EP0823019A1 - Kraftstoff-einspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoff-einspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen

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EP0823019A1
EP0823019A1 EP96912036A EP96912036A EP0823019A1 EP 0823019 A1 EP0823019 A1 EP 0823019A1 EP 96912036 A EP96912036 A EP 96912036A EP 96912036 A EP96912036 A EP 96912036A EP 0823019 A1 EP0823019 A1 EP 0823019A1
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EP
European Patent Office
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fuel
armature
valve
pressure
injection device
Prior art date
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Application number
EP96912036A
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English (en)
French (fr)
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EP0823019B1 (de
Inventor
Wolfgang Heimberg
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.)
Ficht GmbH and Co KG
Original Assignee
Ficht GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ficht GmbH filed Critical Ficht GmbH
Publication of EP0823019A1 publication Critical patent/EP0823019A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0823019B1 publication Critical patent/EP0823019B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/04—Pumps peculiar thereto
    • 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
    • F02M63/06—Use of pressure wave generated by fuel inertia to open injection valves

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device that operates according to the solid-state energy storage principle, in particular for two-stroke engines according to the preamble of claim 1.
  • Such fuel injection devices are described in EP 0 629 265, in particular with reference to FIGS. 13 to 19. They work according to the so-called pump-nozzle system with pressure surge injection, whereby an initial accelerated partial stroke of an anchor acting as a delivery piston and axially guided on one side with an electromagnetically driven injection pump is provided, in which in the pump system a displacement of the fuel delivered without pressure build-up the fuel liquid takes place.
  • the delivery piston or the armature absorbs and stores kinetic energy, the fuel displaced thereby having a predetermined flow space available, which is ensured by a fuel circuit in the pump system.
  • the delivery piston Due to a sudden predetermined interruption of the fuel circuit during the resistance-free forward stroke of the delivery piston, caused by a valve device arranged in the armature or in the delivery piston and actuated by the armature movement, and due to the subsequent movement of the delivery piston, the delivery piston releases its stored kinetic energy. abruptly from the partial fuel quantity which is located in a closed space area of the circuit space - the so-called pressure space - formed or separated by the circuit interruption - between the delivery piston or in the delivery piston and an injection nozzle, for example, which is closed in a spring-loaded manner.
  • the sudden pressure build-up in the fuel to, for example, 60 bar causes one Opening the injection nozzle and injecting fuel through the injection nozzle into a combustion chamber of an internal combustion engine for an extremely short time of, for example, one thousandth of a second.
  • the control 6 for optimizing the pump-nozzle system takes place electronically via e.g. a microprocessor that controls the injection timing and the amount of fuel, e.g. with a temperature sensor 7, a throttle valve potentiometer 8 and a crank angle sensor 9, the injection timing is determined depending on the load.
  • the microprocessor expediently also controls the ignition system 10 of the piston-cylinder unit of the engine which is supplied with fuel by the pump-nozzle system.
  • the fuel circulation space is formed by a pressure chamber and a delivery piston or armature space, the pressure chamber being the partial space area separated from the pressure space by a standing pressure valve, in which the kinetic on the fuel Energy of the armature is transmitted and the armature space is the subspace area into which the fuel that is displaced without resistance can flow during the accelerated partial stroke.
  • the armature space can be connected to a fuel flooding or flushing device via a housing bore, so that fuel is injected by the armature during the injection activity and / or during the starting phase of the pump or the motor Partial area can be transported.
  • a fuel flooding or flushing device via a housing bore, so that fuel is injected by the armature during the injection activity and / or during the starting phase of the pump or the motor Partial area can be transported.
  • the object of the invention is to largely avoid the penetration of gas bubbles into the pressure chamber and in particular also the formation of gas bubbles in the pressure chamber of the pump-nozzle systems described at the outset.
  • the invention accordingly provides, in particular, a pressure chamber in which the energy stored in the armature or in the conveying piston element is transmitted to the fuel, the pressure chamber being formed separately from the armature space or armature area by the arrangement of the valve which interrupts the displacement without resistance outside the armature space .
  • the pressure chamber is freely accessible, so that it can be provided for further cooling, for example with cooling fins and / or directly with a fuel supply line, so that there is only "fresh" and thus cool fuel in the pressure chamber.
  • the pressure chamber can be of small volume, so that there is always only little fuel in the pressure chamber and thus the risk of a high proportion of bubbles is reduced.
  • the double or double-sided axial guidance of the armature leads to the reduction of z. B. by tilting the armature, which were previously possible, caused friction and thus to reduce heat.
  • the double-sided axial anchor guide does not only help in connection with the problems described above. In other known embodiments of the pump-nozzle systems, it also leads to simplification of the spatial shape, to simplification and thus also to a more uniform design and to simplification. Chung the assembly of the armature or the pump and in particular also to reduce radial vibrations of the armature, which in the known pump-nozzle systems due to the only one-sided axial guidance and due to the unavoidable or necessary excessive friction-reducing play between the armature jacket and cylinder wall of the pump are possible and impair the reproducibility of the injection processes.
  • FIG. 1 schematically shows the arrangement of a fuel injection device in a single-cylinder two-stroke engine
  • FIG. 2 shows schematically in longitudinal section a first embodiment of an injection pump according to the invention
  • FIG. 3 in cross section an armature of the injection pump shown in Fig. 2;
  • FIG. 4 shows in cross section a valve body of the injection pump shown in FIG. 2;
  • FIG. 5 schematically shows in longitudinal section a second embodiment of an injection pump according to the invention.
  • Fig. 6 shows schematically in longitudinal section a parking pressure valve.
  • the fuel ice spray device according to the invention for internal combustion engines is designed as an electromagnetically driven reciprocating piston pump 1, which works according to the energy storage principle, so that fuel is injected into the internal combustion engine with short pressure surges.
  • the reciprocating piston pump 1 has an essentially elongated cylinder-shaped pump housing 15 with an armature bore 16, a valve bore 17 and a pressure chamber bore 18, each of which is introduced one after the other in the pump housing 15 and extends through the entire pump housing 15 Make passage.
  • the armature bore 16 is arranged behind the valve bore 17 in the injection direction and the pressure chamber bore 18 is arranged in front of the valve bore 17 in the injection direction.
  • the bores 16, 17, 18 are arranged concentrically to the longitudinal axis 19 of the pump housing 15, the armature bore 16 and the pressure chamber bore 18 each having a larger inner diameter than the valve bore 17, so that the armature bore 16 and the valve bore 17 pass through a first ring stage 21 and the valve bore 17 and the pressure chamber bore 18 are separated from each other by a second ring stage 22.
  • the armature bore 16 delimits an armature space 23 in the radial direction, in which an approximately cylindrical armature 24 is arranged such that it can move back and forth in the longitudinal axis direction.
  • the armature space is delimited in the axial direction to the front by the first ring step 21 and to the rear by a front end face 25 of a cylindrical sealing plug 26 which is screwed into the end of the armature bore 16 which is open to the rear in the ice injection direction.
  • the armature 24 is formed from an essentially cylindrical body with a front and rear end face 28, 29 and a lateral surface 30 in the injection direction. Material is removed from the rear end surface 28 to approximately the longitudinal center of the armature 24 at the armature circumferential area, so that the armature 24 has a conical surface 31 that extends from the rear to the front.
  • the armature 24 is inserted with play between its outer surface 30 and the inner surface of the armature bore 16, so that when the armature 24 moves back and forth in the armature bore 16, it touches the inner surface of the armature bore 16 only when the armature 24 is tilted , whereby the friction between the armature 24 and the armature bore 16 is kept low.
  • the provision of the conical surface 31 on the armature 24 further reduces the contact and thus the friction surface, as a result of which the friction between the armature 24 and the inner surface of the armature bore 16 and thus also the heat development is further reduced.
  • the armature 24 is connected in the region of its lateral surface 30 with at least one, preferably two or more, in the longitudinal axis direction. running grooves 32 provided.
  • the armature 24 has a cross-sectional shape (FIG. 3) with two laterally arranged semicircular elements 24a and with two wide, flat grooves 32 in the area between the semicircular elements 24a.
  • a continuous bore 33 is made centrally on the armature 24 in the longitudinal axis direction.
  • a delivery piston tube 35 is inserted, which forms a central passage space 36.
  • a plastic ring 37 is seated on the front end face 29 of the armature 24 and is penetrated by the delivery piston tube 35.
  • An anchor spring 38 is supported on the plastic ring 37 and extends to a corresponding corresponding bearing ring 39. This bearing ring 39 is seated on the first ring stage 21 in the armature bore 16.
  • the delivery piston tube 35 is non-positively connected to the armature 24.
  • the unit consisting of feed piston tube 35 and armature 24 is referred to below as feed piston element 44.
  • the conveying piston element 44 can also be formed in one piece or in one piece.
  • valve bore 17 there is a form-fitting guide tube 40 which extends rearward into the armature space 23 in the area inside the spiral spring 38.
  • annular web 41 At the front end of the guide tube 40 in the injection direction, an outwardly projecting annular web 41 is provided, which is supported on the second annular step 22 to the rear.
  • the ring web 41 does not extend radially to the inner surface of the pressure chamber bore 18, so that a narrow, cylindrical gap 42 is formed between the ring web 41 and the pressure chamber bore 18.
  • the guide tube 40 is secured against an axial displacement to the rear by the ring web 41.
  • the delivery piston tube 35 which is non-positively connected to the armature 24, extends forwards into the guide tube 40 and backwards into an axial blind bore 43 of the sealing plug 26, so that the delivery piston tube 35 both at its direction of injection front end 45 and at its rear end 46 is guided.
  • This two-sided guide at the ends 45, 46 of the elongated delivery piston tube 35 guides the delivery piston element 44 without tilting, so that undesired friction between the armature 24 and the inner surface of the armature bore 16 is reliably avoided.
  • a valve body 50 is axially displaceably mounted, which forms an essentially cylindrical, elongated, peg-shaped solid body with a front and rear end face 51, 52 and a jacket surface 53.
  • the outside diameter of the valve body 50 corresponds to the clear width of the passage in the guide tube 40.
  • An annular web 54 is provided on the lateral surface 53 of the valve body 50 and is arranged approximately at the end of the front third of the valve body 50.
