EP0657644A2 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0657644A2
EP0657644A2 EP94113012A EP94113012A EP0657644A2 EP 0657644 A2 EP0657644 A2 EP 0657644A2 EP 94113012 A EP94113012 A EP 94113012A EP 94113012 A EP94113012 A EP 94113012A EP 0657644 A2 EP0657644 A2 EP 0657644A2
Authority
EP
European Patent Office
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valve
pressure
injection device
fuel injection
sealing surface
Prior art date
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EP94113012A
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English (en)
French (fr)
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EP0657644A3 (de
EP0657644B1 (de
Inventor
Peter Dipl.-Ing. Müller
Jaroslaw Dipl.-Ing. Hlousek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP0657644A3 publication Critical patent/EP0657644A3/de
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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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • a high-pressure fuel pump delivers fuel from a low-pressure chamber into a high-pressure collection chamber, which is connected via high-pressure lines to the individual injection valves projecting into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied, this common pressure storage system being kept at a certain pressure by a pressure control device.
  • an electrically controlled control valve is inserted into the high-pressure lines, which controls the opening and closing of the high-pressure fuel injection at the injection valve.
  • the control valves on the injection valves are designed as solenoid valves, which open the connection of the high-pressure line to the injection valve at the start of injection and close it again at the end of injection.
  • the control valves on the known fuel injection devices however, have the disadvantage that it with them it is not possible to shape the injection course at the injection valve.
  • the main problem here is that the high fuel pressure applied to the injection valve cannot be released quickly enough, which can result in inaccuracies in the control at the end of the injection.
  • the fuel injection device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the end of injection can be safely controlled by means of a relief valve upstream of the relief valve.
  • This return suction collar removes fuel from the pressure line to the injection valve during the closing movement of the control valve member, so that a rapid pressure drop at the injection end is ensured there.
  • Another advantage is achieved by the arrangement in the pressure chamber of an annular shoulder acting in the opening direction of the valve for opening the connection between the high-pressure line and the injection valve, by means of which a safety function can be integrated into the control valve.
  • This ring shoulder is designed so that when a predetermined maximum pressure in the high-pressure line and in the pressure chamber is exceeded, the opening cross-section to the ring space is released to a small extent, which is so small that the opening cross-section does not control the valve seat controlling the connection of the ring space to a relief chamber is completely closed, so that the excess fuel pressure from the annular space relaxes in the relief space and further into a return line to the low-pressure fuel space.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the fuel injection device with a longitudinal section through the control valve and the injection valve
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the control valve of FIG. 1, in which the arrangement of an additional annular shoulder on the valve member is shown.
  • a high-pressure fuel pump 1 is connected on the suction side via a fuel supply line 3 to a fuel-filled low-pressure chamber 5 and on the pressure side via a delivery line 7 to a high-pressure collecting chamber 9.
  • 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, with an electric control valve 17 on each injection valve 15 in the respective one to control the injection process High pressure line 13 is used.
  • 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, the dimensioning of which allows the injection course at the injection valve to be shaped.
  • the control valve 17 is designed as a 3/2 way valve, the piston-shaped valve member 21 of which is actuated by an electric actuating magnet 25 acting on its one end face.
  • the actuating magnet 25 is fastened to the valve member via an anchor plate 27 by means of a screw 29 in an axial blind bore of the valve member 21 and counteracts a return spring clamped between the housing 23 and a spring plate 31, which is arranged in a spring chamber 35 of the control valve 17.
  • the piston-shaped valve member 21 has two mutually facing valve sealing surfaces, of which a first conical valve sealing surface 37 interacts with a conical valve seat 39.
  • This conical valve sealing surface 37 is formed by a conical cross-sectional reduction of a guide piston part 41, which slides sealingly in a guide bore 43 and projects into the spring chamber 35 with its end facing away from the conical valve sealing surface 37.
  • the conical valve seat 39 is formed by a reduction in the diameter of the guide bore 43, the sealing being effected via the outside diameter on the valve seat 39 when the valve is closed.
  • the second valve sealing surface is designed as a flat sealing surface 45 and interacts with a flat valve seat 47.
  • the flat valve sealing surface 45 is arranged on an axial ring surface facing the conical valve sealing surface 37 of an annular web 49 delimiting the valve member 21 on the side facing away from the actuating magnet 25.
