entnommen, zwischengespeichnet und im darauffolgenden Arbeitszyklus zusammen mit dem Kraftstoff in den Zylinder e ngeblasen wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bekanntlich wird zur Erzielung eines möglichst hohen ther¬ mischen Wirkungsgrades und möglichst geringer Schadstoff¬ emission bei Brennkraftmaschinen, vorzugsweise bei solchen mit Fremdzündung, angestrebt, die Verbrennung des Kraftstoffes so rasch und vollständig wie möglich im Bereich des oberen Kol¬ bentotpunktes zu bewerkstelligen. Bei Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum oder Ansaugen eines Kraftstoff-Luft-Gemisches bei äußerer Gemischbildung werden diese Ziele nie ganz zufrie¬ denstellend erreicht, weil die Verbrennung infolge mangelnder Zeit für die Gemischbildung beeinträchtigt ist. Es muß daher •auch der Zündzeitpunkt entsprechend weit vor dem oberen Tot¬ punkt angesetzt werden.
Vorteile ergeben sich, wenn man zu einer äußeren Ge¬ mischbildung bei höheren Temperaturen übergeht und diese je¬ weils schon während des der Zündung des jeweiligen Luft-Kraft¬ stoff-Gemisches vorausgehenden Arbeitszyklus bewerkstelligt und das Gemisch dann beim folgenden Arbeitszyklus in den Brennraum einbläst.
Aus der DE-AS 1 751 524 ist eine Einrichtung zur Durchführung des eingangs beschriebenen Vefahrens bekanntgeworden, mit welcher das Einbringen des Kraftstoffes über ein für alle Zylinder einer Brennkraftmaschine gemeinsam vorgesehenes Drehventil erreicht wird. Dieses Drehventil, bestehend aus einem scheibenförmigen Rotor, einer dünnen scheiben örmigen Verteilerplatte und einem pilzförmigen Steuerschieber, ist zusammen mit einer Zentrifugalpumpe, die mit dem Rotor auf ei¬ ner gemeinsamen Welle sitzt, in einem Gehäuse untergebracht. Die Welle und somit die Pumpe und der Rotor drehen sich bei Viertakt-Motoren mit Nockenwellendrehzahl. Im Rotor selbst ist ein- in radialer Richtung verlaufender Dosierraum angeordnet, der: auf seiner der Verteilerplatte zugewandten Steuerfläche meirrere Steueröffnungen aufweist. Der Rotor weist zusätzlich eine in axialer Richtung verlaufende Speiσheröffnung auf, durch die die Speicherung von aus den Zylinderräumen über eine Einblasleitung entnommener Druckluft steuerbar ist. Durch die¬ se Maßnahme wird dem jeweiligen Zylinderraum im Verlaufe des Verdichtungshubes unter Druck stehende Luft entnommen, die als Druckluftquelle zum Einblasen des Brennstoffes in den jeweili¬ gen Zylinderraum verwendet wird.
Nachteilig bei dieser Einrichtung ist insbesondere deren komplizierter Aufbau, sowie die Tatsache, daß eine zentrale Oσsier- und Steuereinheit für alle Zylinder eines Mehr- zylinάer-Motors verwendet wird. Daraus ergeben sich lange Ein¬ blase- bzw. Entnahmeleitungen, die in der Entnahmephase zu Verschmutzungen neigen und bei denen sich in der Einblasephase Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Luft-Gemisch an den Wänden ab¬ scheiden kann, woraus sich kaum zu beherrschende Fehler in der Kraftstoffdosierung ergeben. Zusätzlich bewirkt die zum Zylin¬ der offene Einblaseleitung einerseits ein Rückschlägen von Ab¬ gas in die Einblas leitung in der Expansionsphase des Motors, andererseits ein nachfolgendes Ausströmen von kraftstoffhälti¬ gern Gas in den Zylinder während der Ladungsweσhselphase, wo¬ durch es zwangsläufig zu erhöhten Kohl nwasserstoffemissionen kommen muß.
Die zeitliche Steuerung der Einblasung bzw. Entnahme ist durch die mit Nockenwellen- bzw. Kurbelwellendrehzahl rotierende Welle der Steuer- und Dosiereinrichtung gegeben. Eine Anpas¬ sung, beispielsweise des Einblasebeginns an die Erfordernisse des Motors zur Reduktion von Verbrauch und schädlichen Emissionen ist damit nicht möglich.
Das Kraftstoff-Dosiersystem nach der bekannten Einrichtung arbeitet mit einer Dosierkammer, die wechselweise bzw. hintereinander mit Kraftstoffdruck (welcher hier niedriger ist als der Luftdruck in der Einblase- bzw. Entnahmeleitung) und Luftdruck beaufschlagt wird. Um den Kraftstoff gegen den höheren Luftdruck in der Dosierkammer in diese einbringen zu können, muß die Dosierkammer vorerst über eine Leitung in das Saugrohr entlüftet werden. Dieser Entlüftungsvorgang stellt einen thermodynamisσhen Verlust dar, da vom Motor angesaugte Luft komprimiert, entnommen, und wieder in das Saugrohr zurüσkgeleitet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brenn¬ kraftmaschine bzw. eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens vozuschlagen, mit welchem die angeführten Nachteile vermieden werden können und insbesondere eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine, sowie eine Verringerung deren Schadstoffemission bei einfacherer und wirkungsvollerer Steuerung erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:
a) zeitlich steuerbare Entnahme einer kleinen Menge, insbesondere 2 bis 6 cm3 verdichteten heißen Gases über ein in den Brennraum des Zylinders öffnendes Ventil,
b) Speicherung des entnommenen heißen Gases, in einem Ventilraum des Ventils,
c) Einspritzen von Kraftstoff in das heiße Gas,
d> Einblasen des gespeicherten Kraftstoff-Gasgemisches durch das in den Zylinder öffnende Ventil.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Einblaseventil mit einem ventilseitigen und einem ven¬ tilabgewandten Raum als Entnahme- und Einblaseeinheit vorgese¬ hen ist, dessen in den Brennraum der Brennkraftmasσhine öff¬ nendes Ventil den Gasaustausch zwischen dem Brennraum und dem ventilseitigen Raum steuert, wobei der ventilseitige Raum als Gasspeicher für aus dem Brennraum entnehmbare Gase dient, daß das Ventil über ein den ventilabgewandten Raum begrenzendes Antriebsorgan betätigbar ist, sowie daß der ventilseitige Raum über zumindest ein Rückschlagventil mit dem ventilabgewandten Saum verbunden ist, in welchen eine Druσkerzeugungseinheit Kraftstoff fördert. Damit ist eine sehr einfache Ausführungs- variante gegeben, bei welcher einerseits das Einblaseventil gleichzeitig auch als Gasentnahmeventil fungiert und der ven¬ tilseitige Raum als Gasspeicher dient. Der Kraftstoff wird da¬ bei direkt in den Gasspeicher des Einblaseventils einge¬ spritzt. Die hydraulische Betätigung des Einblaseventils bie¬ tet den Vorteil größerer Betätigungs räfte, variabler Öff¬ nungsgeschwindigkeit und größerer Ventilhübe, im Vergleich zu einer direkten Betätigung mittels Elektromagnet, Kipphebel oder Nocken.
Durch das direkt in den Zylinder öffnende Ventil gelangt das zu. entnehmende Gas, ohne lange kalte Leitungen passieren zu müssen, direkt in den vorzugsweise wärmeisolierten Gasspeicher, wo durch die erhöhte Temperatur die Kohlebildung hintangehalten werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemä e Einrichtung ist vor allem für eine Späteinblasung im letzten Viertel bis letzten Sechstel des dem Zündbeginn vorausgehenden Motorzyklus ausgelegt.