  • the ring web 41 of the guide tube 40 forms an abutment for the ring web 54 of the valve body 50 in the rest position of the valve body 50, so that it cannot be moved further back.
  • the valve body 50 is provided on its circumference with three grooves 55 running in the longitudinal axis direction (FIG. 4).
  • the ring web 54 is interrupted in the area of the grooves 55.
  • the rear end face 52 of the valve body 50 is conical at its edge region and interacts with the end face of the front end 45 of the delivery piston tube 35.
  • the three-dimensional shape of the front end 45 of the delivery piston tube 35 is adapted to the rear end face 52 of the valve body 50, in which the inner edge of the delivery piston tube 35 is chamfered and the wall of the delivery piston tube 35 is somewhat worn away on the inside.
  • the delivery piston tube 35 thus forms with its front end 45 a valve seat 57 for the valve body 50. If the valve body 50 rests with its rear end face 52 on the valve seat 57, the passage through is in the area of the lateral surface of the valve body 50 introduced grooves 55 blocked.
  • the projecting region of the valve body 50 is surrounded by a pressure chamber body 60, which consists of a cylinder wall 61 and a front end wall 62, a hole or a bore 63 being made centrally in the end wall 62.
  • the pressure chamber body 60 is inserted with its cylindrical wall 61 in a form-fitting manner in the pressure chamber bore 18, with its end faces 64 lying on the free end of the cylinder wall 61 being arranged abutting the outwardly projecting annular web 41 of the guide tube 40, with radial pressure in the pressure chamber body 60
  • Through bores 65 are provided which create a connection between the pressure chamber 66 and the fuel supply bore 76.
  • the pressure chamber body 60 delimits with its interior a pressure chamber 66 into which the valve body 50 can immerse and pressurize the fuel in the pressure chamber 66.
  • the pressure chamber At its rear region in the injection direction, which extends approximately over half the length of the pressure chamber body 60, the pressure chamber has a larger clear width than in the front region.
  • the larger clear width in the rear area is dimensioned such that the valve body 50 with its ring web 54 and a slight play can dip into the pressure chamber 66
  • the clear width of the front area is dimensioned such that only for the ring web 54 the front area of the valve body 50 and a helical spring 67 surrounding this area is sufficient space.
  • the pressure chamber 66 is made only slightly larger than the space required during the injection process of the valve body 50.
  • the coil spring 67 is seated with an end of the inside of the Stirn ⁇ wall 62 of the pressure chamber body 60 and rests with its other end on the valve body 50 and in particular on the annular rib 54, so that they d # e ⁇ valve body 50 and presses apart the pressure chamber body 60th
  • the pressure chamber body 60 is forward in the injection direction axially fixed by a connector 70 which is screwed into the forward open end of the pressure chamber bore 18.
  • the An ⁇ connection piece 70 limits the position of the pressure chamber body 60 in the axial direction to the front, so that the coil spring 67 biases the valve body 50 to the rear.
  • the connection piece is designed with an opening 71 for connecting a fuel delivery line 72 (FIG. 1).
  • the connecting piece 70 has a bore 73 which is continuous in the longitudinal axis direction and in which a standing pressure valve 74 is accommodated.
  • the standing pressure valve is preferably arranged adjacent to the pressure chamber body 60.
  • the pressure chamber body 60 is provided on its outer surface with an annular groove 68, in which a plastic sealing ring 69 is mounted, which seals the pressure chamber body 60 against the inner surface of the pressure chamber bore 18.
  • a fuel supply opening 76 is made in the area of the pressure chamber bore 18 on the pump housing 15 so that it can communicate with the bores 65 in the pressure chamber body 60.
  • the fuel supply opening 76 is surrounded by a holder 77 for a fuel supply valve 78 which is screwed into the holder 77.
  • the fuel supply valve 78 is designed as a one-way valve with a valve housing 79.
  • the valve housing 79 has two axially aligned bores 80, 81, the bore 80 on the pump housing side having a larger inner diameter than the bore 81, so that an annular step is formed between the two bores which forms a valve seat 82 for a ball 83.
  • the ball 83 is preloaded against the valve seat 82 by a spring 84, which is supported in the area around the fuel supply opening 76 on the pump housing 15 in the bore 80, so that the fuel 83 supplied from outside by pressure is the ball 83 from the valve seat 82 lifts so that the fuel is supplied through the bore 80 and the fuel supply opening 76 into the pressure chamber bore 18.
  • a passage extends from the pressure chamber 66 through the grooves 55 of the valve body 50, the distance between the valve seat 57 of the delivery piston tube 35 and the rear end face 52 of the valve body 50 and the passage space 36 of the delivery piston tube 35 into the blind hole 43 of the sealing plug 26
  • the blind hole or blind bore 43 is arranged to run in the longitudinal axis direction and opens into the armature space 23, the blind hole 43 extending over approximately two thirds to three quarters of the length of the sealing plug 26.
  • One, preferably two or more long bores 88 extends from the rear area of the blind hole 43 to the peripheral area 89 of the front end face 25 of the sealing plug 26, so that a communicating connection is established between the armature space 23 and the blind hole 43.
  • an outwardly leading bore 90 is made as a fuel drain opening.
  • the bore 90 is extended on the outside through a connecting piece 91 for connecting a fuel return line 92 (FIG. 1).
  • the cylindrical sealing plug 26 has a circumferential, outwardly projecting annular web 93 on its outer surface.
  • the ring web 93 also serves, among other things, for the axial fixing of a locking ring 94 encompassing the pump housing 15 on the outside or a coil housing cylinder 95 arranged directly adjacent to the locking ring 94.
  • the locking ring 94 forms two legs 96, 97, arranged at right angles to one another in cross section. one leg 96 abuts the outside of the pump housing 15 and the other leg 97 projects outward and abuts the coil housing cylinder.
  • the bobbin case cylinder 95 consists of a cylinder wall 98 and a cylinder base 99, which is connected laterally to the cylinder wall 98 and points inwards, and has a hole so that the bobbin case cylinder 95 faces the bobbin case 15 with the cylinder base 99 from behind pointing towards the rear until the cylinder wall 98 is attached to one of the coil housing 15 abuts vertically outwardly projecting housing wall 100 and thus delimits an annular chamber 101 with an approximately rectangular cross section for receiving a coil 102.
  • the coil housing cylinder 95 and the locking ring 94 are thus clamped between the housing wall 100 and the ring web 93 of the sealing plug 26 and fixed in their axial position.
  • the leg 96 of the locking ring 94 is chamfered on the inner edge of its end face, a sealing ring 103, such as, for example, between the bevel formed therein and the ring web 93. B. a 0 ring is clamped.
  • the coil 102 is approximately rectangular in cross-section and is cast into a support body cylinder 104 with a U-shaped cross section by means of epoxy resin, so that the coil 102 and the support body cylinder 104 form a one-piece coil module.
  • the supporting body cylinder 104 has a cylinder wall 105 and two side walls 106, 107 which protrude radially from the cylinder wall 105 and delimit the space for the coil 102, the cylinder wall 105 extending laterally beyond the rear side wall 106 extends so that its end face 108, the end face 109 of the side walls 106, 107 and the inner surfaces of the cylinder wall 106 and the front side wall 107 bear in a form-fitting manner in the annular chamber 101.
  • a material 110 with low magnetic conductivity e.g. Copper, aluminum, stainless steel, introduced to avoid a magnetic short circuit between the coil 102 and the armature 24.
  • FIG. 5 A second exemplary embodiment of the injection pump according to the invention is shown in FIG. 5.
  • the reciprocating pump 1 according to the second exemplary embodiment has essentially the same structure as the reciprocating pump 1 described above, so that parts with the same spatial shape and the same rather function with the same reference numerals.
  • the reciprocating piston pump 1 according to the second exemplary embodiment has a shorter length than the reciprocating piston pump according to the first exemplary embodiment, the shortening being achieved essentially by using a ball 50a as a valve body.
  • the ring web 41 of the guide tube 40 forms an abutment in the rest position for the ball 50a, so that it cannot be moved further back.
  • the ring web 41 is formed with an annular ball seat 41a adapted to the spherical shape, so that the ball 50a abuts the ring web 41 in some areas in a form-fitting manner.
  • the ball 50a has a smooth surface, which is why grooves 41b are introduced into the ball seat 41a, which connects the pressure chamber 66 to the gap between the valve seat 57 of the delivery piston tube 35 and the surface of the ball 50a when this is at a distance from the latter Valve seat 57 is arranged.
  • the provision of the grooves 41b enables flushing of the pressure chamber 66.
  • the sealing plug 26a of this exemplary embodiment has a central first bore 120 which extends from the front end face 25 and in which the delivery piston tube 35 is guided and which corresponds to the blind hole 43 of the sealing plug 26 of the first exemplary embodiment.
  • the first bore 120 opens into a second bore 121 of the sealing plug 26a.
  • the bores 120, 121 are arranged concentrically to the longitudinal axis 19 of the pump housing 15 or the sealing plug 26a.
  • the second bore 121 extends up to the rear end face 122 of the sealing plug 26a and is provided with an internal thread for receiving a connecting piece 91a for connecting a fuel return line 92.
  • the flow path for flushing through the delivery piston tube 35 thus extends from the fuel supply valve 78 into the pressure chamber 66 through the grooves 41b into the gap between the valve seat 57 and the ball 50a and through the passage space 36 of the delivery piston tube 35 in the bore 121 or through the connecting piece 91a into the fuel return line 92.
  • This flow path therefore does not lead through the armature space 23.
  • a cross-flow path is provided for flushing the armature space 23, which has a cross-flow bore 125 which extends between the bore 81 of the valve housing 79 and the armature space 23 and connects these to one another.
  • the bore 81 of the valve housing 79 lies outside of the fuel supply valve 78, so that the fuel supplied is led directly into the armature space 23 without any constrictions.
  • the fuel flows through the bores 88 in the sealing plug 26a into the second bore 121, in which the connecting piece 91a is seated, and through the connecting piece 91a into the fuel return line 92.
