EP0657643B1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0657643B1
EP0657643B1 EP94113011A EP94113011A EP0657643B1 EP 0657643 B1 EP0657643 B1 EP 0657643B1 EP 94113011 A EP94113011 A EP 94113011A EP 94113011 A EP94113011 A EP 94113011A EP 0657643 B1 EP0657643 B1 EP 0657643B1
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EP
European Patent Office
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valve
pressure
space
injection device
fuel injection
Prior art date
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EP94113011A
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English (en)
French (fr)
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EP0657643A3 (de
EP0657643A2 (de
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Mueller
Jaroslaw Dipl.-Ing. Hlousek
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0657643A3 publication Critical patent/EP0657643A3/de
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0007—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means
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    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for Internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a fuel injector known from FR-A-2 449 795 this type promotes a high pressure fuel pump Fuel from a low-pressure chamber into a high-pressure collection chamber, of the high pressure lines with the individual, protruding into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied Injector is connected, this common pressure storage system by a pressure control device on a particular one Pressure is maintained.
  • a pressure control device on a particular one Pressure is maintained.
  • an electrically controlled control valve in the high pressure lines used that with its opening and closing the High-pressure fuel injection on the injection valve controls.
  • the Control valves on the injection valves are solenoid valves executed the connection of the at the start of injection Open the high pressure line with the injection valve and open it on Close the injection end again.
  • the control valve has a piston-shaped valve member with two facing away from each other Valve surfaces with corresponding fixed valve seats work together.
  • control valves on the known fuel injection devices have the disadvantage that they immediately release the entire opening cross section at the beginning of the injection, so that already at the start of the injection a large amount of fuel reaches the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied, which there, in a known manner, leads to high pressure peaks Start of combustion leads.
  • the known control valves have the disadvantage that their valve members are acted upon on one side by the high delivery pressure in the open position, so that large actuating forces are necessary to close the control valves at the end of the injection, which can only be achieved with large actuating magnets or return springs. It is therefore not sufficiently possible with control valves of the known fuel injection devices to carry out an injection curve shaping on the injection valve.
  • the fuel injection device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the course of the injection can be shaped by the design of the control valve, in particular at the beginning and end of injection. This is achieved there in a structurally simple manner by arranging a damping space formed when the flat seat valve is open, between the flat valve sealing surface on the collar and the flat valve seat interacting with it, this damping space in each case via a throttle section with a relief space and with the pressure line to the injection valve at all times connected pressure chamber is connectable.
  • the throttled outflow of fuel from the damping chamber enables a delayed opening movement of the valve member on the conical valve seat, which opens the connection between the high-pressure line and the injection valve, at the beginning of the injection, this delay being adjustable via the dimensioning of the throttle cross-section in the relief duct.
  • a small part of the delivery volume can flow into the relief channel via the throttle cross-section on the circumferential surface of the federal government at the start of injection when the flat seat valve is not yet fully closed, which also contributes to a reduction in the initial injection pressure and thus the injection amount at the start of injection.
  • the injection end can be influenced by the design of the throttle cross-section of the throttle upstream of the flat valve seat at the collar, the outflow quantity being at least so large that a rapid pressure drop in the injection valve below the injection pressure and thus reliable closing is ensured.
  • a further advantage is achieved by decoupling the injection valve from the high system pressure in the high-pressure line, it being possible to set the outflow quantity and thus the residual pressure remaining at the injection valve via the throttle cross section at the collar of the valve member.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the fuel injection device with a longitudinal section through the control valve and the injection valve.
  • a high-pressure fuel pump 1 is connected on the suction side to a fuel-filled low-pressure chamber 5 via a fuel supply line 3 and on the pressure side to a high-pressure collecting chamber 9 via a delivery line 7.
  • High-pressure lines 13 lead from the high-pressure plenum 9 to the individual injection valves 15 projecting into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied, an electric control valve 17 being inserted in each injection valve 15 into the respective high-pressure line 13 to control the injection process.
  • a further pressure storage space 19 is provided in each high-pressure line 13 between the high-pressure collecting space 9 and the control valve 17 and is integrated in a housing 21 of the control valve 17.
  • the control valve 17 is designed as a 3/2-way valve, the piston-shaped valve member 23 of which is actuated by an electric actuating magnet 29 acting on its one end, counter to a compression spring which is supported on the valve member 23 between the housing 21 and a spring plate 25.
  • the piston-shaped valve member 23 has two axial sealing surfaces facing away from one another, of which a first conical sealing surface 31 is arranged on an annular web 33 and cooperates with a conical valve seat 35.