Eine erfindungsgemä e Variante des Verfahrens besteht darin, daß durch eine Kraftstoffpumpe zuerst das Einblasen des im vorangegangenen Zyklus gebildeten Kraftstoff-Gasgemisches bewerkstelligt wird und sodann mit einem höheren Kraftstoff¬ druck das Einspritzen des Kraftstoffes in das gespeicherte heiße Gas erfolgt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird vorgeschlagen, daß eine mit dem ventilabgewandten Raum über eine Druckleitung verbundene Kolbenpumpe vorgesehen ist, deren Pumpenraum über ein Magnetventil mit dem Kraftstofftank in Verbindung steht, wobei ein zweites Magnetventil vorgesehen ist, welches in einer zusätzlichen, den Kraftstofftank mit der Druckleitung verbindenden Kraftstoffleitung angeordnet ist. Während durch ein einziges Zweiwegventil die Einblasedauer und die Einspritzmenge dem Zeitpunkt und der Zeitdauer nach mit¬ einander gekoppelt sind, gelingt es mit einem zweiten, unab¬ hängig vom ersten angesteuerten Magnetventil, diese beiden Funktionen zu entkoppeln, was einen Vorteil bei der Abstimmung des Verbrennungsmotors im Hinblick auf geringen Verbrauch und Emission darstellt. Dabei ist in der zusätzlichen Kraftstoff¬ leitung ein Rückschlagventil angeordnet, über welches über¬ schüssige Kraftstoffmengen in den Kraftstofftank zurück¬ fließen.
Es kann auch mit nur einem Magnetventil und der zugehörigen Leistungselektronik eine Entkoppelung der Einblasedauer und der Einspritzmenge erreicht werden, wenn erfindungsgemäß das Magnetventil beispielsweise durch pulslängenmoduliertes Austakten der am Elektromagneten des Magnetventiles anliegen¬ den Spannung mit zumindest zwei verschiedenen Stromstärken an¬ steuerbar ist, wodurch zumindest zwei unterschiedliche Druck¬ niveaus erzielbar sind. Beim niederen Strom- und damit Kraft¬ niveau wird ein Öffnungsdruck erreicht, welcher größer als der Schließdruck des Einblaseventils ist, wodurch dieses bis zu seinem Anschlag öffnet. In weiterer Folge steigt der Druck so¬ weit an, daß die Kraft des Magnetventils nicht mehr ausreicht, die Rücklaufleitung in den Tank zu verschließen und in der Folge die von der Kolbenpumpe geförderte überschüssige Kraftstoffmenge in den Tank zurückfließt. In weiterer Folge wird das Magnetventil mit dem höheren Strom beaufschlagt, wo¬ durch es entgegen dem Kraftstoffdruσk in der Leitung wieder schließt. Der Druck steigt nun weiter bis auf einen Wert an, bei dem das Rückschlagventil in der Verbindungsleitung zum Gasspeicher öffnet und die Einspritzung beginnt. Die Einsprit¬ zung ist beendet, wenn die Kraft am Magnetventil durch ent¬ sprechende Steuerung des Stromes auf ein niederes Druckniveau bzw. Null reduziert wird, wobei in letzterem Fall gleichzeitig die Einblasung beendet wird.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Kolben- oder Konstantförderpumpe in Verbindung mit einer hydraulischen Dosiereinrichtung vorgesehen ist, daß die Dosiereinrichtung einen in einem Gehäuse geführten Dosierkol- ben aufweist, welcher in einen im Gehäuse angeordneten an- triebsseitigen Raum und in einen Dosierraum eintaucht, wobei dessen durch zwei Anschläge definierter Hub die einzusprit¬ zende Kraftstoffmenge bestimmt, daß der Dosierraum über eine Druckleitung mit dem ventilabgewandten Raum des Einblaseven¬ tils und der antriebsseitige Raum über ein Magnetventil mit dem Ausgang der Kolben- oder Konstantförderpumpe verbunden ist, sowie daß zum Füllen des Dosierraumes eine von der Pumpe ausgehende in die Druckleitung mündende und mit einem Rück¬ schlagventil versehene Leitung vorgesehen ist. Die pro Motor¬ zyklus eingespritzte Kraftstoffmenge wird hier durch den Hub des sich zwischen zwei Anschlägen bewegenden Dosierkolbens be¬ stimmt. Eine genaue Dosierung der Kraftstoffmenge ist dadurch möglich.
In einer Ausgestaltung dieser Variante ist vorgesehen, daß bei Verwendung einer Konstantförderpumpe, beispielsweise einer Rollenzellen- oder der in den antriebsseitigen Raum der Dosiervorrichtung eintauchende Teil des Dosierkolbens eine größere Druckangriffsfläche Ai aufweist als j ner Teil mit der Fläche A2, der den Dosierraum begrenzt, sodaß eine hydraulische Verstärkung des Einspritzdruckes im Ver¬ hältnis Ä1/A2 erzielbar ist. Die mit der Dosiereinrichtung er¬ zielbare hydraulische Verstärkung ist dabei mit einem Kolben kleineren Durchmessers mit' der Fläche A2 auf der Hochdruck- seite und beispielsweise einem Kolben größeren Durchmessers mit der Fläche Ai auf der Niederdruckseite erreichbar.
Weiters ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der an¬ triebsseitige Raum durch eine den Dosierkolben antreibende, mit Systemdruck beaufschlagte Membran begrenzt ist. Dabei wird der Fördexhub des Dosierkolbens durch das Öffnen des Magnet¬ ventils in der Zuflußleitung bewerkstelligt.
Erfindungsgemäß kann natürlich auch der antriebsseitige Raum durch eine den Dosierkolben antreibende Membran in eine Ringkammer, in welche die Zuleitung vom Magnetventil mündet und in eine Federkammer zur Aufnahme der Einspritzfeder unterteilt sein.
Eine Steuerung der Einspritzmenge in Abhängigkeit von Maschinenparametern läßt sich erfindungsgemäß einfach dadurch erreichen, daß einer der den Hub des Dosierkolbens be¬ grenzenden Anschläge variabel ist und beispielsweise durch einen mit einem Stellmotor zusammenwirkenden Exzenter reali¬ siert ist.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, daß in der Zuleitung zum antriebsseitigen Raum der Dosiereinrichtung eine vorzugsweise elektrisch betätigbare Durchflußregeleinheit angeordnet ist, über welche die Hubgeschwindigkeit des Ventils im Einblaseventil steuerbar ist. Mit Hilfe einer Durchflußregeleinheit kann die Durchflußrate stufenlos gesteu¬ ert werden. Die Einspritzung der jeweils erforderlichen Kraft¬ stoffmenge erfolgt bei kleinen Nadelhubgesσhwindigkeiten, d. h. , bei Teillast später als bei hohen Nadelhubgeschwin¬ digkeiten (Vollast). Dies ergibt den Vorteil, daß bei hohen Lasten ein Teil des Kraftstoffes direkt im selben Zyklus in den Brennraum gelangt und damit die Innenkühlung erhöht, woge¬ gen bei Teillast der gesamte Kraftstoff im Speicher vor¬ verdampft und damit geringstmögliche Emissionen sicherstellt. Über die Steuerung des Eintrittsimpulses des Gasstrahles in den Brennraum kann auch die LadungsSchichtung gesteuert wer¬ den, die ihrerseits einen Einfluß auf das Emissionsverhalten des Motors hat.
Eine anders gestaltete Steuermöglichkeit ist dadurch gegeben, daß der Kolben des Einblaseventils zur Realisierung eines variablen Ventilhubes einen Absatz aufweist, welcher mit der Wand des Gehäuses einen Ringraum bildet, wobei der Absatz in Schließrichtung des Ventils mit Druck beaufschlagbar ist, sowie daß der Ringraum unter Zwischenschaltung eines Rück¬ schlagventils einerseits mit dem ventilabgewandten Raum und andererseits über das Rückschlagventil mit dem ventilseitigen Raum in Verbindung steht. Bei dieser AusführungsVariante ist der Ventilhub des Einblaseventils proportional zur einge¬ spritzten Kraftstoffmenge -variabel (Simultansteuerung). Dies ergibt im Vergleich zu den Ausführungen ohne variablen Ventil- hub Vorteile im Bezug auf den Betrieb des Motors bei geringen Lasten bzw. bei Vollast. Weiters kann vorgesehen sein, daß der Kolben des Ein- blaseventils zur Realisierung eines variablen Ventilhubes einen Absatz aufweist, welcher mit der Wand des Gehäuses einen Ringraum bildet, wobei der Absatz in Öffnungsrichtung des Ven¬ tils mit Druck beaufschlagbar ist, sowie daß der Ringraum un¬ ter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils einerseits mit der Druckleitung und andererseits über das Rückschlagventil mit dem ventilseitigen Raum in Verbindung steht. Bei dieser Ausführung erfolgt die Einspritzung in den Gasspeicher am Ende der Aufladephase des Gasspeichers während des Schließvorganges des Ventils im Einblaseventil. Zu dieser Zeit strömt Gas vom Brennraum in den Speicher, sodaß der eingespritzte Kraftstoff bis zum nachfolgenden Zyklus im Speicher verbleibt.