  • the cross-flow path thus forms a kind of bypass to the flow ⁇ mungsweg through the passage space 36 of the delivery piston tube 35th
  • the cross-flow path is advantageous in the case of strong heat development in the armature space 23, since the armature space 23 is flushed with cool fuel, the armature space 23 being flushed with a high throughput, since the cross-flow path has no constrictions, e.g. Has valve or groove passages that would hinder the flow.
  • the provision of the cross flow path enables the armature chamber 23 to be flushed without an additional fuel pump, which puts the supplied fuel under a pre-pressure, since fuel is also conveyed into the cross flow path due to the suction effect of the reciprocating piston pump 1.
  • the armature 24 is pressed backward by the spiral spring 38 against the sealing plug 26, against which it rests with its rear end face 49. This is the starting position of the armature 24, in which the delivery piston tube 35 is arranged with its valve seat 57 at a distance s v from the rear end face 52 of the valve body 50.
  • a fuel at a pre-pressure is supplied from the fuel tank 111 by means of a fuel pump 112 and a fuel supply line 113 through the fuel supply valve 78 into the pressure chamber 66.
  • the fuel flows through the grooves 55 made in the jacket area of the valve body 50, through the guide tube 40 into the gap between the valve seat 57 of the delivery piston tube 35 and the rear end face 52 of the valve body and through the passage space 36 of the delivery piston 35 into the blind hole 43 of the sealing plug 26.
  • the fuel under pressure flows through the bores 88 of the sealing plug 26 and floods the armature space, the regions of the armature space in front of and behind the armature 24 the grooves 32 made in the armature 24 are communicatively connected to one another so that the entire armature space is filled with fuel.
  • the fuel is fed back into the fuel tank 111 through a fuel return line 92.
  • the admission pressure generated by the fuel pump 112 is greater than the pressure drop that arises in the flow path, so that a continuous flushing of the reciprocating piston pump 1 is ensured, and is lower than the passage pressure of the auxiliary pressure valve 74, so that in the initial position of the delivery piston element 44, no fuel enters the combustion chamber 4 is funded.
  • the armature 24 is moved forward in the impact or injection direction by the magnetic field generated in this way.
  • the movement of the armature 24 and the delivery piston tube 35 connected to it in a non-positive manner acts during a forward stroke over the length s v (corresponds to the distance between the valve seat 57 of the delivery piston tube 35 and the rear end face 52 of the valve body 50 in the starting position) only the spring force of the spring 38 counter.
  • the spring force of the spring 38 is designed so soft that the armature 24 is moved almost without resistance, but is still sufficient for returning the armature 24 to its starting position.
  • the armature 24 "floats" in the pressure chamber 23 filled with fuel, the fuel being able to flow back and forth as desired between the areas in front of and behind the armature 24 in the armature space 23, so that no pressure opposing the armature 24 is built up.
  • the delivery piston element 44 consisting of armature 24 and the delivery piston tube 35, is thus continuously accelerated and stores kinetic energy.
  • the delivery piston element 44 strikes with the valve seat 57 on the rear end face 52 of the valve body 50, so that the latter is suddenly pushed forward. Since the delivery piston tube 35 now rests with its valve seat 57 on the rear end face 52 of the valve body 50, the flow path is from the pressure chamber to the passage space 36 of the delivery piston tube 35 interrupted so that the fuel can no longer escape from the pressure chamber 66 to the rear. The fuel is thus displaced by the advancing movement of the valve body 50 in the pressure chamber 66, whereby it is pressurized. The fuel supply valve 78 is now closed because a pressure builds up in the pressure chamber and in the bore 80 of the fuel supply valve 78 which is greater than the pressure at which the fuel is supplied by the fuel pump.
  • the stand pressure valve 74 then opens, so that the fuel in the delivery line between the injection nozzle 2 and the reciprocating pump 1 is compressed to a predetermined pressure, which is, for example, 60 bar and is determined by the passage pressure of the injection nozzle 2 is.
  • a predetermined pressure which is, for example, 60 bar and is determined by the passage pressure of the injection nozzle 2 is.
  • the injection nozzle 2 injects the fuel directly into the cylinder 5 of the internal combustion engine, the fuel being atomized finely through the nozzle 2 due to the high pressure which is achieved with the injection device according to the invention.
  • the standing pressure valve 74 is a non-return valve, such non-return valves conventionally having a bore in a valve seat against which a rigid valve body is pressed by a spring.
  • the conventional parking pressure valves 74 close the supply line to the fuel delivery line 72 very quickly and safely. In this case, a standing pressure remains in the fuel delivery line 72, which is often only slightly less than the opening pressure of the injection nozzle 2.
  • the pressure in the fuel delivery line 72 can change as a result of temperature fluctuations, so that the injection nozzle opens and fuel enters the combustion chamber at an indefinite point in time, as a result of which the pollutant values in the exhaust gases are increased considerably.
  • the standing pressure valve 74 in the fuel delivery line 72 should maintain a certain permanent pressure level of approximately 5 to 10 bar in order to prevent vapor bubbles from forming.
  • the object is achieved by a standing pressure valve with the features of claim 17.
  • the supply line to the fuel delivery line is closed quickly and securely and a stand pressure in the fuel delivery line is achieved which takes up a level which is significantly below the passage pressure of the injection nozzle and above the level necessary to avoid vapor bubble formation.
  • the standing pressure valve 74 has a flat, elastic membrane 200 as a valve body, which is pressed against a valve seat device 201 by a spring 202 (FIG. 6).
  • auxiliary pressure valve 74 In the open position of the auxiliary pressure valve 74, fuel is delivered from the auxiliary pressure valve outside or the pressure chamber 66 under high pressure in the direction of the injector 2, the diaphragm 200 being lifted off the valve seat 201. The same pressure occurs on both sides of the membrane 200, so that the pressure applied to both flat sides of the membrane 200 is in equilibrium.
  • the membrane takes on a flat shape.
  • the spring 202 presses the membrane 200 onto the valve seat 201, the parking pressure valve being closed at a predetermined closing pressure. If the pressure on the outside of the auxiliary pressure valve decreases further, the diaphragm 200 becomes outward from the pressure prevailing on the spring side to the pressure chamber 66 arched so that the fuel in the fuel delivery line 72 can expand or spread somewhat, thereby lowering its pressure level.
  • a further pressure drop can occur under the closing pressure of the auxiliary pressure valve 74.
  • pressure fluctuations occurring in the fuel delivery line 72 can be compensated for by the elasticity of the membrane 200, so that an unintentional increase in pressure in the fuel delivery line 72 and thus an unintentional opening of the injection nozzle is avoided.
  • the standing pressure valve 74 is preferably designed such that the spring 202 acts on the diaphragm 200 in a region which lies axially within the support of the diaphragm 200 on the valve seat 201, so that the diaphragm 200 is at the valve seat 201 by the spring action of the spring 202 is generally arched.
  • the membrane 200 can be formed from rubber or metal, a rubber membrane expediently being surrounded by a metal frame stiffening the membrane.

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Description

KRAFTSTOFF-EINSPRITZVORRICHTUNG FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN
Die Erfindung betrifft eine nach dem Festkörper-Energiespeicher- Prinzip arbeitende Kraftstoff-Einspritzvorrichtung insbesondere für Zweitaktmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen werden in der EP 0 629 265, insbesondere anhand der Fig. 13 bis 19 beschrieben. Sie arbeiten nach dem sogenannten Pumpe-Düse-System mit Druckstoß- Einspritzung, wobei ein anfänglicher beschleunigter Teilhub eines als Förderkolben wirkenden einseitig axial geführten An¬ kers mit einer elektromagnetisch angetriebenen Einspritzpumpe vorgesehen ist, bei dem im Pumpensystem eine Verdrängung von gefördertem Kraftstoff ohne Druckaufbau in der Kraftstoff-Flüs¬ sigkeit erfolgt. Während dieses anfänglichen Teilhubs nimmt der Förderkolben bzw. der Anker kinetische Energie auf und speichert sie, wobei dem dabei verdrängten Kraftstoff ein vorbestimmter Fließraum zur Verfügung steht, der durch einen Kraftstoffkreis- lauf im Pumpensystem gewährleistet ist. Durch eine plötzliche vorbestimmte, mittels einer im Anker bzw. im Förderkolben an¬ geordneten, durch die Ankerbewegung betätigten Ventileinrichtung bewirkte Unterbrechung des Kraftstoffkreislaufs während des widerstandsfreien Vorhubes des Förderkolbens und aufgrund der nachfolgenden Bewegung des Förderkolbens gibt der Förderkolben seine gespeicherte kinetische Energie druckstoß- bzw. schlag¬ artig an die Kraftstoffteilmenge ab, die sich in einem durch die KreislaufUnterbrechung gebildeten bzw. abgetrennten geschlosse¬ nen Raumbereich des Kreislaufraumes - dem sogenannten Druckraum - zwischen dem Förderkolben bzw. im Förderkolben und einer z.B. federbelastet verschlossenen Einspritzdüse befindet. Der schlag¬ artige Druckaufbau im Kraftstoff auf z.B. 60 bar bewirkt eine Öffnung der Einspritzdüse und eine Einspritzung von Kraftstoff durch die Einspritzdüse in einen Brennraum einer Brennkraftma¬ schine während einer extrem kurzen Zeit von z.B. einer l.OOOstel Sekunde.
Diese aus der EP 0629 265 bekannten Pumpe-Düse-Systeme umfassen eine elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe 1 und die Einspritzdüse 2 (Fig. 1). Diese Pumpe-Düse-Systeme haben sich insbesondere bei Zweitaktmotoren bewährt, bei denen vordem be¬ kanntlich durch Spülverluste große Schadstoffmengen ausgepufft wurden und ein hoher Kraftstoffverbrauch entstand, indem ein hoher Kraftstoffanteil unverbraucht den Auslaßkanal 3 passieren konnte, weil bei Zweitaktmotoren Überström- und Auslaßkanal 3 gleichzeitig geöffnet sind. Mit den oben beschriebenen Pumpe- Düse-Systemen konnte der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoff¬ ausstoß nunmehr drastisch reduziert werden. Zudem konnte die vordem auf unregelmäßiger Zündung bei niedrigen Drehzahlen beru¬ hende Laufunruhe des Motors nahezu vollkommen verhindert werden. Dabei wird der Kraftstoff extrem kurzzeitig und direkt in den Brennraum 4 eines Zylinders 5 gespritzt, und zwar erst dann, wenn der Auslaßkanal 3 weitestgehend geschlossen ist. Die Steue¬ rung 6 zur Optimierung des Pumpe-Düse-Systems erfolgt elektro¬ nisch über z.B. einen Mikroprozessor, der den Einspritzzeitpunkt und die Kraftstoffmenge steuert, wobei dafür z.B. mit einem Temperaturfühler 7 einem Drosselklappen-Potentiometer 8 und einem Kurbelwinkelsensor 9 der Einspritzzeitpunkt lastabhängig ermittelt wird. Der Mikroprozessor steuert zweckmäßigerweise auch die Zündanlage 10 der mit dem Pumpe-Düse-System mit Kraft¬ stoff beschickten Kolbenzylindereinheit des Motors.