  • the flat valve seat 47 is formed by a ring shoulder on the guide bore 43 designed as a stepped bore.
  • the Ring web 49 On the side bearing the flat sealing surface 45 the Ring web 49 to a first ring groove 51, which on the other hand is limited by a suction collar 53.
  • This suckback collar 53 has only a slightly smaller outside diameter than the guide bore 43 designed as a stepped bore in this area and thus forms on its circumferential surface a throttle section 55 connected upstream of the flat seat valve, which opens into an annular space 57 on the side facing away from the first annular groove 51 the arrangement of a second annular groove 59 on the valve member 21 between the conical valve sealing surface 37 and the suction collar 53 is formed in the guide bore 43 and from which a pressure line 61 leads to the injection valve 15.
  • the throttle 55 can also be formed by a small difference in diameter between the suction collar 53 and the guide piston part 41 with the same diameter of the guide bore 43 in these areas, the diameter of the guide piston part 41 then being about 5 to 30 ⁇ m larger than the diameter of the suction collar 53, so that there is a corresponding throttle ring gap on the throttle 55.
  • a pressure chamber 63 adjoins the larger diameter of the conical valve sealing surface 37, into which the high-pressure line 13 opens.
  • the ring web 49 protrudes with its end facing away from the flat valve seat 47 into a relief chamber 65 which continues axially in the direction facing away from the actuating magnet 25 into a spring chamber 67 of the injection valve 15, in which a valve spring 71 acting on a valve member 69 of the injection valve 15 in the closing direction is arranged and from which a return line 73 leads into the low-pressure chamber 5.
  • the valve member 69 of the injection valve 15 is provided in a known manner with a conical pressure shoulder 75 which projects into a pressure chamber 77 connected to the pressure line 61 in such a way that the pressure in the pressure chamber 77 acts on the valve member 69 in the opening direction.
  • An injection channel 79 also leads from the pressure chamber 77 along the valve member 69 to one or more of the Sealing surface at the tip of the valve member 69 controlled injection openings 81 of the injection valve 15 in the combustion chamber, not shown, of the internal combustion engine to be supplied.
  • the spring chamber 35 of the control valve 17 is connected to the return line 73 via a connecting bore 83, so that the end faces of the valve member 21 are pressure-balanced.
  • the stroke movement of the valve member 21 is in each case limited by the contact of the valve sealing surfaces 37, 45 on one of the valve seats 39, 47.
  • 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 pressure chamber 63 of the individual control valves 17 on the injection valves 15 and also fills the respective pressure storage spaces 19.
  • the actuating magnet 25 on the control valve 17 is de-energized, so that the return spring 33 holds the valve member 21 via the spring plate 31 with the conical valve sealing surface 37 in contact with the conical valve seat 39, so that the connection between the high pressure fuel chamber 63 and the annular chamber 57 permanently connected to the pressure line 61 to the injection valve 15 is closed and the connection from the annular space 57 into the relief space 65 is open.
  • the actuating magnet 25 is energized and displaces the valve member 21 of the control valve 17 against the restoring force of the spring 33 until its flat valve sealing surface 45 abuts the flat valve seat 47.
  • connection of the annular space 57 to the relief space 65 is closed and opened to the pressure line 61, so that the high fuel pressure is now from the pressure chamber 63 via the annular space 57 and the pressure line 61 propagates to the pressure chamber 77 of the injection valve 15 and there the injection at the injection openings 81 takes place in a known manner by lifting the valve member 69 from its valve seat. If the injection is to be ended, the actuating magnet 25 is again de-energized and the return spring 33 moves the valve member 21 back against the conical valve sealing surface 37 against the conical valve seat 39.
  • the suction collar 53 releases a specific suction volume at the annular space 57 that the high-pressure fuel volume in the pressure line 61 relaxes, so that the fuel pressure in the pressure line 61 and on the injection valve 15 drops very quickly below the closing pressure of the injection valve 15 and the injection valve 15 closes safely.
  • the further outflow of the fuel from the annular space 57 or the pressure line 61 now takes place via the throttle 55 on the suction collar 53, so that a certain residual pressure remains in the pressure line 61 until the following injection process.
  • annular shoulder 91 formed by reducing the cross-section of the guide piston part 41, is provided on the valve member 21 in the region of the pressure chamber 63.