Zum Schutz der Ventilfeder im Einblaseventil kann in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß eine Druck¬ oder Zugfeder des Ei blaseventils in einer vom ventilseitigen Raum durch eine Zwischenwand getrennten Federkammer angeordnet ist, wobei die Zwischenwand eine Öffnung für den Ventilschaft aufweist.
Es liegt jedoch durchaus im Bereich der Erfindung, daß zum Schließen des Ventils ausschließlich der den Ventilquerschnitt beaufschlagende Gasdruck im Brennraum der Brennkraftmaschine dient. Eine Feder bzw. Federkammer kann dadurch entfallen.
Als weitere Vereinfachung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird vorgeschlagen, daß im Gehäuse des Einblaseventils eine Dosiereinrichtung mit einem Dosierraum angeordnet ist, deren Dosierkolben koaxial zum Kolben des Einblaseventils angeordnet und mit diesem im Eingriff steht, daß der ventilabgewandte Raum des Einblaseventils gleichzeitig als antriebsseitiger Ramm der Dosiereinrichtung dient, daß der Dosierraum einerseits über ein Reduzierventil mit dem ventilabgewandten Raum und anderseits über ein Rückschlagventil mit dem ventilseitigen Raum in Verbindung steht, sowie daß der ventilabgewandte Raum mit der KraftstoffZuleitung aus der Druckerzeugungseinheit verbunden ist. Einblaseventil und Do¬ siere!nrichtung bilden in dieser AusführungsVariante eine Ein¬ heit, deren Kolben miteinander im Eingriff stehen. Dabei kann erfindungsgemäß die Druckerzeugungseinheit aus einer Konstantförderpumpe, einer nachgeschalteten elektronisch angesteuerten Durchflußregeleinheit, sowie einem pumpen- austrittsseitig angeordneten Druckbegrenzungsventil bestehen, wobei ein Dreiwegmagnetventil vorgesehen ist, welches den ventilabgewandten Raum in einer Stellung mit der Durchflu re- geleinheit und in einer anderen Stellung mit einer Rück¬ flußleitung in den Kraftstofftank verbindet. Bei dieser Aus- führungsvariante erreicht das Ventil nur bei annähernd Vollast seinen Anschlag, während es bei Teillast, abhängig von der Ventilhubgeschwindigkeit, nur einen Teil seines Weges zurück¬ legt. Der Ventilhub ist der eingespritzten Kraftstoffmenge proportional und die Einspritzung erfolgt während der Schlie bewegung des Ventils.
Zur Begrenzung der maximalen Hubgeschwindigkeit bzw. der maximalen Schließgeschwindigkeit des Ventils wird vorge¬ schlagen, daß in der Leitung zwischen der Durchflußregelein¬ heit und dem Dreiwegmagnetventil, sowie in der Rückflußleitung zum Kraftstofftank jeweils eine fixe Drossel angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung der obengenannten AusführungsVariante kann anstelle der seriell geschalteten Durchlußregeleinheit eine parallel zur Konstantförderpumpe angeordnete elektronisch gesteuerte Druckregeleinheit angeordnet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der ventilabgewandte Raum des Ein¬ blaseventils ventilseitig durch eine normal zur Ventilachse angeordnete Membran begrenzt ist, welche einerseits den Do¬ sierkolben und andererseits das Einblaseventil antreibt, wobei der untere Membranraum über eine eigene von der Konstantför¬ derpumpe ausgehende Druckleitung mit Druck beaufschlagbar ist. Diese Maßnahme ersetzt vorteilhafterweise die Schließfeder im Einblaseventil, wobei bei einem Mehrzylindermotor automatisch eine Gleichstellung der Schließkraft aller Ventile, unabhängig von Toleranzen der Federkräfte, erreicht wird. Dies ist auch von großer Bedeutung zur Erreichung gleicher Einspritzmengen für alle Zylinder.
Zum Schutz einer Dichtung, welche am Schaft des Ventils gegen den Gasdruck im Gasspeicher abdichtet, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die in den ventilseitigen Raum des Einblaseventils führende Verbindungsleitung in einen konzen¬ trisch zum Ventilschaft angeordneten Ringspalt mündet, aus welchem der Kraftstoff in Richtung Ventil in den Gasspeicher austritt.
Schließlich kann als besonders einfache Ausgestaltung eines Einblaseventils der ventilabgewandte Raum mit dem ven¬ tilseitigen Raum über einen durchgehenden zum Ventilschaft konzentrisch angeordneten Ringspalt verbunden sein, wobei in einer Erweiterung des Ringspaltes eine den Ventilschaft um¬ schließende Dichtung mit einem Vorspannelement, z. B. einer S-σhlauchfeder als Rückschlagventil, angeordnet ist. Diese Dichtung dichtet den Ventilschaft von unten nach oben, also vom ventilseitigen Raum zum ventilabgewandten Raum gegen einen hohen Druck und von oben nach unten gegen einen wesentlich ge¬ ringeren Druck ab.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen zum Teil in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung, die Fig. 2, 4, 4a, 5, 6, 8 10, 12 und 14 AusführungsVarianten nach Fig. 1, Fig. 3 ein Diagramm über den Spannungs- (ü) bzw. Kraft¬ verlauf (F) aufgetragen gegen den Kurbelwinkel α der Ansteuerung eines Magnet ventils nach Fig. 1, die Fig.4b, 7, 9, 11 und 13 Diagramme, welche den Nadelhub S bzw. die Ei spritzmenge ß in Abhängigkeit des Kurbelwinkels α darstellen, Fig. 15 ein erfindungsgemäßes Einblaseventil im Detail, Fig. 16 eine AusführungsVariante des Einblaseventils nach Fig. 15 sowie Fig. 17 ein Detail aus Fig. 16.
Die in Fig. 1 dargestellte AusführungsVariante eines Systems mit Kolbenpumpe und konstantem Nadelhub zeigt ein an den Brennraum 3 einer weiter nicht dargestellten Brenn¬ kraftmaschine angeschlossenes Einblaseventil 2, dessen dem Ventil 16 zugewandter Raum 18 gleichzeitig als Gasspeicher 4 dient. Vorteilhafterweise entfällt hier ein Entnahmeventil und der Kraftstoff wird direkt in den Gasspeicher 4 des Einblaseventils 2 eingespritzt. Die Gasentnahme aus dem Brenn¬ raum 3 erfolgt durch das Einblase enti1 2 selbst, indem dieses eine entsprechend lange Zeit nach Beendigung des Einblasevor¬ ganges offengehalten wird. Das Einblaseventi1 2 besteht aus einem Gehäuse 13, in welchem der durch die Feder 15 in Schließrichtung belastete Kolben 14 axial gleitbar gelagert ist. Die Feder kann auch entfallen, wenn bei entsprechender Auslegung der wirksamen Flächen des Kolbens und des Ventils der: im Gasspeicher herrschende Gasdruck das Ventil selbsttätig schließt. Das in den Brennraum 3 öffnende Ventil 16 ist durch den. Schaft 17 mit dem Kolben 14 verbunden. Der ventilabge- waπdte Raum 20 oberhalb des Kolbens 14 steht über eine Verbin- dungsleitung 37, welche ein Rückschlagventil 32 aufweist, mit diem. Gasspeicher 4 in Verbindung. Es ist jedoch auch möglich, daß die Verbindungsleitung 37 in die Druckleitung 35 einmündet und so mit dem Raum 20 verbunden ist.