  • first annular groove 37 on the valve member 23 which is delimited on its side facing away from the annular web 33 by a collar 39 which, on the other hand, adjoins a reduced-diameter piston skirt, the remaining axial annular surface on the side of the collar 39 facing the piston skirt 41 forms a second, flat sealing surface 43 on the valve member 23, which cooperates with a flat valve seat 47 surrounding a bore 45.
  • the collar 39 and the ring web 33 are arranged in a pressure chamber 49 delimited by the conical valve seat 35 and flat valve seat 47, which is designed such that it has only a slight clearance to the circumferential surface of the valve member 23 in the region of the collar 39 and thus a throttle section 51 for the fuel flowing from the pressure chamber 49 in the direction of the flat valve seat 47.
  • a damping space 53 is formed between the flat sealing surface 43 on the collar 39 and the flat valve seat 47 when the flat seat valve is open and can be connected via a relief channel 55 to a spring space 57 receiving the compression spring 27.
  • This relief channel 55 is formed by the remaining play between the wall of the bore 45 and the piston skirt 41 guided therein, the passage cross section of the relief channel 55 being so small that the fuel flowing through is throttled, and this throttling section 51 downstream also throttling can be done directly on the flat valve seat 47.
  • a second annular groove 59 on the valve member 23 which, together with the wall of a guide bore 63, forms an annular space 60 into which the high-pressure line 13 opens.
  • the second annular groove 59 which has the same diameter as the first annular groove 37, is delimited at its end facing away from the annular web 33 by a guide piston part 61 which is sealingly guided in the guide bore 63 and which, with its end face facing away from the annular groove 59, delimits a relief space 65 which is connected to the low-pressure chamber 5 via a return line 67.
  • a through bore 69 is provided in the valve member 23, which is cut by a transverse bore 71 in the region of the piston skirt 41 and via which the fuel can flow out of the relief channel 55 into the relief chamber 65.
  • the outer diameter of the collar 39 is of the same size as the diameter of the guide piston part 61.
  • the injection valve 15 arranged at right angles to the axis of the valve member 23 has, in a known manner, a piston-shaped valve member 79 acted upon in the closing direction by a valve spring 77, which projects with a pressure shoulder 81 into a pressure chamber 75, which via a pressure line 73 constantly communicates with the pressure chamber 49 on the control valve 17 is connected, the pressure in the pressure chamber 75 acting on the valve member 79 in the opening direction.
  • An injection channel 83 leads from the pressure chamber 75 along the valve member 79 to one or more injection openings 85 of the injection valve 15, which are controlled by the sealing surface at the tip of the valve member 79, into the combustion chamber, not shown, of the internal combustion engine to be supplied.
  • the fuel injection device according to the invention works in the following way.
  • the high-pressure fuel pump 1 conveys the fuel from the low-pressure chamber 5 into the high-pressure collection chamber 9 and thus builds up a high-pressure fuel in the latter. This high fuel pressure continues via the high-pressure lines 13 into the annular space 60 of the individual control valves 17 on the injection valves 15 and also fills the respective pressure storage spaces 19.
  • the actuating magnet 29 on the control valve 17 is de-energized, so that the compression spring 27 holds the valve member 23 with the conical sealing surface 31 in contact with the conical valve seat 35, so that the connection between the annular space 60 under high fuel pressure and the pressure space 49 permanently connected to the pressure line 73 to the injection valve 15 is closed and the connection from the pressure space 49 is opened in the relief channel 55.
  • the actuating magnet 29 is energized and displaces the valve member 23 of the control valve 17 against the restoring force of the compression spring 27 until it rests with its flat valve sealing surface 43 on the flat valve seat 47.
  • the opening movement of the valve member 23 can be delayed when opening the connection from the high-pressure line 13 to the injection valve 15 through the cross section of the relief channel 55, via which the fuel located in the damping chamber 53 at the beginning of the opening movement flows out towards the relief chamber 65.
  • the actuating magnet 29 is again de-energized and the compression spring 27 brings the pressure-compensated valve member 23 of the control valve 17 back into contact with the conical valve seat 35.
  • the opening cross-section on the flat valve seat 47 is opened and the opening is high Pressure fuel relaxes from the pressure line 73 via the pressure chamber 49, the relief channel 55 and the transverse and longitudinal bores 71, 69 in Valve member 23 in the relief chamber 65, from where the fuel flows out via the return line 67 into the low pressure chamber 5.