Durch diese Pumpe-Düse-Systeme wird die Kohlenwasserstoff-Emis¬ sion im Vergleich zu anderen Zweitaktmotoren drastisch vermin¬ dert, wobei zugleich die Laufkultur, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen deutlich verbessert wird. Auch Kohlenmonoxid und das zur Schmierung zugeführte Öl werden in deutlich geringeren Men¬ gen ausgestoßen, so daß ein solcher Zweitaktmotor bezüglich der Abgaswerte mit einem Viertaktmotor vergleichbar ist, aber den- noch die zweitakttypische hohe Leistung bei geringem Gewicht aufweist.
Bei den oben beschriebenen Pumpe-Düse-Systemen wird der Kraft¬ stoff-Kreislaufraum von einer Druckkammer und einem Förderkol¬ ben- bzw. Ankerraum gebildet, wobei die Druckkammer der durch ein Standdruckventil vom Druckraum abgetrennte Teilraumbereich ist, in dem auf den Kraftstoff die kinetische Energie des Ankers übertragen wird und wobei der Ankerraum der Teilraumbereich ist, in den der widerstandslos verdrängte Kraftstoff während des beschleunigten Teilhubs einfließen kann.
Der Ankerraum kann nach den bekannten Pumpe-Düse-Systemen über eine Gehäusebohrung mit einer Kraftstoffflutung- bzw. -spülein- richtung in Verbindung stehen, so daß Kraftstoff während der Einspritzaktivität des Ankers und/oder während der Startphase der Pumpe bzw. des Motors durch diesen Teilraumbereich befördert werden kann. Durch diese Flutung bzw. Spülung mit z.B. kühlem und blasenfreiem Kraftstoff werden im Ankerraum befindlicher blasenhaltiger Kraftstoff entfernt, der Ankerraum sowie dessen Umgebung gekühlt und Blasenbildung infolge von Wärmeeinwirkung und/oder Kavitation weitgehend unterdrückt.
Unter besonderen Bedingungen insbesondere bei Einwirkung von Wärme auf den Kraftstoff, die im Pumpe-Düse-System während des Betriebes entstehen kann, z.B. durch die elektrische Energie und/oder Ankerreibung oder dergleichen, können Blasen in den Druckraum gelangen. Dies kann die Funktion des Pumpe-Düse-Sy¬ stems und insbesondere den Einspritzvorgang beeinträchtigen.
Aufgabe der Erfindung ist, das Eindringen von Gasblasen in den Druckraum und insbesondere auch die Bildung von Gasblasen im Druckraum der eingangs beschriebenen Pumpe-Düse-Systeme weitest¬ gehend zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unter- ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung sieht demnach insbesondere eine Druckkammer in der die im Anker bzw. im Förderkoblenelement gespeicherte Energie auf den Kraftstoff übertragen wird vor, wobei die Druckkammer durch die Anordnung des die widerstandslose Verdrängung unter¬ brechenden Ventils außerhalb des Ankerraums vom Ankerraum bzw. Ankerbereich separat ausgebildet ist. Hierdurch wird die im Ankerraum erzeugte Wärme nicht unmittelbar auf die Druckkammer übertragen, wodurch die Erwärmung des beim Einspritzvorgang kom¬ primierten Kraftstoff und damit die Gefahr einer Blasenbildung erheblich reduziert wird. Zudem ist die Druckkammer frei zugäng¬ lich, so daß sie zur weiteren Kühlung beispielsweise mit Kühl¬ rippen und/oder direkt mit einer Kraftstoffzufuhrleitung ver¬ sehen werden kann, so daß sich in der Druckkammer nur "frischer" und somit kühler Kraftstoff befindet. Ferner kann die Druckkam¬ mer kleinvolumig ausgebildet sein, so daß sich immer nur wenig Kraftstoff in der Druckkammer befindet und damit schon die Ge¬ fahr eines hohen Blasenanteils vermindert wird.
Außerdem brauchen auf Grund des kleinen Flutraumes bei direkter Kraftstoffzufuhr auch nur geringe Kraftstoffmengen umgespült zu werden.
Die doppelte bzw. zweiseitige Axialführung des Ankers führt zur Reduzierung von z. B. durch Kippbewegung des Ankers, die vordem möglich waren, bewirkter Reibung und damit zur Verminderung von Wärmeentwicklung.
Die funktionsbehindernde Wirkung von Gasblasen und/oder die Er¬ wärmung des Kraftstoffes werden nahezu ausgeschlossen.
Die doppelseitige axiale Ankerführung erbringt nicht nur im Zusammsenhang mit den oben beschriebenen Problemen Abhilfe. Sie führt auch bei anderen bekannten Ausführungsformen der Pumpe- Düse-Systeme zur Vereinfachung der Raumform, zur Vereinfachung und damit auch Vergleichmäßigung der Bauform und zur Vereinfa- chung der Montage des Ankers bzw. der Pumpe sowie insbesondere aber auch zur Verminderung von radialen Vibrationen des Ankers, die bei den bekannten Pumpe-Düse-Systemen aufgrund der lediglich einseitig axialen Führung und aufgrund von unvermeidbarem bzw. erforderlichem allzu hohe Reibung verminderndem Spiel zwischen Ankermantel und Zylinderwandung der Pumpe möglich sind und die die Reproduzierbarkeit der Einspritzvorgänge beeinträchtigen.
Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung im folgenden beispiel¬ haft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Anordnung einer Kraftstoff-Einspritz¬ vorrichtung bei einem einzylindrigem Zweitaktmotor;
Fig. 2 schematisch im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbei¬ spiel einer erfindungsgemäßen Einspritzpumpe;
Fig. 3 im Querschnitt einen Anker der in Fig. 2 gezeigten Einspritzpumpe;
Fig. 4 im Querschnitt einen Ventilkörper der in Fig. 2 ge¬ zeigten Einspritzpumpe;
Fig. 5 schematisch im Längsschnitt ein zweites Ausführungs¬ beispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzpumpe.
Fig. 6 schematisch im Längsschnitt ein Standdruckventil.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Eispritzvorrichtung für Brenn¬ kraftmaschinen ist als elektromagnetisch angetriebene Hubkolben¬ pumpe 1 ausgebildet, die nach dem Energiespeicherprinzip arbei¬ tet, so daß Kraftstoff mit kurzen Druckstößen in die Brennkraft¬ maschine eingepritzt wird.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hubkolben¬ pumpe 1 ist in den Fig. 2 bis 4 gezeigt.
Die Hubkolbenpumpe 1 weist ein im wesentlichen langgestrecktes zylinderför iges Pumpengehäuse 15 auf mit einer Ankerbohrung 16, einer Ventilbohrung 17 und einer Druckkammerbohrung 18, die jeweils hintereinander im Pumpengehäuse 15 eingebracht sind und einen sich durch das gesamte Pumpengehäuse 15 erstreckenden Durchgang bilden. Die Ankerbohrung 16 ist in Einspritzrichtung hinter der Ventilbohrung 17 und die Druckkammerbohrung 18 ist in Einspritzrichtung vor der Ventilbohrung 17 angeordnet. Die Boh¬ rungen 16, 17, 18 sind konzentrisch zur Längsachse 19 des Pum¬ pengehäuses 15 angeordnet, wobei die Ankerbohrung 16 und die Druckkammerbohrung 18 jeweils einen größeren Innendruchmesser als die Ventilbohrung 17 aufweisen, so daß die Ankerbohrung 16 und die Ventilbohrung 17 durch eine erste Ringstufe 21 und die Ventilbohrung 17 und die Druckkammerbohrung 18 durch eine zweite Ringstufe 22 voneinander abgesetzt sind.
Die Ankerbohrung 16 begrenzt in Radialrichtung einen Ankerraum 23, in dem ein etwa zylinderförmiger Anker 24 in Längsachsrich¬ tung hin- und herbeweglich angeordnet ist. Der Ankerraum ist in Axialrichtung nach vorne durch die erste Ringstufe 21 und nach hinten durch eine vordere Stirnfläche 25 eines zylindrischen Verschlußstopfens 26 begrenzt, der in das in Eispritzrichtung nach hinten offene Ende der Ankerbohrung 16 geschraubt ist.
Der Anker 24 ist aus einem im wesentlichen zylinderförmigen Körper mit einer in Einspritzrichtung vorderen und hinteren Stirnfläche 28, 29 und einer Mantelfläche 30 ausgebildet. Von der hinteren Stirnfläche 28 bis etwa zur Längsmitte des Ankers 24 ist am Ankerumfangsbereich Material abgenommen, so daß der Anker 24 eine von hinten nach vorne außen verlaufende Kegelflä¬ che 31 hat. Der Anker 24 ist mit Spiel zwischen seiner Mantel¬ fläche 30 und der Innenfläche der Ankerbohrung 16 eingesetzt, so daß bei einer Hin- und Herbewegung des Ankers 24 in der Anker¬ bohrung 16 dieser die Innenfläche der Ankerbohrung 16 nur bei Verkippungen des Ankers 24 berührt, wodurch die Reibung zwischen dem Anker 24 und der Ankerbohrung 16 gering gehalten wird. Durch das Vorsehen der Kegelfläche 31 am Anker 24 wird die Berührungs¬ und damit die Reibfläche weiter vermindert, wodurch die Reibung zwischen dem Anker 24 und der Innenfläche der Ankerbohrung 16 und somit auch die Wärmeentwicklung weiter verringert wird. Der Anker 24 ist im Bereich seiner Mantelfläche 30 mit zumindest einer, vorzugsweise zwei oder mehreren in Längsachsrichtung ver- laufenden Nuten 32 versehen. Der Anker 24 hat eine Quer¬ schnittsform (Fig. 3) mit zwei seitlich angeordneten Halbkreis¬ elementen 24a und mit zwei breiten, flachen Nuten 32 im Bereich zwischen den Halbkreiselemten 24a. Zentral am Anker 24 ist in Längsachsrichtung eine durchgehende Bohrung 33 eingebracht.