Die über die Druckleitung 35 mit dem Raum 20 des Ein¬ blaseventils 2 verbundene Druσkerzeugungseinheit, eine Kolben¬ pumpe 5, besitzt einen im Pumpenzylinder 22 gleitbar ange¬ ordneten Plunger 23, der von einer Feder 24 gegen den ihn an¬ treibenden Nocken 25 belastet ist. Der Nocken 25 bzw. dessen Nockenwelle 26 wird von der Brennkraftmaschine in bekannter Weise angetrieben. Der über die Leitung 29 aus dem Kraft¬ stofftank 28 angesaugte Kraftstoff gelangt über ein Magnetven¬ til 60 in den Pumpenzylinder 22. Es ist auch möglich, eine Re¬ geleinrichtung zur Abstimmung der Kraftstoffmenge vorzusehen, woώei beispielsweise im Pumpenzylinder 22 ein hier nicht wei¬ ter dargestellter Ausweichkolben mit einem einstellbaren Hub¬ anschlag vorgesehen sein kann.
Fig. 2 stellt eine Variante von Fig. 1 dar, in welcher durch die gemeinsame Steuerung der Einblasedauer (= Öffnungsdauer des Einblaseventiles) und der Einspritzmenge durch ein einziges Zweiwegmagnetventil 60 die Einblasedauer und die Einspritzmenge dem Zeitpunkt und der Zeitdauer nach miteinan¬ der gekoppelt werden. Mit der Einrichtung nach Fig. 2 gelingt mittels eines zweiten, unabhängig vom ersten angesteuerten Ma- gnetventil 61, welches in einer zusätzlichen, den Kraft¬ stofftank 28 mit der Druckleitung 35 verbindenden Leitung 62 angeordnet ist, eine Entkopplung, was einen Vorteil bei der Abstimmung des Verbrennungsmotors im Hinblick auf geringen Verbrauch und günstige Emissionswerte darstellt.
Der Öffnungsdruck des Ei bl seventils 2 sei mit pi, jener eines Rückschlagventils 63 in der Leitung 62 mit p=> und der des Rückschlagventils 32 mit p3 bezeichnet. Zu Beginn des Einblas vorganges schließt das Magnetventil 60 und das Ven¬ til 61 bleibt offen. Beim Erreichen des Druckes i am Einbla¬ seventil 2 öffnet dieses bis der Kolben 14 an seinem Anschlag anliegt. Daraufhin steigt der Druck weiter bis auf p2 an, wo¬ durch das Rückschlagventil 63 öffnet und die überschüssige Kraftstoffmenge in den Tank zurückfließt. Der Beginn des Ein¬ spritzvorganges in den Gasspeicher 4 wird durch das Schließen des Magnetventils 61 eingeleitet, wodurch der Druck in der Einspritzleitung bis auf p3 ansteigt und das Rückschlagven¬ til 32 öffnet. Die Einspritzung allein wird entweder durch das Öffnen von Ventil 61 oder gemeinsam mit der Einblasung durch das Öffnen von Ventil 60 beendet. Die Mengenzumessung erfolgt durch die Schließdauer des Magnetventils 61, sowie durch den in dieser Zeit erfolgten Nockenhub der Einspritzpumpe 5.
Das Diagramm in Fig. 3 stellt einen variablen Span¬ nungsverlauf ü" bzw. den resultierenden Kraftverlauf F an einem Magnetventil dar, mit welchem man die Vorteile der Ausführun¬ gen- nach Fig. 1 und 2 kombinieren kann. Durch die spezielle A t der Ansteuerung des Magnetventils 60 in Fig. 1 kann man auch mit nur einem Magnetventil und dazugehöriger Leistungs- elektronik eine Entkoppelung der Einblasedauer und der Ein¬ spritzdauer und damit der Mengenzumessung erreichen. In Bezug¬ nahme auf Fig. 1 wird das Magnetventil 60 mit zwei verschie¬ denen Stromstärken angesteuert. Dies kann auf verschiedene Art und Weise geschehen, z. B. durch pulslängenmoduliertes Aus ak¬ ten der am Elektromagneten anliegenden Spannung. Dadurch wer¬ den am Magnetventil 60 zwei verschiedene Kraftniveaus Fi und F2 erzielt. Beim niederen Strom- und 'damit Kraftniveau Fi wird ein Öffnungsdruck, der großex als der Druck i ist erreicht, wodurch das Einblaseventi1 2 bis zu seinem Anschlag öffnet. In weiterer Folge steigt der Druck so weit (auf p2) an, daß die Kraft des Magnetventils nicht mehr ausreicht, die Rücklauflei¬ tung in den Tank 28 zu verschließen und in der Folge die von der Kolbenpumpe 5 geförderte Kraftstoffmenge in den Tank zxirückfließt. In weiterer Folge wird das Magnetventil 60 mit dem höheren Strom beaufschlagt, wodurch es entgegen dem Kraftstoffdruck in der Leitung wieder schließt. Der Druck steigt nun weiter bis auf den Wert a an, bei dem das Rück¬ schlagventil 32 öffnet und die Einspritzung beginnt. Die Ein¬ spritzung ist beendet, wenn die Kraft am Magnetventil 60 durch entsprechende Steuerung des Stromes auf Pi bzw. 0 reduziert wird, wobei in letzterem Fall gleichzeitig die Einblasung beendet wird.
Eig. 4 stellt in Abwandlung des Systems nach Fig. 1 ein System mit Niederdruckantrieb und konstantem Nadelhub dar. Anstatt der Hochdruck-Stempelpumpe 5 wird eine Konstantförderpumpe 5' , z. B. in bekannter Art und Weise eine Rollenzellen- oder Zahnradpumpe in Verbindung mit einer hydraulischen Verstärker¬ und Dosiereinrichtung 64 verwendet. Die Dosiereinrichtung 64 weist einen in einem Gehäuse 65 geführten Dosierkolben 66 auf, der das Gehäuse in einen antriebsseitigen Raum 67 und in einen Dosierraum 68 unterteilt. Die hydraulische Verstärkung resultiert aus einem Kolben kleineren Durchmessers mit der Fläche A2 auf der Hochdruckseite und einer elastischen Membran oder einem Kolben größeren Durchmessers mit der Fläche Ai auf der Niederdruckseite. Der Dosierkolben 66 und die Membran 69 sind miteinander verbunden. Dieser Verband bewegt sich zwischen einem festen und einem variablen Anschlag 70, wobei der variable Anschlag, wie dargestellt, auf der Niederdruckseite oder aber auch auf der Hochdruckseite liegen kann. Der Weg zwischen den Anschlägen steht zur einzu¬ spritzenden Kraftstoffmenge im Verhältnis. Die hydraulische Verstärkung übersetzt den von der Konstantförderpumpe 5' erzeugten Druck, typischerweise 2 bis 8 bar, im Verhält¬ nis A1/A2/A4 auf den für das vorliegende Kraftstoffeinblasesy- εtem benötigten Druck von ca. 10 bis 40 bar, wobei A* den Querschnitt des hydraulischen Kolbens 14 zur Betätigung des Einblaseventils 2 darstellt. Die pro Zyklus eingespritzte Kraftstoffmenge wird durch den sich mit variablem Hub einmal pro Zyklus hin- und herbewegenden Dosierkolben 66 bewerkstel¬ ligt. Der variable Hubanschlag wird z. B. durch einen Exzen¬ ter 70 oder eine Nooke verwirklicht, der durch einen Stellmo¬ tor mit Stellungsrückmeldung oder durch einen Schrittmotor mit elektronischer Ansteuerung verdreht wird.
Die Druc übersetzungs- und Dosiereinrichtung 64 sowie der Einblasevorgang wird durch ein Dreiweg-Magnetventil 71 ge¬ steuert, welches von einer entsprechenden Steuerelektronik an¬ gesteuert wird. Das Magnetventil 71 öffnet eine Leitung 72 zu einer den Dosierkolben 66 umgebenden durch die Membran 69 be¬ grenzte Ringkammer 73, wobei der von der Pumpe 5' über das Druckhalteventil 74 erzeugte Systemdruck den Dosierkolben 66 entgegen der Federkraft der Einspritzfeder 78 gegen den vari¬ ablen Anschlag 70 (Saughub) bewegt. Gleichzeitig wird über ein in der Leitung 75 angeordnetes Rückschlagventil 76 die Druckleitung 35 und der Dosierraum 68 mit Kraftstoff gefüllt. Beim anschließenden Schließen des Magnetventils 71 wird die von der Membran 69 begrenzte Ringkammer 73 über eine Rücklaufleitung 77 in den Tank 28 entlastet, wobei die im Ge¬ häuse 65 angeordnete Einspritzfeder 78 den Dosierkolben 66 in Förderrichtung (Förderhub) bewegt. Zu Beginn dieser Bewegung wird bei überschreiten des Öffnungsdruckes am Einblaseventil 2 dieses - über die geförderte Kraftstoffmenge - bis zu seinem Anschlag geöffnet. In -der Folge steigt der Druck weiter an und es wird bei Überschreiten des Öffnungsdruckes des Rückschlag¬ ventils 32 die restliche noch zu fördernde Kraftstoffmenge in den Gasspeicherraum 4 des Einblaseventils 2 eingespritzt. Die zur Öffnung des Einblase entils benötigte Kraftstoffmenge ist bei konstantem Ventilhub für jeden Zyklus konstant, sodaß über den variablen Hubanschlag des Dosierkolbens 66 nur die Ei spritzmenge variiert wird (Folgesteuerung).