  • This annular shoulder 91 serves as a relief or safety valve, which causes the conical valve seat 39 to open when the overpressure in the high-pressure line 13 is approximately 10%.
  • the annular shoulder 91 is dimensioned such that it causes only a small opening stroke of the valve member 21, so that the flat seat valve does not close completely and the overpressure from the pressure chamber 63 can relax into the annular chamber 57 and further into the relief chamber 65.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem von einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1) befüllbaren Hochdrucksammelraum (9), von dem Hochdruckleitungen (13) zu den einzelnen Einspritzventilen (15) abführen. Dabei sind in den einzelnen Hochdruckleitungen (13) Steuerventile (17) zur Steuerung der Hochdruckeinspritzung an den Einspritzventilen (15) sowie ein zusätzlicher Druckspeicherraum (19) zwischen diesen Steuerventilen (17) und dem Hochdrucksammelraum (9) eingesetzt.
Für eine schnellere Druckentlastung des Einspritzventils (15) am Einspritzende weist das Ventilglied (21) des Steuerventils (17) einen Rücksaugbund (53) auf, der zum Aufrechterhalten eines Restdruckes in der Druckleitung (61) zum Einspritzventil (15) zudem eine Drossel (55) bildet, die dem die Verbindung des Einspritzventils (15) mit einem Entlastungsraum (65) aufsteuernden Flachsitzventil (45, 47) vorgeschaltet ist.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen 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 weisen die Steuerventile an den bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen jedoch den Nachteil auf, daß es mit ihnen nicht möglich ist, den Einspritzverlauf am Einspritzventil zu formen. Dabei tritt dort vor allem das Problem auf, daß der am Einspritzventil anliegende hohe Kraftstoffdruck nicht rasch genug entspannt werden kann, was Ungenauigkeiten der Steuerung am Einspritzende zur Folge haben kann.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Einspritzende mittels eines dem Entlastungsventil vorgeschalteten Rücksaugbundes sicher steuerbar ist. Dabei entnimmt dieser Rücksaugbund während der Schließbewegung des Steuerventilgliedes Kraftstoff aus der Druckleitung zum Einspritzventil, so daß an diesem ein rascher Druckabfall am Einspritzende gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil wird durch die Anordnung einer in Öffnungsrichtung des Ventiles zum Aufsteuern der Verbindung zwischen Hochdruckleitung und Einspritzventil wirkenden Ringschulter im Druckraum erreicht, über die sich so eine Sicherheitsfunktion in das Steuerventil integrieren läßt. Dabei ist diese Ringschulter so ausgelegt, daß sie beim Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldruckes in der Hochdruckleitung und im Druckraum den Öffnungsquerschnitt zum Ringraum um ein geringes Maß freigibt, das so klein ist, daß der Öffnungsquerschnitt am, die Verbindung des Ringraumes mit einem Entlastungsraum steuernden Ventilsitz nicht vollständig verschlossen wird, so daß sich der Kraftstoffüberdruck aus dem Ringraum in den Entlastungsraum und weiter in eine Rücklaufleitung zum Kraftstoffniederdruckraum entspannt.
    Durch die am Rücksaugbund vorgesehene Drossel ist es in vorteilhafter Weise möglich, den Abströmvorgang des Kraftstoffes aus der Druckleitung vom Einspritzventil während der Einspritzpausen so einzustellen, daß ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung verbleibt.
    Durch das Vorsehen eines weiteren Druckspeichers an jedem Einspritzventil und dessen Dimensionierung ist es zudem möglich den Einspritzverlauf an jedem Einspritzventil zu formen.
    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 zeigen die Figur 1 eine schematische Darstellung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Längsschnitt durch das Steuerventil und das Einspritzventil und die Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Steuerventil der Figur 1, in dem die Anordnung einer zusätzlichen Ringschulter am Ventilglied dargestellt ist.
    • 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, über dessen Dimensionierung sich der Einspritzverlauf am Einspritzventil formen läßt. Das Steuerventil 17 ist als 3/2 Wegeventil ausgeführt, dessen kolbenförmiges Ventilglied 21 von einem auf seine eine Stirnseite wirkenden elektrischen Stellmagneten 25 betätigt wird.