In die Bohrung 33 des Ankers 24 ist ein Förderkolbenrohr 35 eingesetzt, das einen zentralen Durchgangsraum 36 bildet. An der vorderen Stirnfläche 29 des Ankers 24 sitzt ein Kunststoffring 37, der vom Förderkolbenrohr 35 durchgriffen wird. Auf dem Kunststoffring 37 stützt sich nach vorne eine Ankerfeder 38 ab, die sich bis zu einem entsprechenden korrespondierenden Lager¬ ring 39 erstreckt. Dieser Lagerring 39 sitzt auf der ersten Ringstufe 21 in der Ankerbohrung 16.
Das Förderkolbenrohr 35 ist kraftschlüssig mit dem Anker 24 verbunden. Die Einheit aus Förderkolbenrohr 35 und Anker 24 wird nachfolgend als Förderkolbenelement 44 bezeichnet. Das Förder¬ kolbenelement 44 kann auch einteilig bzw. einstückig ausgebildet sein.
In der Ventilbohrung 17 sitzt formschlüssig ein Führungsrohr 40, das sich nach hinten in den Ankerraum 23 in den Bereich inner¬ halb der Spiralfeder 38 erstreckt. Am in Einspritzrichtung vor¬ deren Ende des Führungsrohrs 40 ist ein nach außen vorstehender Ringsteg 41 vorgesehen, der sich an der zweiten Ringstufe 22 nach hinten abstützt. Der Ringsteg 41 erstreckt sich radial nicht ganz bis zur Innenfläche der Druckkammerbohrung 18, so daß zwischen dem Ringsteg 41 und der Druckkammerbohrung 18 ein schmaler, zylinderförmiger Spalt 42 ausgebildet ist. Durch den Ringsteg 41 ist das Führungsrohr 40 gegen eine axiale Verschie¬ bung nach hinten gesichert.
Das mit dem Anker 24 kraftschlüssig verbundene Förderkolbenrohr 35 erstreckt sich nach vorne bis in das Führungsrohr 40 und nach hinten in eine axiale Sackbohrung 43 des Verschlußstopfens 26 hinein, so daß das Förderkolbenrohr 35 sowohl an seinem in Ein- spritzrichtung vorderem Ende 45 als auch an seinem hinteren Ende 46 geführt wird. Durch diese zweiseitige Führung an den Enden 45, 46 des langgestreckten Förderkolbenrohres 35 wird das För¬ derkolbenelement 44 verkippfrei geführt, so daß unerwünschte Reibung zwischen dem Anker 24 und der Innenfläche der Ankerboh¬ rung 16 sicher vermieden werden.
Im vorderen Bereich des Führungsrohres 40 ist axial verschiebbar ein Ventilkörper 50 gelagert, der einen im wesentlichen zylin¬ derförmigen, langgestreckten, zapfenförmigen Vollkörper mit einer vorderen und hinteren Stirnfläche 51, 52 und einer Mantel¬ fläche 53 bildet. Der Außendurchmesser des Ventilkörpers 50 entspricht der lichten Weite des Durchgangs im Führungsrohr 40. An der Mantelfläche 53 des Ventilkörpers 50 ist ein Ringsteg 54 vorgesehen, der etwa am Ende des vorderen Drittels des Ventil¬ körpers 50 angeordnet ist. Der Ringsteg 41 des Führungsrohres 40 bildet für den Ringsteg 54 des Ventilkörpers 50 in der Ruhelage des Ventilkörpers 50 ein Widerlager, so daß dieser nicht weiter nach hinten verschoben werden kann. Der Ventilkörper 50 ist an seinem Umfang mit drei in Längsachsrichtung verlaufenden Nuten 55 versehen (Fig. 4). Der Ringsteg 54 ist im Bereich der Nuten 55 unterbrochen.
Die hintere Stirnfläche 52 des Ventilkörpers 50 ist an ihrem Randbereich konisch ausgebildet und wirkt mit der Stirnfläche des vorderen Endes 45 des Förderkolbenrohrs 35 zusammen. Die Raumform des vorderen Endes 45 des Förderkolbenrohres 35 ist an die hintere Stirnfläche 52 des Ventilkörpers 50 angepaßt, in dem die Innenkante des Förderkolbenrohres 35 angefast ist und die Wandung des Förderkolbenrohres 35 innen etwas abgetragen ist. Das Förderkolbenrohr 35 bildet somit mit seinem vorderen Ende 45 einen Ventilsitz 57 für den Ventilkörper 50. Liegt der Ventil¬ körper 50 mit seiner hinteren Stirnfläche 52 an dem Ventilsitz 57 an, so ist der Durchgang durch die im Bereich der Mantelflä¬ che des Ventilkörpers 50 eingebrachten Nuten 55 versperrt.
Der aus dem Führungsrohr 40 nach vorne in die Druckkammerbohrung 18 vorstehende Bereich des Ventilkörpers 50 ist von einem Druck¬ kammerkörper 60 umgeben, der aus einer Zylinderwandung 61 und einer vorderen Stirnwandung 62 besteht, wobei in die Stirnwan¬ dung 62 zentral ein Loch bzw. eine Bohrung 63 eingebracht ist. Der Druckkammerkörper 60 steckt mit seiner zylinderförmigen Wandung 61 formschlüssig in der Druckkammerbohrung 18, wobei er mit seiner an dem freien Ende der Zylinderwandung 61 liegenden Stirnflächen 64 an dem nach außen vorstehenden Ringsteg 41 des Führungsrohres 40 anstoßend angeordnet ist, wobei im Druckkam¬ merkörper 60 radiale Durchgangsbohrungen 65 vorgesehen sind, die eine Verbindung der Druckkammer 66 mit der Kraftstoffzufuhrboh- rung 76 schafft.
Der Druckkammerkörper 60 begrenzt mit seinem Innenraum eine Druckkammer 66, in die der Ventilkörper 50 eintauchen und den in der Druckkammer 66 befindlichen Kraftstoff unter Druck setzen kann. Die Druckkammer hat an ihrem in Einspritzrichtung hinteren Bereich, der sich etwa über die Hälfte der Länge des Druckkam¬ merkörpers 60 erstreckt, eine größere lichte Weite als im vor¬ deren Bereich. Die größere lichte Weite im hinteren Bereich ist so bemessen, daß der Ventilkörper 50 mit seinem Ringsteg 54 und einem geringen Spiel in die Druckkammer 66 eintauchen kann, wohingegen die lichte Weite des vorderen Bereiches so bemessen ist, daß nur für den vom Ringsteg 54 sich nach vorne erstrecken¬ den Bereich des Ventilkörpers 50 und eine diesen Bereich umge¬ bende Schraubenfeder 67 ausreichend Raum ist. Hierdurch ist die Druckkammer 66 nur geringfügig größer ausgebildet, als der beim Einspritzvorgang ausgeführten Stoßbewegung des Ventilkörpers 50 beanspruchte Raum.
Die Schraubenfeder 67 sitzt mit einem Ende innen an der Stirn¬ wandung 62 des Druckkammerkörpers 60 und liegt mit ihrem anderen Ende am Ventilkörper 50 und insbesondere an dessen Ringsteg 54 an, so daß sie d#eη Ventilkörper 50 und den Druckkammerkörper 60 auseinanderdrückt.
Der Druckkammerkörper 60 ist in Einspritzrichtung nach vorne durch ein Anschlußstück 70 axial fixiert, das in das nach vorne offene Ende der Druckkammerbohrung 18 geschraubt ist. Das An¬ schlußstück 70 begrenzt die Lage des Druckkammerkörpers 60 in Axialrichtung nach vorne, so daß durch die Schraubenfeder 67 der Ventilkörper 50 nach hinten vorgespannt ist. Außenseitig ist das Anschlußstück mit einer Mündung 71 zum Anschließen einer Kraft¬ stofförderleitung 72 (Fig. 1) ausgebildet. Das Anschlußstück 70 weist eine in Längsachsrichtung durchgehende Bohrung 73 auf, in der ein Standdruckventil 74 untergebracht ist. Das Standdruck¬ ventil ist vorzugsweise angrenzend zu dem Druckkammerkörper 60 angeordnet.
Der Druckkammerkörper 60 ist an seiner Außenfläche mit einer Ringnut 68 versehen, in der ein Kunststoffdichtring 69 lagert, der den Druckkammerkörper 60 gegenüber der Innenfläche der Druckkammerbohrung 18 abdichtet.