I-n einer weiteren, in Fig. 4a dargestellten, Ausführung, mündet die Leitung 72 an der dem variablen Hubanschlag 70 zugewandten Seite der Membran 69 in den Raum 67. Der Förderhub wird nun durch Öffnen des Ventils 71 bewerkstelligt, wogegen das Entlasten über die Leitung 77 den Saughub auslöst. Die Feder 78 kann in diesem Fall entfallen. Die Rückwärtsbewegung des Dosierkolbens 66 wird durch die Beaufschlagung des Raumes 68 mit Systemdruck sichergestellt.
Das Einblaseventil 2 schließt hier durch den Kraftstoffdruck auf die dem Ventil 16 zugewandte Ringfläche 99. Das Rück¬ schlagventil 32 bleibt dabei solange geschlossen, bis das Ei blaseventil 2 auf seinem Ventilsitz aufliegt. Der Druck in der Leitung 37 steigt nun weiter über den Öffnungsdruck p3 an, sodaß das Rückschlagventil 32 öffnet und Kraftstoff in den Gasspeicher 4 gefördert wird. Dieser Vorgang ist beendet, wenn der Dosierkolben 66 seinen hochdruckseitigen Endanschlag er¬ reicht hat. Diese Stellung ist die Ruhe- oder Ausgangsstellung des Systems.
Der Einblasevorgang beginnt mit der Entlastung des Niederdruckraumes 67 über das Dreiweg-Magnetventil 71. In der Rücklaufleitung 77 in den Tank 28 ist eine z. B. elektronisch gesteuerte Durchflu regeleinheit 100 vorgesehen, die die Ven¬ tilöffnungsgeschwindigkeit des Einblaseventils 2 kontrolliert. Der OffnungsVorgang des Einblaseventils wird von der in dem Ventil 16 abgewandten Federkammer 85' sitzenden Druckfeder 15 bewerkstelligt, die gleichzeitig auch für eine Rückstellung des Dosierkolbens 66 sorgt, wobei die Einspritzmenge über das Rückschlagventil 76 von der Pumpe 5' in die Hochdruckleitung nachgefördert wird. Die Dosiereinrichtung 64 kommt in dieser Ausführung ohne Feder aus.
Der Nadelhub- S und Einspritzmengenverlauf ß ist in Fig. 4b dargestellt. Der Vorteil dieses Systems gegenüber jenem in Fig. 4 besteht darin, daß die Einspritzung erst nach Beendi¬ gung des Einblasevorganges erfolgt und daß durch die gegebene Konstellation der Druck- und Flächenverhältnisse ein etwas geringeres Druckniveau auf der Hochdruckseite eingehalten wer¬ den kann, wodurch die Leistung der Kraftstoffpumpe reduziert werden kann.
Anstatt der dargestellten Niederdruσk-Versorgungseinheit mit einer Konstantförderpumpe kann auch eine Hochdruckeinheit mit einer Kolbenpumpe verwendet werden, wodurch der Druckver¬ stärker entfällt. Weiterhin kann auch eine unstetig fördernde Hochdruckstempelpumpe mit elektronischem Steuer- eLπgrrxff verwendet werden. Die Ventilhubgeschwindigkeit wird dabei in allen Fällen durch die in der Rücklaufleitung 77 befindliche Durchflußregeleinheit 100 geregelt.
Unter "Hochdruck" werden dabei in allen erwähnten Fällen Drücke über 10 bar verstanden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus einer Vereinfachung der Einrichtung nach Fig. 4. So können die Membran 69 oder ein allfälliger Kolben mit der Fläche Ai und die den Dosierkolben treibende Feder 78 entfallen, wenn das benötigte hydraulische Übersetzungsverhältnis durch einen entsprechenden Quer¬ schnitt A4 des Kolbens 14 im Einblaseventil 2 sichergestellt wird, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Der Dosierkolben 66 mit der Fläche A2 hat in diesem Fall ausschließlich eine Dosierfunktion. Das Ventil 16 des Einblaseventils 2 beginnt sich bei dieser Ausführung dann zu heben, wenn das Drei¬ weg-Magnetventil 71 die Leitung von der Konstantförderpumpe 5' zπi Dosierkolben freigibt. Das Ventil 16 bewegt sich in der Eσlge bis zu seinem Hubanschlag im Ventilkörper. Die darauf folgende Einspritzphase wird ebenso wie die Offenhaltedauer des Einblaseventils 2 durch Umschalten des Dreiwegventils 71 beendet, wobei der Raum 67 in die Rücklaufleitung 77 zum Tank 28 entlastet wird. Anschließend wird die Druckleitung 35 über das Rückschlag- und in diesem Falle auch Druckreduzier¬ ventil 76 gefüllt und der Dosierkolben 66 in seine Ausgangs¬ stellung zurückgeschoben. Der Druckabfall über das Ventil 76 bzw. dessen Öffnungsdruck muß bei dieser Ausführung so groß sein, daß das Einblase entil 2 durch den Fülldruck mit Sicher¬ heit nicht geöffnet wird.
In Fig. 6 ist eine Variante der Einrichtung nach Fig. 5 dargestellt. Mit Hilfe einer von einer nicht dargestellten Steuereinheit kontrollierten Durchflußregeleinheit 79 kann die Nadelhubgeschwindigkeit gesteuert werden, wie in Fig. 7 für die Durchflußraten , ß und f- dargestellt ist. Die Einspritzung der jeweils erforderlichen Kraftstoffmenge er¬ folgt bei kleinen Nadelhubgeschwindigkeiten (Teillast) später als bei hohen Nadelhubgeschwindigkeiten (Vollast). Dies ergibt den Vorteil, daß bei hohen Lasten ein Teil des Kraftstoffes direkt im selben Zyklus in den Brennraum gelangt und damit die Innenkühlung erhöht, wogegen bei Teillast der gesamte Kraft¬ stoff im Speicher vorverdampft und damit geringstmögliche Emissionen sicherstellt. Weiters dient die variable Nadel¬ hubgeschwindigkeit der Steuerung des Eintrittsimpulses des Gasstrahls in den Brennraum und damit der Steuerung der La¬ dungsschiσhtung, die ihrerseits einen Einfluß auf das Emissi¬ onsverhalten des Motors hat.
In Fig. 8 ist eine Ausführung des Einblasesystems in Abwandlung jenes in Fig. 5 dargestellt, bei dem der Nadelhub des Einblaseventils 2 proportional zur eingespritzten Kraft- stoffmenge variabel ist (Simultansteuerung). Dies ergibt im Vergleich zu den Ausführungen ohne variablen Nadelhub Vorteile im Bezug auf den Betrieb des Motors bei geringen Lasten bzw. bei Vollast, wobei sinngemäß die unter Fig. 6 und 7 stehenden Aussagen gelten.
Bei der AusführungsVariante nach Fig. 8 weist der Kolben 14 des Einblaseventils 2 einen Absatz 80 auf, welcher mit der Wand des Gehäuses 13 einen Ringraum 81 bildet. Der Absatz ist in Schließrichtung des Ventils 16 auf einer Ringfläche Äe mit Druck beaufschlagbar, wobei der Ringraum einerseits mit dem ventilabgewandten Raum 20 unter Zwischenschaltung eines Rück¬ schlagventils 82 und anderseits über das Rückschlagventil 32 mit dem ventilseitigen Raum 18 verbunden ist.