    Der Stellmagnet 25 ist dabei über eine Ankerplatte 27 mittels einer Schraube 29 in einer axialen Sackbohrung des Ventilgliedes 21 am Ventilglied befestigt und wirkt einer zwischen dem Gehäuse 23 und einem Federteller 31 eingespannten Rückstellfeder entgegen, die in einem Federraum 35 des Steuerventils 17 angeordnet ist.
    Das kolbenförmige Ventilglied 21 weist zwei einander zugewandte Ventildichtflächen auf, von denen eine erste konisch ausgebildete Ventildichtfläche 37 mit einem konischen Ventilsitz 39 zusammenwirkt. Diese konische Ventildichtfläche 37 wird dabei durch eine konische Querschnittsverringerung eines Führungskolbenteils 41 gebildet, der dichtend in einer Führungsbohrung 43 gleitet und mit seinem der konischen Ventildichtfläche 37 abgewandten Ende in den Federraum 35 ragt. Der konische Ventilsitz 39 wird durch eine Durchmesserverringerung der Führungsbohrung 43 gebildet, wobei die Abdichtung bei geschlossenem Ventil über den Außendurchmesser am Ventilsitz 39 erfolgt. Die zweite Ventildichtfläche ist als flache Dichtfläche 45 ausgeführt und wirkt mit einem Flachventilsitz 47 zusammen. Dabei ist die flache Ventildichtfläche 45 an einer axialen, der konischen Ventildichtfläche 37 zugewandten Ringfläche eines das Ventilglied 21 auf der dem Stellmagneten 25 abgewandten Seite begrenzenden Ringsteges 49 angeordnet. Der Flachventilsitz 47 wird durch einen Ringabsatz an der als Stufenbohrung ausgeführten Führungsbohrung 43 gebildet.
    Auf der die flache Dichtfläche 45 tragenden Seite grenzt der Ringsteg 49 an eine erste Ringnut 51, die andererseits von einem Rücksaugbund 53 begrenzt wird. Dieser Rücksaugbund 53 weist nur einen geringfügig kleineren Außendurchmesser als die als Stufenbohrung ausgeführte Führungsbohrung 43 in diesem Bereich auf und bildet so an seiner Umfangsfläche eine dem Flachsitzventil vorgeschaltete Drosselstrecke 55, die auf der der ersten Ringnut 51 abgewandten Seite in einen Ringraum 57 mündet, der durch die Anordnung einer zweiten Ringnut 59 am Ventilglied 21 zwischen konischer Ventildichtfläche 37 und Rücksaugbund 53 in der Führungsbohrung 43 gebildet ist und von dem eine Druckleitung 61 zum Einspritzventil 15 abführt. Dabei kann die Drossel 55 auch durch eine geringe Durchmesserdifferenz zwischen Rücksaugbund 53 und Führungskolbenteil 41 bei in diesen Bereichen gleichem Durchmesser der Führungsbohrung 43 gebildet sein, wobei dann der Durchmesser des Führungskolbenteils 41 etwa 5 bis 30 um größer sein sollte als der Durchmesser des Rücksaugbundes 53, so daß sich ein dementsprechender Drosselringspalt an der Drossel 55 ergibt.
    An den größeren Durchmesser der konischen Ventildichtfläche 37 schließt sich ein Druckraum 63 an, in den die Hochdruckleitung 13 einmündet.
    Der Ringsteg 49 ragt mit seinem dem Flachventilsitz 47 abgewandten Ende in einen Entlastungsraum 65, der sich axial in vom Stellmagnet 25 abgewandter Richtung in einen Federraum 67 des Einspritzventils 15 fortsetzt, in dem eine ein Ventilglied 69 des Einspritzventils 15 in Schließrichtung beaufschlagende Ventilfeder 71 angeordnet ist und von dem eine Rücklaufleitung 73 in den Niederdruckraum 5 abführt. Dabei ist das Ventilglied 69 des Einspritzventils 15 in bekannter Weise mit einer konischen Druckschulter 75 versehen, die in einen mit der Druckleitung 61 verbundenen Druckraum 77 derart ragt, daß der Druck im Druckraum 77 das Ventilglied 69 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Vom Druckraum 77 führt desweiteren ein Einspritzkanal 79 entlang des Ventilgliedes 69 zu einer oder mehreren von der Dichtfläche an der Spitze des Ventilgliedes 69 gesteuerten Einspritzöffnungen 81 des Einspritzventils 15 in den nicht näher dargestellten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine.