Für die Zufuhr von Kraftstoff ist am Pumpengehäuse 15 eine Kraftstoffzufuhr-Öffnung 76 im Bereich der Druckkammerbohrung 18 eingebracht, so daß sie mit den Bohrungen 65 im Druckkammerkör¬ per 60 kommunizieren kann. Außenseitig am Pumpengehäuse 15 ist die Kraftstoffzufuhr-Öffnung 76 von einer Fassung 77 für ein Kraftstoffzufuhr-Ventil 78 umgeben, das in die Fassung 77 ge¬ schraubt ist. Das Kraftstoffzufuhr-Ventil 78 ist als Einwegven¬ til mit einem Ventilgehäuse 79 ausgebildet. Das Ventilgehäuse 79 weist zwei axial fluchtende Bohrungen 80, 81 auf, wobei die pumpengehäuseseitige Bohrung 80 einen größeren Innendurchmesser als die Bohrung 81 hat, so daß zwischen den beiden Bohrungen eine Ringstufe ausgebildet ist, die einen Ventilsitz 82 für eine Kugel 83 bildet. Die Kugel 83 ist durch eine Feder 84, die sich im Bereich um die Kraftstoffzufuhr-Öffnung 76 am Pumpengehäuse 15 in der Bohrung 80 abstützt, gegen den Ventilsitz 82 vorge¬ spannt, so daß unter Druck von außen zugeführter Kraftstoff die Kugel 83 vom Ventilsitz 82 hebt, so daß der Kraftstoff durch die Bohrung 80 und die Kraftstoffzufuhr-Öffnung 76 in die Druckkam¬ merbohrung 18 zugeführt wird. Von der Druckkammer 66 erstreckt sich durch die Nuten 55 des Ventilkörpers 50, dem Abstand zwischen dem Ventilsitz 57 des Förderkolbenrohres 35 und der hinteren Stirnfläche 52 des Ven¬ tilkörpers 50 und den Durchgangsraum 36 des Förderkolbenrohres 35 ein Durchgang bis in das Sackloch 43 des Verschlußstopfens 26. Das Sackloch bzw. die Sackbohrung 43 ist in Längsachsrich¬ tung verlaufend angeordnet und mündet in den Ankerraum 23, wobei sich das Sackloch 43 etwa über zwei Drittel bis drei Viertel der Länge des Verschlußstopfens 26 erstreckt. Vom hinteren Bereich des Sackloches 43 erstreckt sich eine, vorzugsweise zwei oder mehrere lange Bohrungen 88 zum Peripheriebereich 89 der vorderen Stirnfläche 25 des Verschlußstopfens 26, so daß eine kommunizie¬ rende Verbindung zwischen Ankerraum 23 und dem Sackloch 43 her¬ gestellt ist.
Am Peripheriebereich der ersten Ringstufe ist eine nach außen führende Bohrung 90 als Kraftstoff-AblaufÖffnung eingebracht. Die Bohrung 90 wird außen durch einen Anschlußstutzen 91 zum Anschluß einer Kraftstoff-Rücklaufleitung 92 (Fig. 1) verlän¬ gert.
Der zylindrische Verschlußstopfen 26 weist auf seiner Mantel¬ fläche ein umlaufenden, nach außen vorstehenden Ringsteg 93 auf. Der Ringsteg 93 dient unter anderem auch zur axialen Fixierung eines das Pumpengehäuse 15 außen umgreifenden Feststellring 94 bzw. eines unmittelbar an den Feststellring 94 angrenzend an¬ geordneten Spulengehäusezylinders 95. Der Feststellring 94 bil¬ det im Querschnitt zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Schenkel 96, 97, wobei der eine Schenkel 96 an der Außenseite des Pumpengehäuses 15 anliegt und der andere Schenkel 97 nach außen vorsteht und am Spulengehäusezylinder anliegt. Der Spu- lengehäusezylinder 95 besteht aus einer Zylinderwandung 98 und aus einem Zylinderboden 99, der seitlich an der Zylinderwandung 98 nach innen zeigend angebunden ist und ein Loch aufweist, so daß der Spulengehäusezylinder 95 von hinten auf das Spulengehäu¬ se 15 mit dem Zylinderboden 99 nach hinten zeigend aufgeschoben wird, bis die Zylinderwandung 98 an einer vom Spulengehäuse 15 senkrecht nach außen vorstehenden Gehäusewandung 100 anstößt und so eine Ringkammer 101 mit etwa rechteckigem Querschnitt zur Aufnahme einer Spule 102 begrenzt.
Der Spulengehäusezylinder 95 und der Feststellring 94 sind somit zwischen der Gehäusewandung 100 und dem Ringsteg 93 des Ver¬ schlußstopfens 26 eingeklemmt und in ihrer Axiallage fixiert. Der Schenkel 96 des Feststellrings 94 ist am inneren Rand seiner Stirnfläche angefast, wobei zwischen der darin ausgebildeten Fase und dem Ringsteg 93 ein Dichtungsring 103, wie z. B. ein 0- Ring eingeklemmt ist.
Die Spule 102 ist im Querschnitt etwa rechteckförmig und in einem im Querschnitt U-förmigen Tragkörperzylinder 104 mittels Epoxidharz eingegossen, so daß die Spule 102 und der Tragkörper¬ zylinder 104 ein einteiliges Spulenmodul bilden. Der Tragkörper¬ zylinder 104 hat eine Zylinderwandung 105 und zwei Seitenwandun¬ gen 106, 107, die radial von der Zylinderwandung 105 abstehen und den Raum für die Spule 102 begrenzen, wobei sich die Zylin¬ derwandung 105 seitlich über die hintere Seitenwandung 106 hin¬ aus erstreckt, so daß deren Stirnfläche 108, die Stirnfläche 109 der Seitenwandungen 106, 107 und die Innenflächen der Zylinder¬ wandung 106 und die vordere Seitenwandung 107 formschlüssig in der Ringkammer 101 anliegen.
In dem Bereich des Pumpengehäuses 15, der zwischen der Spule 102 und dem Ankerraum 23 angeordnet ist, ist ein Material 110 mit geringer magnetischer Leitfähigkeit, z.B. Kupfer, Aluminium, rostfreier Stahl, zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlus¬ ses zwischen der Spule 102 und dem Anker 24 eingebracht.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritz¬ pumpe ist in Fig. 5 dargestellt.
*
Die Hubkolbenpumpe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die oben beschriebene Hubkolbenpumpe 1, so daß Teile mit gleicher Raumform und glei- eher Funktion mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
Die Hubkolbenpumpe 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in ihrer Längserstreckung kürzer ausgebildet als die Hubkolben¬ pumpe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Verkürzung im wesentlichen durch Verwendung einer Kugel 50a als Ventilkör¬ per erzielt wird. Der Ringsteg 41 des Führungsrohres 40 bildet in der Ruhelage für die Kugel 50a ein Widerlager, so daß diese nicht weiter nach hinten verschoben werden kann. Der Ringsteg 41 ist mit einem an die Kugelform angepaßten ringförmigen Kugelsitz 41a ausgebildet, so daß die Kugel 50a bereichsweise formschlüs¬ sig an dem Ringsteg 41 anliegt.
Die Kugel 50a hat eine glatte Oberfläche, weshalb in dem Kugel¬ sitz 41a Nuten 41b eingebracht sind, die die Druckkammer 66 mit dem Spalt zwischen dem Ventilsitz 57 des Förderkolbenrohres 35 und der Oberfläche der Kugel 50a verbindet, wenn diese auf Ab¬ stand zu dem Ventilsitz 57 angeordnet ist. Durch das Vorsehen der Nuten 41b wird die Durchspülung der Druckkammer 66 ermög¬ licht.
Der Verschlußstopfen 26a dieses Ausführungsbeispiels weist eine von der vorderen Stirnfläche 25 sich erstreckende zentrale erste Bohrung 120 auf, in der das Förderkolbenrohr 35 geführt ist und die dem Sackloch 43 des Verschlußstopfens 26 des ersten Ausfüh¬ rungsbeispieles entspricht. Die erste Bohrung 120 mündet in eine zweite Bohrung 121 des Verschlußstopfens 26a. Die Bohrungen 120, 121 sind konzentrisch zur Längsachse 19 des Pumpengehäuses 15 bzw. des Verschlußstopfens 26a angeordnet. Die zweite Bohrung 121 erstreckt sich bis zur hinteren Stirnfläche 122 des Ver¬ schlußstopfens 26a und ist mit einem Innengewinde zur Aufnahme eines Anschlußstutzens 91a zum Anschluß einer Kraftstoff-Rück¬ laufleitung 92 versehen. In der Ausgangsstellung erstreckt sich somit der Strömungsweg zur Spülung durch das Förderkolbenrohr 35 vom Kraftstoffzufuhr-Ventil 78 in die Druckkammer 66 durch die Nuten 41b in den Spalt zwischen dem Ventilsitz 57 und der Kugel 50a und durch den Durchgangsraum 36 des Förderkolbenrohres 35 in die Bohrung 121 bzw. durch den Anschlußstutzen 91a in die Kraft¬ stoff-Rücklaufleitung 92. Dieser Strömungsweg führt somit nicht durch den Ankerraum 23.
Zur Spülung des Ankerraums 23 ist ein Querstromweg vorgesehen, der eine Querstrombohrung 125 aufweist, die sich zwischen der Bohrung 81 des Ventilgehäuses 79 und dem Ankerraum 23 erstreckt und diese miteinander verbindet. Die Bohrung 81 des Ventilgehäu¬ ses 79 liegt außerhalb des Kraftstoffzufuhr-Ventils 78, so daß der zugeführte Kraftstoff direkt ohne jegliche Engstellen in den Ankerraum 23 geleitet wird. Vom Ankerraum 23 strömt der Kraft¬ stoff durch die Bohrungen 88 im Verschlußstopfen 26a in die zweite Bohrung 121, in der der Anschlußstutzen 91a sitzt, und durch den Anschlußstutzen 91a in die Kraftstoff-Rücklaufleitung 92. Der Querstromweg bildet somit eine Art Bypass zu dem Strö¬ mungsweg durch den Durchgangsraum 36 des Förderkolbenrohres 35.
Der Querstromweg ist vorteilhaft bei einer starken Wärmeentwick¬ lung im Ankerraum 23, da der Ankerraum 23 mit kühlem Kraftstoff gespült wird, wobei die Spülung des Ankerraums 23 mit einem hohen Durchsatz erfolgt, da der Querstromweg keinerlei Engstel¬ len, wie z.B. Ventil- oder Nutdurchgänge aufweist, die die Strö¬ mung behindern würden.
Das Vorsehen des QuerStromwegs ermöglicht eine Spülung des An¬ kerraums 23 ohne eine zusätzliche Kraftstoffpumpe, die den zu¬ geführten Kraftstoff unter einen Vordruck setzt, da aufgrund der Saugwirkung der Hubkolbenpumpe 1 auch Kraftstoff in den Quer¬ stromweg befördert wird.
In bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere bei geringer Wär¬ meentwicklung, kann es zweckmäßig sein, den Ankerraum 23 trok- kenzulegen, um einen möglichst freigängigen Anker 24 zu erhal¬ ten. Hierzu wird weder die Querstrombohrung 125 noch die Boh¬ rungen 88 im Verschlußstopfen 26a eingebracht, so daß der Anker¬ raum 23 vom Strömungsweg getrennt ist. Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ein¬ spritzvorrichtung anhand des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert.