Der Ringraum 81 mit der wirksamen Fläche A6 wird über das Rückschlagventil 82 mit Systemdruck beaufschlagt. Bei Ein¬ spritzbeginn, d. h. , wenn der Dosierkolben zu fördern beginnt, bewegt sich in der Folge der Kolben 14 des Einblaseventils 2 nach unten, und das Ventil 16 öffnet. Gleichzeitig wird aus dem Ringraum 81 Kraftstoff verdrängt und über das Rück¬ schlagventil 32 in den Gasspeicherraum 4 eingespritzt. Das Ventil 16 des Einblaseventils 2 öffnet nur so weit, als es der durch den Dosierkolben 66 geförderten Einspritzmenge ent¬ spricht, wodurch ein mit steigender Motorlast zunehmender Be¬ trag des Ventilhubes verwirklicht wird.
Bei der Ausführung des Einblaseventils nach Fig. 8 wird die gesamte Einspritzmenge zu Beginn der Einblasephase während des OffnungsVorganges in den Gasräum 4 des Einblaseventils 2 eingespritzt, wie in den Diagrammen in Fig. 9 dargestellt ist. Zu dieser Zeit strömt Gas aus dem Gasspeicher 4 in den Erennraum 3 des Motors, sodaß ein Großteil des eingespritzten Kraftstoffes unmittelbar mit der Gasströmung in den Brennraum transportiert wird (V... Vollast, T... Teillast).
Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführung, dessen Kolben 14 einen in Öffnungsrichtung des Ventils 16 beaufschlagbaren Absatz 83 aufweist, erfolgt dagegen die Einspritzung in den Gasspeicher am Ende der Aufladephase des Gasspeichers 4 während des SchließVorganges des Ventils 16. Zu dieser Zeit strömt Gas vom Brennraum 3 in den Gasspeicher 4, sodaß der eingespritzte Kraftstoff bis zum nachfolgenden Zyklus im Speicher verbleibt, wie im Diagramm nach Fig. 11 dargestellt.
Die entsprechenden, dem jeweiligen Druck im Niederdrucksystem ausgesetzten, Flächen sind so ausgelegt, daß das hydraulische Übersetzungsverhältnis und . damit die Druckerhöhung in der Einspritzleitung so groß ist, daß über die Fläche A4 des Kolbens 14 sämtliche Druckkräfte, Druckabfälle über Rück¬ schlagventile und Reibungskräfte im Einblaseventil überwunden werden.
Die pro Zylindereinheit erforderlichen Dosierkolben mit variablem Hub sowie die zugehörigen Dreiweg-Magnetventile können wie in Fig. 4, 5 6, 8 und 10 dargestellt, in einem vom Einblaseventii 2 unabhängigen Steuerbloσk zusammengefaßt und über. Leitungen mit dem jeweiligen Einblaseventii verbunden sein. Dadurch wird ein Vorteil bei der Justierung und Synchro¬ nisation der Dosierkolben erreicht. Es ist jedoch genauso mög¬ lich, edes Einblaseventii 2 mit einer Dosiereinrichtung aus¬ zustatten, wobei der Antrieb zur Verstellung der Anschläge der Dosierkolben am Zylinderkopf des Motors zu liegen kommt. Er- stere Ausführung ergibt Vorteile bei Motoren mit mehr als ei¬ ner Zyli derreihe, letztere bei Motoren mit nur einer Zylin¬ derreihe.
Die Einblaseventile mit variablem Ventilhub können ihrer Bauart nach auch in Verbindung mit Hoσhdruckstempelpumpen, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, verwendet werden.
Bei allen Ausführungen kann zur Hitzeisolierung die Feder 15 des Einblaseventils 2 in einer vom ventilseitigen Raum 18 durch eine Zwischenwand 84 getrennten Federkammer 85 ange¬ ordnet sein. Die Federkammer kann dabei eine Entlastungs- leitung 91 (Leckölleitung) in den Niederdruckbereich aufwei¬ sen.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführung eines Gemischeinblase¬ systems mit variabler Nadelhubgeschwindigkeit dargestellt. Da¬ bei ist im Gehäuse 13 des Einblaseventils 2 eine Dosiereinrichtung 64' mit einem Dosierraum 68 angeordnet, deren Dosierkolben 66' koaxial zum Kolben 14 des Einblaseven¬ tils 2 angeordnet ist und mit diesem in Eingriff steht. Der ventilabgewandte Raum 20 des Einblaseventils 2 dient gleich¬ zeitig als antriebsseitiger Raum der Dosiereinrichtung 64' , wobei der Dosierraum 68' einerseits über ein Reduzierventil 86 mit dem ventilabgewandten Raum 20 und anderseits über das Rückschlagventil 32 mit dem ventilseitigen Raum 18 in Ver¬ bindung steht. Bei dieser Ausführung erreicht die Ventilnadel nur bei Vollast ihren Anschlag, während sie in der Teillast, abhängig von der Ventilhubgeschwindigkeit, nur einen Teil ihres Weges zurücklegt. Der Ventilhub ist der eingespritzten Kraftstoffmenge proportional, und die Einspritzung erfolgt während der Schließbewegung der Ventilnadel.
Die Druckerzeugungseinheit besteht aus einer Kon¬ stantförderpumpe 5' (ca. 6 bar) einem Druckbegrenzungsven¬ til 74 mit dem Öffnungsdruck p2 und einer elektronisch ange¬ steuerten Durchflußregeleinheit 79 im Hauptstrom. Letztere kann z. B. eine Drossel variablen Querschnittes oder ähnliches sein. Das Einblaseventii 2 besteht aus einem Ventil 16, wel¬ ches über seinen Schaft 17 von einer Membran 87 (wie darge¬ stellt) oder von einem Kolben mit der Fläche Ai angetrieben wird. Eine Schließfeder 15 hält das Ventil 16 in geschlossener Stellung. Sobald das Dreiweg-Magnetventil 71 öffnet und den ventilabgewandten Raum 20 mit dem Systemdruck p2 beaufschlagt, beginnt sich das Ventil 16 zu öffnen. Dies geschieht mit einer Geschwindigkeit, die durch den durch die Durchflußregelein- heit 79 geregelten Kraftstoffluß in den Raum 20 sowie durch die Kraft der Schließfeder 15 bestimmt ist. Demnach öffnet das Ventil 16 bei großem Durchfluß schneller und umgekehrt. Der Durchflu kann auch durch eine Druckregeleinheit 88 im Neben- εtrom (entsprechend Fig. 14) geregelt werden.
Die fixe Drossel 89 zwischen Durchflußregeleinheit 79 und Magnetventil 71 begrenzt die maximale Hubgeschwindigkeit. Beim Öffnen des Einblaseventils 2 wird der Dosierraum 68' über das Reduzierventil 86 mit Kraftstoff gefüllt. Der Fülldruck ist dabei kleiner als der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 32 in der Verbindungsleitung 37. Die Öffnungsbewegung wird durch das Öffnen des Dreiweg-Ventils 71 beendet, wobei der obere Membranraum bzw. ventilabgewandte Raum 20 über eine Rücklauflei ung 77 in den Tank 28 entlastet wird. Eine Dros¬ sel 90. in der Rücklaufleitung 77 begrenzt die Schließgeschwin¬ digkeit des Ventils 16.
Beim Schließvorgang verdrängt der Dosierkolben 66' eine dem jeweiligen Hub entsprechende Kraftstoffmenge, die über das Rückschlagventil 32 in den Gasspeicher 4 eingespritzt wird. Die. Einspritzung wird durch die Kraft der Schließfeder 15 und den auf den Ventilschaftquerschnitt wirkenden Gasdruck bewerkstelligt. Die beschriebene Funktionsweise kann durch entsprechende Umgestaltung des Dosierkolbens 66' so ab¬ gewandelt werden, daß die Einspritzung anstatt während des Schließens während des Öffnens des Ventils erfolgt. Die erste Version wird vor allem bei Motoren angewandt, die strenge Emissionsbestimmungen zu erfüllen haben, da durch die Vorlage¬ rung des Kraftstoffes im Gasspeicher 4 die Kohlenwasser¬ stoffemissionen im Abgas sinken. Letztere Version ergibt bei Hoσhleitungsmotoren eine bessere Innenkühlung, da die Ver- damμfungswärme des direkt in den Zylinder gelangenden Kraft¬ stoffes unmittelbar der Zylinderladung entzogen wird.