  • the course of the pressure relief of the pressure line 73 or the injection valve 15 is determined by the degree of throttling at the throttle section 51, the passage cross section of which is at least so large that a rapid drop in the pressure below the closing pressure of the injection valve 15 and thus a reliable closing of the injection valve 15 is ensured.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer aus der Schrift FR-A-2 449 795 bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Art fördert eine Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff aus einem Niederdruckraum in einen Hochdrucksammelraum, der über Hochdruckleitungen mit den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen verbunden ist, wobei dieses gemeinsame Druckspeichersystem durch eine Drucksteuereinrichtung auf einem bestimmten Druck gehalten wird. Zur Steuerung der Einspritzzeiten und Einspritzmengen an den Einspritzventilen, ist an diesen jeweils ein elektrisch gesteuertes Steuerventil in die Hochdruckleitungen eingesetzt, das mit seinem Öffnen und Schließen die Kraftstoffhochdruckeinspritzung am Einspritzventil steuert. Die Steuerventile an den Einspritzventilen sind dabei als Magnetventile ausgeführt, die zum Einspritzbeginn die Verbindung der Hochdruckleitung mit dem Einspritzventil aufsteuern und diese am Einspritzende wieder verschließen. Dabei weist das Steuerventil ein kolbenförmiges Ventilglied mit zwei einander abgewandten Ventilflächen auf, die mit entsprechenden ortsfesten Ventilsitzen zusammenwirken.
Die Steuerventile weisen an den bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen jedoch den Nachteil auf, daß sie am Beginn der Einspritzung sofort den gesamten Öffnungsquerschnitt freigeben, so daß bereits am Einspritzbeginn eine große Kraftstoffmenge in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine gelangt, die dort in bekannter Weise zu hohen Druckspitzen am Beginn der Verbrennung führt. Desweiteren weisen die bekannten Steuerventile den Nachteil auf, daß deren Ventilglieder in Öffnungsstellung einseitig vom hohen Förderdruck beaufschlagt sind, so daß zum Schließen der Steuerventile am Ende der Einspritzung große Stellkräfte notwendig sind, die sich nur mit großbauenden Stellmagneten bzw. Rückstellfedern erreichen lassen.
Es ist somit mit Steuerventilen der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen nicht ausreichend möglich, eine Einspritzverlaufsformung am Einspritzventil vorzunehmen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Einspritzverlauf durch die Ausgestaltung des Steuerventils insbesondere am Einspritzbeginn und -ende formbar ist.
Dies wird dort in konstruktiv einfacher Weise durch die Anordnung eines bei geöffnetem Flachsitzventil gebildeten Dämpfungsraumes zwischen der flachen Ventildichtfläche am Bund und dem mit diesem zusammenwirkenden flachen Ventilsitz erreicht, wobei dieser Dämpfungsraum jeweils über eine Drosselstrecke mit einem Entlastungsraum sowie mit dem ständig mit der Druckleitung zum Einspritzventil verbundenen Druckraum verbindbar ist. Das gedrosselte Abströmen von Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum ermöglicht dabei am Beginn der Einspritzung eine verzögerte Öffnungsbewegung des Ventilgliedes am konischen Ventilsitz, der die Verbindung zwischen Hochdruckleitung und Einspritzventil aufsteuert, wobei sich diese Verzögerung über die Dimensionierung des Drosselquerschnittes im Entlastungskanal einstellen läßt. Zudem kann über den Drosselquerschnitt an der Umfangsfläche des Bundes am Beginn der Einspritzung bei noch nicht vollständig geschlossenem Flachsitzventil ein geringer Teil der Fördermenge in den Entlastungskanal abströmen, was ebenfalls zu einer Senkung des Anfangseinspritzdruckes und somit der Einspritzmenge am Beginn der Einspritzung beiträgt.
Das Einspritzende läßt sich über die Auslegung des Drosselquerschnittes der dem Flachventilsitz vorgeschalteten Drossel am Bund beeinflussen, wobei die Abströmmenge wenigstens so groß ist, daß ein rascher Druckabfall im Einspritzventil unter den Einspritzdruck und somit ein sicheres Schließen gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil wird durch die Abkoppelung des Einspritzventils vom hohen Systemdruck in der Hochdruckleitung erreicht, wobei sich über den Drosselquerschnitt am Bund des Ventilgliedes die Abströmmenge und somit der am Einspritzventil verbleibende Restdruck einstellen läßt.