Ist der Stromfluß durch die Spule 102 unterbrochen, so wird der Anker 24 durch die Spiralfeder 38 nach hinten gegen den Ver¬ schlußstopfen 26 gedrückt, an welchem er mit seiner rückseitigen Stirnfläche 49 anliegt. Das ist die Ausgangsstellung des Ankers 24, bei der das Förderkolbenrohr 35 mit seinem Ventilsitz 57 von der hinteren Stirnfläche 52 des Ventilkörpers 50 mit einem Ab¬ stand sv beabstandet angeordnet ist.
In dieser Ausgangsstellung wird vom Kraftstofftank 111 mittels einer Kraftstoffpumpe 112 und einer Kraftstoffzufuhrleitung 113 ein unter einem Vordruck stehender Kraftstoff durch das Kraft¬ stoffzufuhr-Ventil 78 in die Druckkammer 66 zugeführt. Von der Druckkammer 66 strömt der Kraftstoff durch die im Mantelbereich des Ventilkörpers 50 eingebrachten Nuten 55 durch das Führungs¬ rohr 40 in den Spalt zwischen dem Ventilsitz 57 des Förderkol¬ benrohres 35 und der hinteren Stirnfläche 52 des Ventilkörpers und durch den Durchgangsraum 36 des Förderkolbens 35 in das Sackloch 43 des Verschlußstopfens 26. Aus dem hinteren Endbe¬ reich des Sackloches 43 strömt der unter Druck stehende Kraft¬ stoff durch die Bohrungen 88 des Verschlußstopfens 26 hindurch und flutet den Ankerraum, wobei die Bereiche des Ankerraums vor und hinter dem Anker 24 durch die im Anker 24 eingebrachten Nuten 32 miteinander kommunizierend verbunden sind, so daß der gesamte Ankerraum mit Kraftstoff gefüllt wird. Durch die Bohrung 90 und den Anschlußstutzen 91 wird der Kraftstoff durch eine Kraftstoffrücklaufleitung 92 zurück in den Kraftstofftank 111 geleitet.
Somit besteht in der Ausgangsstellung des Förderkolbenelements 44 ein sich vom Kraftstoffzufuhr-Ventil 78 über die Druckkammer 66, dem Durchgangsraum 36 des Förderkolbens 35, dem Sackloch 43 und den Bohrung 88 im Verschlußstopfen 26, dem Ankerraum 23 und der Bohrung 90 mit dem Anschlußstutzen 91 erstreckender Strö- mungsweg für den Kraftstoff, so daß Kraftstoff kontinuierlich zugeführt und durch den Durchgang gespült, wobei die Druckkammer immer mit frischem, kühlem Kraftstoff direkt aus dem Kraftstoff¬ tank 111 versorgt und geflutet wird.
Der durch die Kraftstoffpumpe 112 erzeugte Vordruck ist größer als der im Strömungsweg entstehende Druckabfall, so daß eine kontinuierliche Spülung der Hubkolbenpumpe 1 gewährleistet ist, und ist kleiner als der Durchlaßdruck des Standdruckventils 74, so daß in der Ausgangsstellung des Förderkolbenelements 44 kein Kraftstoff in den Brennraum 4 gefördert wird.
Wird die Spule 102 durch Anlegen eines elektrischen Stromes erregt, wird durch das hierbei erzeugte Magnetfeld der Anker 24 nach vorne in Stoß- bzw. Einspritzrichtung bewegt. Der Bewegung des Ankers 24 und dem damit kraftschlüssig verbundenen Förder¬ kolbenrohr 35 wirkt während eines Vorhubes über die Länge sv (entspricht dem Abstand zwischen dem Ventilsitz 57 des Förder¬ kolbenrohres 35 und der rückseitigen Stirnfläche 52 des Ventil¬ körpers 50 in der Ausgangsstellung) nur die Federkraft der Feder 38 entgegen. Die Federkraft der Feder 38 ist so weich ausgebil¬ det, daß der Anker 24 nahezu ohne Widerstand bewegt wird, aber dennoch für eine Rückführung des Ankers 24 in seine Ausgangs¬ stellung genügt. Der Anker 24 "schwimmt" in dem mit Kraftstoff gefüllten Druckraum 23, wobei der Kraftstoff zwischen den Berei¬ chen vor und hinter dem Anker 24 im Ankerraum 23 beliebig hin- und herströmen kann, so daß kein dem Anker 24 entgegenstehender Druck aufgebaut wird. Das Förderkolbenelement 44, bestehend aus Anker 24 und das Förderkolbenrohr 35, wird somit kontinuierlich beschleunigt und speichert kinetische Energie.
Am Ende des Vorhubs schlägt das Förderkolbenelement 44 mit dem Ventilsitz 57 auf die rückseitige Stirnfläche 52 des Ventilkör¬ pers 50 auf, so daß dieser schlagartig nach vorne gedrückt wird. Da das Förderkolbenrohr 35 mit seinem Ventilsitz 57 nun an der rückseitigen Stirnfläche 52 des Ventilkörpers 50 anliegt, ist der Strömungsweg von der Druckkammer zu dem Durchgangsraum 36 des Förderkolbenrohres 35 unterbrochen, so daß der Kraftstoff aus der Druckkammer 66 nicht mehr nach hinten entweichen kann. Der Kraftstoff wird somit durch die Vorschubbewegung des Ventil- körpers 50 in der Druckkammer 66 verdrängt, wobei er unter Druck gesetzt wird. Das Kraftstoffzufuhr-Ventil 78 ist nunmehr ge¬ schlossen, da sich in der Druckkammer und in der Bohrung 80 des Kraftstoffzufuhr-Ventils 78 ein Druck aufbaut, der größer ist als der Druck, mit dem der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe zugeführt wird. Ab einem vorbestimmten Druck öffnet sich dann das Standdruckventil 74, so daß der in der Förderleitung befind¬ liche zwischen der Einspritzdüse 2 und der Hubkolbenpumpe 1 Kraftstoff auf einen vorbestimmten Druck komprimiert wird, der beispielsweise bei 60 bar liegt und durch den Durchlaßdruck der Einspritzdüse 2 festgelegt ist. Mit dem Aufschlagen des Förder¬ kolbens 44 wird somit die in der Bewegung des Förderkolbenele¬ ments gespeicherte Energie schlagartig auf den in der Druckkam¬ mer 66 befindlicehn Kraftstoff übertragen.
Die Einspritzdüse 2 spritzt den Kraftstoff direkt in den Zylin¬ der 5 des Verbrennungsmotor ein, wobei der Kraftstoff durch die Düse 2 auf Grund des hohen Drucks, der mit der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung erreicht wird, fein zerstäubt wird.
Das Standdruckventil 74 ist ein Rückschlagventil, wobei derarti¬ ge Rückschlagventile herkömmlicherweise eine Bohrung in einem Ventilsitz aufweisen, gegen den ein starrer Ventilkörper durch eine Feder gedrückt wird. Die herkömmlichen Standdruckventile 74 verschließen die Zuleitung zur Kraftstofförderleitung 72 sehr schnell und sicher. Hierbei verbleibt in der Kraftstofförderlei¬ tung 72 ein Standdruck, der oftmals nur wenig geringer ist als der Öffnungsdruck der Einspritzdüse 2.
Durch Temperaturschwankungen kann der Druck in der Kraftstoff¬ förderleitung 72 sich verändern, so daß die Einspritzdüse öffnet und Kraftstoff zu einem unbestimmbaren Zeitpunkt in den Brenn¬ raum eintritt, wodurch die Schadstoffwerte in den Abgasen erheb¬ lich erhöht werden. Andererseits soll das Standdruckventil 74 in der Kraftstofför- derleitung 72 ein gewisses permanentes Druckniveau von etwa 5 bis 10 bar aufrechterhalten, um eine Dampfblasenbildung zu ver¬ hindern.
Deshalb ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Standdruck¬ ventil vorzusehen, das ein unbeabsichtigtes Eindringen von Kraftstoff in den Brennraum ausschließt und insbesondere auch eine Dampfblasenbildung verhindert.
Die Aufgabe wird durch ein Standdruckventil mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Dabei wird die Zuleitung zur Kraft¬ stofförderleitung schnell und sicher verschlossen und ein Stand¬ druck in der Kraftstofförderleitung bewirkt, der ein Niveau einnimmt, das deutlich unterhalb des Durchlaßdrucks der Ein¬ spritzdüse und oberhalb des zur Vermeidung einer Dampfblasenbil¬ dung notwendigen Niveaus liegt.
Das erfindungsgemäße Standdruckventil 74 weist als Ventilkörper eine flache, elastische Membran 200 auf, die gegen eine Ventil¬ sitzeinrichtung 201 von einer Feder 202 gedrückt wird (Fig. 6).
In der geöffneten Stellung des Standdruckventils 74 wird von der Standdruckventilaußenseite bzw. der Druckkammer 66 Kraftstoff unter Hochdruck in Richtung Einspritzdüse 2 gefördert, wobei die Membran 200 vom Ventilsitz 201 abgehoben wird. Dabei stellt sich auf beiden Seiten der Membran 200 derselbe Druck ein, so daß der an beiden Flachseiten der Membran 200 anliegende Druck im Gleichgewicht ist. Die Membran nimmt hierbei eine ebenflächige Form an.
Vermindert sich der Druck von der Standdruckventilaußenseite, so drückt die Feder 202 die Membran 200 auf den Ventilsitz 201, wobei bei einem vorbestimmten Schließdruck das Standdruckventil geschlossen wird. Vermindert sich der Druck an der Standdruck¬ ventilaußenseite weiter, so wird die Membran 200 von dem feder- seitig herrschenden Druck nach außen zur Druckkammer 66 hin gewölbt, so daß sich der in der Kraftstofförderleitung 72 be¬ findliche Kraftstoff etwas ausdehnen bzw. ausbreiten kann, wo¬ durch sein Druckniveau abgesenkt wird. Somit kann durch das Vorsehen der elastischen Membran 200 nach dem Schließen des Standdruckventils 74 ein weiterer Druckabfall unter den Schlie߬ druck des Standdruckventils 74 erfolgen. Ferner können in der Kraftstofförderleitung 72 auftretende Druckschwankungen durch die Elastizität der Membran 200 ausgeglichen werden, so daß eine unbeabsichtigte Druckzunahme in der Kraftstofförderleitung 72 und damit ein unbeabsichtigtes Öffnen der Einspritzdüse vermie¬ den wird.