Der für den jeweiligen Betriebszustand erforderliche maximale Ventilhub ist durch die Ventilhubgeschwindigkeit und die Öff¬ nungsdauer bestimmt, die durch die Elektronik über das Magnet¬ ventil 71 gesteuert wird. In Fig. 13 sind der Verlauf des Ven- tilhubes s und der Einspritzmenge ß über dem Kurbelwinkel α dargestellt. Die Einspritzung erfolgt während des Schließhubes der Nadel und endet mit dem Aufsetzen des Ventiltellers am Ventilsitz, unabhängig von der eingespritzten Menge. Der Einspritzbeginn und damit die Einspritzmenge, ist durch die Neigung ^ der Offnungsgeraden a und j«- der Schließgeraden b sowie der Öffnungsdauer des Ventils vom Einblasebeginn EB bis Einblaseende EE bestimmt. Die Einspritzrate ist durch die Nei¬ gung p* der Schließgeraden b bestimmt, die durch die Schließfe- derkraft die Gaskraft auf den Ventilschaftquerschnitt und den Querschnitt der Drossel 90 gegeben ist.
In einer weiteren Ausführung ist in Fig. 14, wie bereits erwähnt, der Durchflußregler durch einen Druckregler 88 im Nebenstrom ersetzt. Dieser bestimmt im Zusammenwirken mit der Drossel 90 und dem Gegendruck im unteren Membranraum 92 die Neigung δ" der Offnungsgeraden a in Fig. 13. Die Druckbe¬ aufschlagung des unteren Membranraumes ersetzt die Schließfe¬ der 15 in Fig. 12. Damit ist bei einem Mehrzylindermotor auto¬ matisch eine Gleichstellung der Schließkraft und damit der Neigung μ- der Schließgeraden b aller Ventile unabhängig von Toleranzen der Federkräfte erreicht. Dies ist von großer Be¬ deutung für die Gleichstellung der Einspritzmenge der einzel¬ nen Zylinder. Das Ventil 94 regelt den Druck im unteren Mem¬ branraum 92 beim Öffnungshub des Ventils 16 und damit für alle Ventile gleichzeitig die Neigung cf der Offnungsgeraden a. In allen anderen Details entspricht die Funktionsweise jener der Einrichtung nach Fig. 12.
Der generelle Vorteil der Niederdrucktechnologie liegt in der Verbilligung des Gesamtsystems durch den Wegfall teurer Komponenten, wie der Stempelpumpe und der Hochdruck-Ma¬ gnetventile. Die Dosiereinrichtung über einen Kolben sichert dabei eine sehr genaue Dosierung der einzuspritzenden Kraft¬ stoffmenge unabhängig von etwaigen Toleranzen in den Durch- flußeigensσhaften oder Schaltzeiten der Magnetventile, sodaß die Herstellungskosten letzterer ebenfalls reduziert werden können.
Fig. 15 zeigt die vereinfachte Darstellung eines Ein- blaseventils 2 wie oben beschrieben. Es besteht aus dem Ven¬ til 16, welches mit seinem Schaft 17 in einem zweiteiligen Ge¬ häuse 13 verschiebbar gelagert ist. Das Ventil 16 wird von seiner Schließfeder 15 in Schließposition gehalten. Der venti- iabgewandte Raum 20 wird mit Kraftstoffdruck beaufschlagt, wo¬ durch das Ventil 16 öffnet. Der Gasspeicher 4 bzw. der ventil- abgewandte Raum 18 ist gegen den oberen Druckraum 20 durch eine elastomere Dichtung 95 (z. B. O-Ring) abgedichtet. Zum Schutz dieser Dichtung vor den hohen Gastemperaturen wird der in den Gasspeicher 4 einzuspritzende Kraftstoff unmittelbar unter der Dichtung 95 in einem konzentrisch zum Ventil- schaft 17 angeordneten Ringspalt 94 der Ventilführung einge¬ spritzt. Der Kraftstoff gelangt durch diesen Ringspalt 94 in den Gasspeicher 4, wo er verdampft. Durch die Enge des Spaltes wird der Gaszutritt zur Dichtung 95 entgegen der Strömungs- riσhtung des Kraftstoffes verhindert, sodaß praktisch keine Verschmutzung oder Überhitzung der Dichtung auftreten kann.
Eine weitere Ausführung der Ventilsσhaftdichtung bezieht sich auf Ausführungen des Einblasesystems nach Fig. 1 bis 6 mit ,rFolgesteuerung" . Dabei wird, wie erwähnt, durch Be¬ aufschlagung des ventilabgewandten Raumes 20 und damit des wirksamen Querschnittes der Ventilnadel, das Ventil 16 bis zu seinem Anschlag geöffnet. In der Folge steigt der Druck weiter über den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 32 an und es wird Kraftstoff in den Gasspeicher eingespritzt. Das Rückschlagven¬ til 32 kann nun durch eine in Fig. 16 dargestellte Dichtung 96 ersetzt werden, die von unten nach oben gegen einen hohen Druck und von oben nach unten gegen einen wesentlich geringe¬ ren: Druck abdichtet. Bei Überschreiten des zur Öffnung des Ventils notwendigen Kraftstoffdruσkes nach Anschlag des Ven¬ tils bei voller Öffnung wird die z. B. durch eine Schlauch- feder 98 eingestellte radiale Dichtkraft F^ an der Dicht- lippe 97 überschritten, und es kommt zum Überströmen von Kraftstoff. Dabei erhöht sich die Diσhtkraft auf Fr+ lFr, so¬ daß sich ein Gleichgewicht bei der radialen Spaltweite W ein¬ stellt. Die Spaltweite W liegt im Bereich von tausendstel bis zu wenigen hundertstel mm, sodaß die Dichtung 96 eine große Anzahl von Lastspielen ohne Verschleiß ertragen kann. Nach er¬ folgter Einspritzung bei Druckabfall im ventilabgewandten Raum 20 schließt die Dichtlippe 97 wieder, sodaß kein Rück- strömen von Gasen erfolgen kann.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei verdichtetes Gas während eines Arbeitszyklus aus dem Zylinder entnommen, zwischen¬ gespeichert und im darauffolgenden Arbeitszyklus zusammen mit dem Kraftstoff in den Zylinder eingebla¬ sen wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Schritte:
a) zeitlich steuerbare Entnahme einer kleinen Menge, insbesondere 2 bis 6 cm3 verdichteten heißen Gases über ein in den Brennraum des Zylinders öffnendes Ventil,
b) Speiσherung des entnommenen heißen Gases, in einem Ventilraum des Ventils,
c) Einspritzen von Kraftstoff in das heiße Gas,
d) Einblasen des gespeicherten Kraftstoff-Gasgemisches durch das in den Zylinder öffnende Ventil.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Kraftstoffpumpe zuerst das Einblasen des im vorangegangenen Zyklus gebildeten Kraftstoff-Gasgemisches bewerkstelligt wird und sodann mit einem höheren Kraft¬ stoffdruck das Einspritzen des Kraftstoffes in das ge¬ speicherte heiße Gas erfolgt.
3. Einrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer Pumpe- zur Förderung des Kraftstoffes, einer Einheit zur Entnahme von verdichtetem Gas aus dem Zylinder, einem Gasspeicher zur Speicherung des Gases sowie einer Einheit zum Einblasen des Gases und des geförderten Kraftstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einblaseventii (2) mit einem ventilseitigen (18) und einem ventilabgewandten Raum (20) als Entnahme- und Einblaseeinheit vorgesehen ist, dessen in den Brennraum (3) der Brennkraftmaschine öffnendes Ventil (16) den Gasaustausch zwischen dem Brennraum (3) und dem ventilseitigen Raum (18) steuert, wobei der ventilseitige Raum (18) als Gasspeicher (4) für aus dem Brennraum (3) entnehmbare Gase dient, daß das Ventil (16) über ein den ventilabgewandten Raum (20) begrenzendes Antriebs- organ (14; 87) betätigbar ist, sowie daß der ventilseitige Raum (18) über zumindest ein Rückschlagventil (32; 96) mit dem ventilabgewandten Raum (20) verbunden ist, in welchen eine Druckerzeugungseinheit (5; 5' ) Kraftstoff fördert.