Durch die Anordnung einer Ringnut zwischen dem Ringsteg und dem Bund am Ventilglied und der Auslegung dieser Nut mit dem gleichen Durchmesser wie die zweite andererseits an den Ringsteg angrenzende Ringnut sowie die den gleichen Außendurchmesser tragenden Ringsteg und Bund ist es in vorteilhafter Weise möglich, sowohl bei geöffneter Verbindung zwischen Hochdruckleitung und Einspritzventil, als auch bei zugesteuertem Steuerventil einen Druckausgleich am Ventilglied des Steuerventils zu erreichen, was die benötigten Stellkräfte des Steuerventils erheblich reduziert.
Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung eines zusätzlichen Druckspeicherraumes an jedem Einspritzventil erreicht, über dessen Auslegung sich der Einspritzverlauf während des Einspritzvorganges formen läßt. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigt die Figur 1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Längsschnitt durch das Steuerventil und das Einspritzventil.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bei der in der Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe 1 saugseitig über eine Kraftstoffzuführungsleitung 3 mit einem kraftstoffgefüllten Niederdruckraum 5 und druckseitig über eine Förderleitung 7 mit einem Hochdrucksammelraum 9 verbunden. Vom Hochdrucksammelraum 9 führen Hochdruckleitungen 13 zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen 15 ab, wobei zur Steuerung des Einspritzvorganges jeweils ein elektrisches Steuerventil 17 an jedem Einspritzventil 15 in die jeweilige Hochdruckleitung 13 eingesetzt ist. Desweiteren ist in jeder Hochdruckleitung 13 zwischen Hochdrucksammelraum 9 und Steuerventil 17 ein weiterer Druckspeicherraum 19 vorgesehen, der in ein Gehäuse 21 des Steuerventils 17 integriert ist.
Das Steuerventil 17 ist als 3/2 Wegeventil ausgeführt, dessen kolbenförmiges Ventilglied 23 von einem auf seine eine Stirnseite, entgegen einer sich zwischen Gehäuse 21 und einem Federteller 25 am Ventilglied 23 abstützende Druckfeder wirkenden elektrischen Stellmagneten 29 betätigt wird.
Dabei weist das kolbenförmige Ventilglied 23 zwei einander abgewandte axiale Dichtflächen auf, von denen eine erste konische Dichtfläche 31 an einem Ringsteg 33 angeordnet ist und mit einem konischen Ventilsitz 35 zusammenwirkt. An die der konischen Ventildichtfläche 31 abgewandte Seite des Ringsteges 33 schließt sich eine erste Ringnut 37 am Ventilglied 23 an, die auf ihrer dem Ringsteg 33 abgewandten Seite von einem Bund 39 begrenzt wird, der sich andererseits an einen im Durchmesser verringerten Kolbenschaft anschließt, wobei die verbleibende axiale Ringfläche auf der dem Kolbenschaft 41 zugewandten Seite des Bundes 39 eine zweite, flache Dichtfläche 43 am Ventilglied 23 bildet, die mit einem eine Bohrung 45 umgebenden Flachventilsitz 47 zusammenwirkt. Der Bund 39 und der Ringsteg 33 sind dabei in einem vom konischen Ventilsitz 35 und Flachventilsitz 47 begrenzten Druckraum 49 angeordnet, der so ausgeführt ist, daß er im Bereich des Bundes 39 am Ventilglied 23 nur ein geringes Spiel zu dessen Umfangsfläche aufweist und so eine Drosselstrecke 51 für den vom Druckraum 49 in Richtung Flachventilsitz 47 strömenden Kraftstoff bildet. An diese Drosselstrecke 51 anschließend ist bei geöffnetem Flachsitzventil ein Dämpfungsraum 53 zwischen der flachen Dichtfläche 43 am Bund 39 und dem Flachventilsitz 47 gebildet, der über einen Entlastungskanal 55 mit einem die Druckfeder 27 aufnehmenden Federaum 57 verbindbar ist. Dieser Entlastungskanal 55 ist dabei durch das verbleibende Spiel zwischen der Wand der Bohrung 45 und dem darin geführten Kolbenschaft 41 gebildet, wobei der Durchtrittsquerschnitt des Entlastungskanals 55 dabei so klein ausgeführt ist, daß der durchströmende Kraftstoff gedrosselt wird, wobei diese der Drosselstrecke 51 nachgeschaltete Drosselung auch direkt am Flachventilsitz 47 erfolgen kann.