    Zudem ist der Federraum 35 des Steuerventils 17 über eine Verbindungsbohrung 83 mit der Rücklaufleitung 73 verbunden, so daß die Stirnseiten des Ventilgliedes 21 druckausgeglichen sind.
    Die Hubbewegung des Ventilgliedes 21 ist dabei jeweils durch die Anlage der Ventildichtflächen 37, 45 an einem der Ventilsitze 39, 47 begrenzt.
    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 Druckraum 63 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 25 am Steuerventil 17 stromlos geschaltet, so daß die Rückstellfeder 33 das Ventilglied 21 über den Federteller 31 mit der konischen Ventildichtfläche 37 in Anlage am konischen Ventilsitz 39 hält, so daß die Verbindung zwischen dem unter Kraftstoffhochdruck stehenden Druckraum 63 und dem ständig mit der Druckleitung 61 zum Einspritzventil 15 verbundenen Ringraum 57 verschlossen und die Verbindung vom Ringraum 57 in den Entlastungsraum 65 geöffnet ist.
    Soll eine Einspritzung am Einspritzventil 15 erfolgen, wird der Stellmagnet 25 bestromt und verschiebt das Ventilglied 21 des Steuerventils 17 entgegen der Rückstellkraft der Feder 33 bis zur Anlage seiner flachen Ventildichtfläche 45 an den Flachventilsitz 47. Dabei wird die Verbindung des Ringraumes 57 zum Entlastungsraum 65 verschlossen und zur Druckleitung 61 aufgesteuert, so daß sich der Kraftstoffhochdruck nun vom Druckraum 63 über den Ringraum 57 und die Druckleitung 61 zum Druckraum 77 des Einspritzventils 15 fortpflanzt und dort über das Abheben des Ventilgliedes 69 von seinem Ventilsitz in bekannter Weise die Einspritzung an den Einspritzöffnungen 81 erfolgt.
    Soll die Einspritzung beendet werden, wird der Stellmagnet 25 erneut stromlos geschaltet und die Rückstellfeder 33 bewegt das Ventilglied 21 zurück zur Anlage der konischen Ventildichtfläche 37 an den konischen Ventilsitz 39. Während dieses Schließvorganges gibt der Rücksaugbund 53 ein bestimmtes Rücksaugvolumen am Ringraum 57 frei, durch das sich das unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen in der Druckleitung 61 entspannt, so daß der Kraftstoffdruck in der Druckleitung 61 und am Einspritsventil 15 sehr rasch unter den Schließdruck des Einspritzventils 15 sinkt und das Einspritzventil 15 sicher schließt. Das weitere Abströmen des Kraftstoffes aus dem Ringraum 57 bzw. der Druckleitung 61 erfolgt nun über die Drossel 55 am Rücksaugbund 53, so daß bis zum folgenden Einspritzvorgang ein bestimmter Restdruck in der Druckleitung 61 verbleibt.
  • Bei dem in der Figur 2 dargestellten Ausschnitt aus der Figur 1 ist eine zusätzliche, durch eine Querschnittsverringerung des Führungskolbenteils 41 gebildete Ringschulter 91 am Ventilglied 21 im Bereich des Druckraumes 63 vorgesehen. Diese Ringschulter 91 dient dabei als Entlastungs- bzw. Sicherheitsventil, die bei einem Überdruck in der Hochdruckleitung 13 von etwa 10% ein Aufsteuern des konischen Ventilsitzes 39 bewirkt. Durch diese Entlastung können dabei zudem die am Einspritzende auftretenden Druckspitzen im Druckspeicherraum 19 abgebaut werden. Dabei ist die Ringschulter 91 so dimensioniert, daß sie nur einen geringen Öffnungshub des Ventilgliedes 21 bewirkt, so daß das Flachsitzventil nicht vollständig schließt und sich der Überdruck aus dem Druckraum 63 in den Ringraum 57 und weiter in den Entlastungsraum 65 entspannen kann.