4-.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem ventilabgewandten Raum (20) über eine Druck¬ leitung (35) verbundene Kolbenpumpe (5) vorgesehen ist, deren Pumpenraum über ein Magnetventil (60) mit dem Kraftstofftank (28) in Verbindung steht.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Magnetventil (61) vorgesehen ist, welches in einer zusätzlichen, den Kraftstofftank (28) mit der Druckleitung (35) verbindenden Kraftstoffleitung (62) an¬ geordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der zusätzlichen Kraftstoffleitung (62) ein Rück¬ schlagventil (63) angeordnet ist, über welches über¬ schüssige Kraftstoffmengen in den Kraftstofftank (28) zu¬ rückfließen.
T- Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (60) beispielsweise durch pulslängen- moduliertes Austakten der am Elektromagneten des Magnet- ventiles (60) anliegenden Spannung mit zumindest zwei verschiedenen Stromstärken ansteuerbar ist, wodurch zu¬ mindest zwei unterschiedliche Druckniveaus erzielbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben- oder Konstantförderpumpe (5; 5' ) in Verbin¬ dung mit einer hydraulischen Dosiereinrichtung (64) vor¬ gesehen ist, daß die Dosiereinrichtung (64) einen in einem Gehäuse (65) geführten Dosierkolben (66) aufweist, welcher in einen im Gehäuse (65) angeordneten antriebsseitigen Raum (67) und in einen Dosierraum (68) eintaucht, wobei dessen durch zwei Anschläge definierter Hub die einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmt, daß der Do¬ sierraum (68) über eine Druckleitung (35) mit dem ventil¬ abgewandten Raum (20) des Einblaseventils (2) und der an¬ triebsseitige Raum (67) über ein Magnetventil (71) mit dem Ausgang der Kolben- oder Konstantförderpumpe (5; 5' ) verbunden ist, sowie daß zum Füllen des Dosierraumes (68) eine von der Pumpe (5; 5' ) ausgehende in die Druck¬ leitung (35) mündende und mit einem Rückschlagventil (76) versehene Leitung (75) vorgesehen ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Konstantförderpumpe (5' ), beispiels¬ weise einer Rollenzellen- oder Zahnradpumpe der in den antriebsseitigen Raum (67) der Dosiervorrichtung (64) eintauchende Teil des Dosierkolbens (66) eine größere Druckangriffsfläche Ai aufweist als jener Teil mit der Fläche A2, der den Dosierraum (68) begrenzt, sodaß eine hydraulische Verstärkung des Einspritzdruckes im Verhält¬ nis A1/A2 erzielbar ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige Raum (67) durch eine den Dosierkol¬ ben (66) antreibende, mit Systemdruck beaufschlagte Mem¬ bran (69) begrenzt ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige Raum (67) durch eine den Dosierkol¬ ben (66) antreibende Membran (69) in eine Ringkammer (73), in welche die Zuleitung (72) vom Magnetventil (71) mündet und in eine Federkammer zur Aufnahme der Einspritzfeder (78) unterteilt ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der den Hub des Dosierkol¬ bens (66) begrenzenden Anschläge variabel ist und bei- spielsweise durch einen mit einem Stellmotor zusammenwir¬ kenden Exzenter (70) realisiert ist.
13." Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung zum antriebsseitigen Raum (67) der Dosiereinrichtung (64) eine vorzugsweise elektrisch betä¬ tigbare Durchflu regeleinheit (79) angeordnet ist, über welche die Hubgeschwindigkeit des Ventils (16) im Einbla¬ seventii (2) steuerbar ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) des Einblaseventils (2) zur Realisierung eines variablen Ventilhubes einen Absatz- (80) aufweist, welcher mit der Wand des Gehäuses (13) einen Ringraum (81) bildet, wobei der Absatz (80) in Schließrichtung des Ventils (16) mit Druck beaufschlagbar ist, sowie daß der Ringraum (81) unter Zwischenschaltung eines Rück¬ schlagventils (82) einerseits mit dem ventilabgewandten Raum (20) und andererseits über das Rückschlagventil (32) mit dem ventilseitigen Raum (18) in Verbindung steht.
15. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) des Einblaseventils (2) zur Realisierung eines variablen Ventilhubes einen Absatz (83) aufweist, welcher mit der Wand des Gehäuses einen Ringraum (81) bildet, wobei der Absatz. (83) in Offnungsrichtung des Ventils (16) mit Druck beaufschlagbar ist, sowie daß der Ringraum (81) unter Zwischenschaltung eines Rückschlag¬ ventils (82) einerseits mit der Druckleitung (35) und an¬ dererseits über das Rückschlagventil (32) mit dem ventilseitigen Raum (18) in Verbindung steht.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druck- oder Zugfeder (15) des Einblaseventils (2) in einer vom ventilseitigen Raum (18) durch eine Zwischenwand (84) getrennten Federkammer (85, 85' ) angeordnet ist, wobei die Zwischenwand (84) eine Öffnung für den Ventilschaft (17) aufweist.
L7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen des Ventils (16) aus- schließlich der den Ventilquerschnitt beaufschlagend Gasdruck im Brennraum (3) der Brennkraftmaschine dient.
18. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (13) des Einblaseventils (2) eine Dosierein¬ richtung (64' ) mit einem Dosierraum (68' ) angeordnet ist, deren Dosierkolben (66' ) koaxial zum Kolben (14) des Ein¬ blaseventils (2) angeordnet und mit diesem im Eingrif steht, daß der ventilabgewandte Raum (20) des Einblase¬ ventils (2) gleichzeitig als antriebsseitiger Raum de Dosiereinrichtung (64' ) dient, daß der Dosierraum (68' ) einerseits über ein Reduzierventil (86) mit dem ventilab¬ gewandten Raum (20) und anderseits über ein Rück¬ schlagventil (32) mit dem ventilseitigen Raμm (18) i Verbindung steht, sowie daß der ventilabgewandte Raum (20) mit der KraftstoffZuleitung (35) aus der Druckerzeu¬ gungseinheit verbunden ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinheit aus einer Konstantförder¬ pumpe (5' ), einer nachgeschalteten elektronisch angesteu¬ erten Durchflußregeleinheit (79), sowie einem pumpenaus- trittsseitig angeordneten Druckbegrenzungsventil (74) be¬ steht, wobei ein Dreiwegmagnetventil (71) vorgesehen ist, welches den ventilabgewandten Raum (20) in einer Stellung mit der Durchflußregeleinheit (79) und in einer anderen Stellung mit einer Rückflußleitung (77) in den Kraft¬ stofftank (28) verbindet.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (35) zwischen der Durchflußregelein¬ heit (79) und dem Dreiwegmagnetventil (71), sowie in der Rückflußleitung (77) zum Kraftstofftank (28) jeweils eine fixe Drossel (89, 90) angeordnet ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der seriell geschalteten Durchflußregelein¬ heit (79) eine parallel zur Konstantförderpumpe (5' ) ange¬ ordnete elektronisch angesteuerte Druckregeleinheit (88) angeordnet ist.
22.. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der ventilabgewandte Raum (20) des Einblaseventils (2) ventilseitig durch eine normal zur Ventilachse angeordnete Membran (87) begrenzt ist, welche einerseits den Dosierkolben (66' ) und andererseits das Einblaseventii (2) antreibt.
Z3. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Membranraum (92) über eine eigene von der Kon¬ stantförderpumpe ausgehende Druckleitung (93) mit Druck beaufschlagbar ist.
1A- Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die in den ventilseitigen Raum (18) des Einblaseventils (2) führende Verbindungsleitung (37) in einen konzentrisch zum Ventilschaft (17) angeordneten Ringspalt (94) mündet, aus welchem der Kraftstoff in Rich¬ tung Ventil (16) in den Gasspeicher (4) austritt.
Z5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der ventilabgewandte Raum (20) mit dem ventilseitigen Raum (18) über einen durchgehenden, zum Ventilschaft (17) konzentrisch angeordneten Ringspalt (94) verbunden ist, wobei in einer Erweiterung des Ringspaltes (94) eine den Ventilschaft (17) umschließende Dichtung mit einem Vorspannelement, z. B. einer Schlauch¬ feder (98) als Rückschlagventil angeordnet ist.
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