Vorzugsweise ist das Standdruckventil 74 so ausgebildet, daß die Feder 202 die Membran 200 in einen Bereich beaufschlagt, der axial innerhalb der Abstützung der Membran 200 auf den Ventil¬ sitz 201 liegt, so daß die Membran 200 durch die Federwirkung der Feder 202 am Ventilsitz 201 grundsätzlich gewölbt wird.
Die Membran 200 kann aus Gummi oder Metall ausgebildet sein, wobei eine Gummimembran zweckmäßigerweise mit einem die Membran versteifenden Metallrahmen eingefaßt ist.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, die nach dem Festkörper- Energiespeicher-Prinzip arbeitet und als Hubkolbenpumpe mit einem Förderkolbenelement (44) ausgebildet ist, das während einer nahezu widerstandslosen Beschleunigungsphase kineti¬ sche Energie speichert, die schlagartig auf in einer Druck¬ kammer (66) befindlichen Kraftstoff übertragen wird, so daß ein Druckstoß zum Abspritzen von Kraftstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung erzeugt wird, wobei das die wi¬ derstandslose Beschleunigungsphase unterbrechende Mittel ein Ventil ist, das einen Ventilkörper (50) und einen am Förderkolbenelement (44) ausgebildeten Ventilsitz (57) umfaßt und zum Erzeugen des Druckstoßes die Druckkammer (66) schließt, wodurch die kinetische Energie des Förder¬ kolbenelements (44) auf den in der Druckkammer (66) einge¬ schlossenen Kraftstoff übertragen wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilsitz (57) und der Ventilkörper (50) an dem in Einspritzrichtung vorne liegendem Ende (45) des Förderkol- benelements (44) angeordnet sind, so daß die Druckkammer (66) räumlich getrennt vom Förderkolbenelement (44) ausge¬ bildet ist.
2. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckkammer (66) mit einer Kraftstoffzufuhr-Öffnung (76) zum Zuführen von Kraftstoff versehen ist, wobei die Kraftstoffzufuhr-Öffnung (76) an einem die Druckkammer (66) umgebenden Pumpengehäuse (15) angeordnet ist und mit einer Kraftstoff-Zufuhrleitung (113) verbunden ist, so daß dem Druckkammer (66) frischer, insbesondere unter Druck stehen¬ der Kraftstoff zugeführt wird.
3. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2 dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung als elektromagne¬ tisch betätigte Hubkolbenpumpe (1 ) mit einer Magnetspule (102) und dem von der Spule (102) angetriebenen Förderkol¬ benelement (44) ausgebildet ist, wobei das Förderkolben¬ element (44) einen etwa zylinderförmigen Anker (24) und ein langgestrecktes Förderkolbenrohr (35) aufweist, wobei sich die Enden (45, 46) des Förderkolbenrohrs (35) in Längsachs¬ richtung über den Anker (24) hinaus erstrecken und jeweils formschlüssig und in Längsachsrichtung verschiebbar in Ausnehmungen gelagert sind.
4. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Förderkolbenrohr (35) kraftschlüssig mit dem Anker (24) verbunden ist, wobei am vorderen Ende (45) des Förder¬ kolbenrohrs (35) der Ventilsitz (57) angeordnet ist.
5. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilkörper (50) ein langgestreckter im wesentli¬ chen zylinderförmiger Vollkörper ist, der in einem Füh¬ rungsrohr (40) axial verschiebbar gelagert ist, wobei der Ventilkörper ( 50) an seinem Umfang mit in Längsrichtung verlaufenden Nuten (55) versehen ist, die einen Durchgang von der Druckkammer in einen Durchgangsraum (36) innerhalb des Förderkolbenrohres (35) bilden, wobei der Durchgang versperrt ist, wenn das Förderkolbenrohr (35) mit seinem Ventilsitz (57) am Ventilkörper (50) anliegt, wodurch die Druckkammer (66) geschlossen ist.
6. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ventilkörper eine Kugel (50a) ist, wobei ein Kugel¬ sitz (41a) vorgesehen ist, der für die Kugel (50a) ein Widerlager bildet, so daß sie nicht weiter nach hinten verschoben werden kann, und der Kugelsitz (41a) mindestens eine Nut (41b) aufweist, die einen Durchgang von einer der Druckkammern (66) in einen Durchgangsraum (36) innerhalb des Förderkolbenrohres (35) bildet, wobei der Durchgang versperrt ist, wenn der Ventilsitz (57) am Ventilkörper (50) anliegt, wodurch die Druckkammer (66) geschlossen ist.
7. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der etwa zylinderförmige Anker (24) eine in Einspritz¬ richtung vordere und hintere Stirnfläche (28, 29) und eine Mantelfläche (30) aufweist, und eine von der hinteren Stirnfläche (28) bis etwa zur Längsmitte des Ankers (24) von hinten nach vorne außen verlaufende Kegelfläche (31) aufweist.
8. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hubkolbenpumpe (1) ein Pumpengehäuse (15) mit einer Ankerbohrung (16) aufweist, in der ein Ankerraum (23) durch die Ankerbohrung (16), in Einspritzrichtung nach hinten durch einen Verschlußstopfen (26, 26a) und in Einspritz¬ richtung nach vorne durch eine erste Ringstufe (21) be¬ grenzt ist, in dem der Anker (24) durch eine Magnetspule (102) und eine in Längsachsrichtung den Anker (24) beauf¬ schlagende Feder (38) hin- und herbewegt wird, wobei der Anker (24) an seinem Mantelbereich mit mindestens zwei möglichst in symmetrischer Verteilung am Umfang in Läng¬ sachsrichtung verlaufenden Nuten (32) ausgebildet ist.
9. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (24) einen Ausgangszustand durch die Feder¬ wirkung der Feder (38) einnimmt, wenn die Spule (102) stromlos geschaltet ist, und in diesem Ausgangszustand von der Druckkammer (66) durch die Nuten (55) des Ventilkörpers (50) und dem Durchgangsraum (36) des Förderkolbenrohrs (35) und durch ein Sackloch (43) bzw. eine oder mehrere Bohrun¬ gen (88) im Verschlußstopfen (26) ein durchgehender Strö¬ mungsweg für zugeführten insbesondere unter Druck stehenden Kraftstoff ausgebildet ist.
10. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ankerraum (23) über eine nach außen führende Boh¬ rung (90) und einen Anschlußstutzen (91) mit einer Kraft¬ stoff-Rücklaufleitung (92) verbunden ist.
11. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 8 oder An¬ spruch 8 und Anspruch 9 und/oder 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verschlußstopfen (26a) mit einer durchgehenden Boh¬ rung versehen ist, mit der Kraftstoff aus der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung in die Kraftstoff-Rücklaufleitung (92) abgeführt wird.
12. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Querstrombohrung (125) vorgesehen ist, durch die Kraftstoff direkt dem Ankerraum (23) zugeführt werden kann, und der Verschlußstopfen (26a) Bohrungen (88) aufweist, die den Ankerraum (23 ) mit der durchgehenden Bohrung des Ver¬ schlußstopfens (26a) verbinden, so daß ein Querstromweg zum Spülen des Ankerraums (23) gebildet wird, der unabhängig von einem Durchgangsraum (36) im Förderkolbenelement (44) ist.
13. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder An¬ spruch 2 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckkammer (66) durch ein Standdruckventil (74) begrenzt ist, das sich ab einem vorbestimmten Druck öffnet und den Durchgang in eine Kraftstofförderleitung (72) zu einer Einspritzdüse (2) freimacht.
14. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Druckkammer (66) nur geringfüging größer ist, als der beim Einspritzvorgang ausgeführten Stoßbewegung des Ventilkörpers (50) beanspruchte Raum.
15. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die nach dem Festkörper Energie¬ speicher-Prinzip arbeitet, wobei ein Förderkolbenelement (44) vorgesehen ist, das während einer nahezu widerstands¬ losen Beschleunigungsphase kinetische Energie speichert, die schlagartig auf einen in einer Druckkammer (66) befind¬ lichen Kraftstoff übertragen wird, so daß ein Druckstoß zum Abspritzen von Kraftstoff durch eine Einspritzdüseneinrich¬ tung erzeugt wird, wobei die Kraftstoff-Einspritzvorrich¬ tung als elektromagnetisch betätigte Hubkolbenpumpe ( 1 ) ausgebildet ist und das Förderkolbenelement (44) einen Anker (24) und einen langgestreckten etwa zylinderförmigen Pumpkolben bzw. ein langgestrecktes Förderkolbenrohrr (35) umfaßt, der mit dem Anker (24) kraftschlüssig verbunden ist und sich in Längsachrichtung über den Anker (24) hinaus erstreckt, wobei die Enden (45, 46) des zylinderförmigen Pumpenkolbens bzw. des Förderkolbenrohres (35) jeweils formschlüssig in Ausnehmungen geführt sind.
16. Verwendung einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 15, die nach dem Festkörper-Energiespei¬ cher-Prinzip arbeitet, um Kraftstoff in eine Zweitakt- Brennkraftmaschine einzuspritzen.
17. Standdruckventil für eine nach dem Energiespeichersystem arbeitende Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 mit einem Ventilkörper, der von einer Feder (202) im geschlossenen Zustand des Stand¬ druckventils gegen einen Ventilsitz (201) elastisch beauf¬ schlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper eine elastische Membran (200) ist.
18. Standdruckventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (200) die Form einer Scheibe aufweist.
19. Standdruckventil nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (200) aus einem Metallplättchen besteht.
20. Standdruckventil nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (200) aus einer Gummischeibe besteht, die von einem Metallrahmen eingefaßt ist.
21. Standdruckventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (202 ) die Membran (200) in einem Bereich beaufschlagt, der axial innerhalb des Ventilsitzes (201) angeordnet ist.
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