An das dem Ringsteg 33 abgewandte Ende der konischen Ventildichtfläche 31 schließt sich eine zweite Ringnut 59 am Ventilglied 23 an, die zusammen mit der Wand einer Führungsbohrung 63 einen Ringraum 60 bildet, in den die Hochdruckleitung 13 mündet. Die den gleichen Durchmesser wie die erste Ringnut 37 aufweisende zweite Ringnut 59 wird an ihrem dem Ringsteg 33 abgewandten Ende von einem Führungskolbenteil 61 begrenzt, der dichtend in der Führungsbohrung 63 geführt ist und der mit seiner der Ringnut 59 abgewandten Stirnseite einen Entlastungsraum 65 begrenzt, der über eine Rücklaufleitung 67 mit dem Niederdruckraum 5 verbunden ist. Dabei ist im Ventilglied 23 eine Durchgangsbohrung 69 vorgesehen, die von einer Querbohrung 71 im Bereich des Kolbenschaftes 41 geschnitten wird und über die der Kraftstoff aus dem Entlastungskanal 55 in den Entlastungsraum 65 abströmen kann.
Um in jeder Ventilgliedstellung des Steuerventils 17 einen Druckausgleich am Ventilglied 23 zu gewährleisten ist der Außendurchmesser des Bundes 39 gleich groß dem Durchmesser des Führungskolbenteils 61 ausgeführt.
Das rechtwinklig zur Achse des Ventilgliedes 23 angeordnete Einspritzventil 15 weist in bekannter Weise ein von einer Ventilfeder 77 in Schließrichtung beaufschlagtes kolbenförmiges Ventilglied 79 auf, das mit einer Druckschulter 81 in einen Druckraum 75 ragt, der über eine Druckleitung 73 ständig mit dem Druckraum 49 am Steuerventil 17 verbunden ist, wobei der Druck im Druckraum 75 das Ventilglied 79 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Vom Druckraum 75 führt ein Einspritzkanal 83 entlang des Ventilgliedes 79 zu einer oder mehreren von der Dichtfläche an der Spitze des Ventilgliedes 79 gesteuerten Einspritzöffnungen 85 des Einspritzventils 15 in den nicht näher dargestellten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung arbeitet in folgender Weise.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 fördert den Kraftstoff aus dem Niederdruckraum 5 in den Hochdrucksammelraum 9 und baut so in diesem einen Kraftstoffhochdruck auf. Dieser Kraftstoffhochdruck setzt sich über die Hochdruckleitungen 13 bis in den Ringraum 60 der einzelnen Steuerventile 17 an den Einspritzventilen 15 fort und befüllt dabei auch die jeweiligen Druckspeicherräume 19. Im Ruhezustand, also bei geschlossenem Einspritzventil 15 ist der Stellmagnet 29 am Steuerventil 17 stromlos geschaltet, so daß die Druckfeder 27 das Ventilglied 23 mit der konischen Dichtfläche 31 in Anlage am konischen Ventilsitz 35 hält, so daß die Verbindung zwischen dem unter Kraftstoffhochdruck stehenden Ringraum 60 und dem ständig mit der Druckleitung 73 zum Einspritzventil 15 verbundenen Druckraum 49 verschlossen und die Verbindung vom Druckraum 49 in den Entlastungskanal 55 geöffnet ist.
Soll eine Einspritzung am Einspritzventil 15 erfolgen, wird der Stellmagnet 29 bestromt und verschiebt das Ventilglied 23 des Steuerventils 17 entgegen der Rückstellkraft der Druckfeder 27 bis zur Anlage mit seiner flachen Ventildichtfläche 43 an den Flachventilsitz 47. Dabei wird die Verbindung des Druckraumes 49 zum Entlastungskanal 55 verschlossen und zur Druckleitung 73 aufgesteuert, so daß sich der Kraftstoffhochdruck nun vom Ringraum 60 über den Druckraum 49 und die Druckleitung 73 zum Druckraum 75 des Einspritzventils 15 fortsetzt und dort über das Abheben des Ventilgliedes 79 von seinem Ventilsitz in bekannter Weise die Einspritzung an den Einspritzöffnungen 85 erfolgt. Dabei läßt sich die Öffnungsbewegung des Ventilgliedes 23 beim Aufsteuern der Verbindung von der Hochdruckleitung 13 zum Einspritzventil 15 durch den Querschnitt des Entlastungskanals 55 verzögern, über den der im Dämpfungsraum 53 am Beginn der Öffnungsbewegung befindliche Kraftstoff in Richtung Entlastungsraum 65 abströmt.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird der Stellmagnet 29 erneut stromlos geschaltet und die Druckfeder 27 bringt das auch in geöffnetem Zustand druckausgeglichene Ventilglied 23 des Steuerventils 17 wieder in Anlage an den konischen Ventilsitz 35. Dabei wird der Öffnungsquerschnitt am Flachventilsitz 47 aufgesteuert und der unter hohem Druck stehende Kraftstoff entspannt sich aus der Druckleitung 73 über den Druckraum 49, den Entlastungskanal 55 und die Quer- und Längsbohrungen 71, 69 im
Ventilglied 23 in den Entlastungsraum 65, von wo der Kraftstoff über die Rücklaufleitung 67 in den Niederdruckraum 5 abströmt.