Claims (15)

  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, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (17) ein kolbenförmiges Ventilglied (21) mit zwei einander zugewandten, mit zwei Ventilsitzen zusammenwirkende Ventildichtflächen aufweist, von denen eine erste Ventildichtfläche (37) die Verbindung der Hochdruckleitung (13) zum Einspritzventil (15) und eine zweite Ventildichtfläche (45) die Verbindung des Einspritzventils (15) mit einem Entlastungsraum (65) aufsteuert, wobei der zweiten Ventildichtfläche (45) ein Rücksaugbund (53) am Ventilglied (21) vorgeschaltet ist, der beim Abheben der zweiten Ventildichtfläche (45) von ihrem Sitz (47) am Ende der Einspritzung ein Rücksaugvolumen freigibt, in den sich ein Teil der vor dem Einspritzventil (15) befindlichen Kraftstoffmenge entspannt.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Rücksaugbundes (53) nur ein geringes Spiel zur Wand einer das Ventilglied (21) führenden Führungsbohrung (43) aufweist und so eine, dem mit der zweiten Ventildichtfläche (45) zusammenwirkenden Ventilsitz (47) vorgeschaltete Drossel (55) bildet.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventildichtfläche am Ventilglied als konische, am äußeren Konusdurchmesser dichtende Ventildichtfläche (37) ausgebildet ist, die mit einem an der Führungsbohrung (43) gebildeten konischen Ventilsitz (39) zusammenwirkt.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventildichtfläche am Ventilglied (21) als flache Ventildichtfläche (45) ausgeführt ist, die an einer, der konischen Ventildichtfläche (37) zugewandten axialen Ringfläche eines das Ventilglied (21) begrenzenden Ringsteges (49) angeordnet ist und die mit einem flachen Ventilsitz (47) zusammenwirkt, der an einem Absatz der Führungsbohrung (43) gebildet ist.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rücksaugbund (53) und dem Ringsteg (49) eine erste Ringnut (51) und zwischen der konischen Ventildichtfläche (37) und dem Rücksaugbund (53) eine zweite Ringnut (59) vorgesehen ist.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die dem konischen Ventilsitz (39) abgewandten Seite der konischen Ventildichtfläche (37) ein Führungskolbenteil (41) anschließt, das dichtend in der Führungsbohrung (43) gleitet.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Ventilsitz (39) an seinem größeren Durchmesser an einen den Führungskolbenteil (41) umgebenden Druckraum (63) angrenzt, in den die Hochdruckleitung (13) mündet.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Ventilsitz (39) mit seinem kleineren Durchmesser an einen zwischen der zweiten Ringnut (59) und der Wand der Führungsbohrung (43) gebildeten Ringraum (57) angrenzt, von dem eine Druckleitung (61) zum Einspritzventil (15) abführt und der an seinem anderen Ende vom Rücksaugbund (53) begrenzt wird.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Ventilsitz (47) auf seiner dem Ringraum (57) abgewandten Seite an einen Entlastungsraum (65) grenzt, von dem eine Rücklaufleitung (73) in den Niederdruckraum (5) abführt.
  10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung des Ventilgliedes (21) durch die Anlage der Ventildichtflächen (37, 45) an einen der Ventilsitze (39, 47) begrenzt ist.
  11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bestandteile des Ventilgliedes (21) mittels einer in eine axiale Sacklochbohrung im Ventilglied (21) ragenden Schraube (29) mit einer Ankerplatte (27) eines das Steuerventil (17) betätigenden Stellmagneten (25) verbunden sind.
  12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die jeweiligen Hochdruckleitungen (13) zwischen Hochdrucksammelraum (9) und Steuerventil (17) ein weiterer Druckspeicherraum (19) an jedem Einspritzventil (15) vorgesehen ist.
  13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Führungskolbenteil (41) im Bereich des ständig mit der Hochdruckleitung (13) verbundenen Druckraumes (63) eine Ringschulter (91) vorgesehen ist, die vom Druck im Druckraum (63) in Öffnungsrichtung der konischen Ventildichtfläche (37) vom Ventilsitz (39) beaufschlagt wird.
  14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Führungskolbenteils (41) gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser des Rücksaugbundes (53) ist.
  15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den Durchmessern des Führungskolbenteils (41) und des Rücksaugbundes (53) einen Drosselringspalt an der Drossel (55) mit einer Spaltbreite von 5 um bis 30 um ergibt.
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