Dabei wird der Verlauf der Druckentlastung der Druckleitung 73 bzw. des Einspritzventils 15 durch den Grad der Drosselung an der Drosselstrecke 51 bestimmt, deren Durchtrittsquerschnitt wenigstens so groß ausgeführt ist, daß ein rasches Absinken des Druckes unter den Schließdruck des Einspritzventiles 15 und damit ein sicheres Schließen des Einspritzventils 15 gewährleistet ist.

Claims (9)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1), die Kraftstoff aus einem Niederdruckraum (5) in einen Hochdrucksammelraum (9) fördert, der über Hochdruckleitungen (13) mit in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventilen (15) verbunden ist, deren Öffnungs- und Schließbewegung jeweils von einem elektrisch angesteuerten, in der Hochdruckleitung (13) am Einspritzventil (15) angeordneten Steuerventil (17) gesteuert wird, wobei das Steuerventil (17) ein kolbenförmiges Ventilglied (23) mit zwei einander abgewandten Ventildichtflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, an einem Ringsteg (33) angeordnete konische Ventildichtfläche (31) mit einem konischen Ventilsitz (35) und eine zweite, an einem Bund (39) angeordnete flache Ventildichtfläche (34) mit einem, eine Bohrung (45) umgebenden flachen Ventilsitz (47) zusammenwirkt und mit einem vom flachen und konischen Ventilsitz (47, 35) begrenzten, den Ringsteg (33) und Bund (39) umgebenden Druckraum (49), dessen Wand im Bereich des Bundes (39) ein geringes, eine Drossel (51) bildendes Spiel zu dessen Umfangsfläche aufweist, wobei zwischen der flachen Dichtfläche (43) am Bund (39) und dem flachen Ventilsitz (47) bei geöffnetem Flachsitzventil ein Dämpfungsraum (53) gebildet ist, der über einen, sich an den flachen Ventilsitz (47) anschließenden, zwischen der Bohrung (45) und dem darin geführten Kolbenschaft (41) des Ventilgliedes (23) gebildeten Entlastungskanal (55) mit geringem Querschnitt mit einem Entlastungsraum (65) verbindbar ist.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bund (39) und dem Ringsteg (33) eine erste Ringnut (37) am Ventilglied (23) vorgesehen ist, deren Innendurchmesser gleich groß dem Durchmesser einer zweiten sich an die konische Ventildichtfläche (31) des Ventilgliedes (23) anschließenden Ringnut (59) ist, die an ihrem dem Ringsteg (33) abgewandten Ende von einem Führungskolbenteil (61) am Ventilglied (23) begrenzt wird, der dichtend in einer Führungsbohrung (63) geführt ist.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Bundes (39) gleich groß dem Außendurchmesser des Rinsteges (33) ist.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Druckraum (49) eine Druckleitung (73) zum Einspritzventil (15) abführt.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilglied (23) und der Wand der Führungsbohrung (63) im Bereich der zweiten Ringnut (59) ein Ringraum (60) gebildet ist, in den die Hochdruckleitung (13) einmündet.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (23) eine axiale Durchgangsbohrung (69) mit einer, diese im Bereich des Entlastungskanals (55) schneidenden Querbohrung (71) aufweist, die den Entlastungskanal (55) mit dem, vom Führungskolbenteil (61) begrenzten Entlastungsraum (65) verbindet, von dem eine Rücklaufleitung (67) in den Niederdruckraum (5) abgeht.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Einspritzventil (15) ein zusätzlicher Druckspeicherraum (19) in der Hochdruckleitung (13) zwischen Hochdrucksammelraum (9) und Steuerventil (17) vorgesehen ist.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicherraum (19) im Gehäuse (21) des Steuerventils (17) angeordnet ist.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (23) des Steuerventils (17) rechtwinklig zur Achse des Ventilgliedes (79) des Einspritzventils (15) angeordnet ist.
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