EP1310668B1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP1310668B1
EP1310668B1 EP02022362A EP02022362A EP1310668B1 EP 1310668 B1 EP1310668 B1 EP 1310668B1 EP 02022362 A EP02022362 A EP 02022362A EP 02022362 A EP02022362 A EP 02022362A EP 1310668 B1 EP1310668 B1 EP 1310668B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
injection
pressure
valve
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02022362A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1310668A2 (de
EP1310668A3 (de
Inventor
Peter Boehland
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1310668A2 publication Critical patent/EP1310668A2/de
Publication of EP1310668A3 publication Critical patent/EP1310668A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1310668B1 publication Critical patent/EP1310668B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • 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
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • 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
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection device is known from EP 0 987 431 A2.
  • This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injection valve connected thereto for each cylinder of the internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel pump has a driven by the internal combustion engine in a lifting pump piston, which limits a pump working space.
  • the fuel injection valve has a pressure chamber connected to the pump working chamber and an injection valve member, by which at least one injection opening is controlled and which is movable by the pressure prevailing in the pressure chamber against a closing force in the opening direction for releasing the at least one injection opening.
  • There is provided a first electrically operated control valve by which a connection of the pump working space is controlled with a discharge space.
  • a second electrically operated control valve by which a connection of a control pressure chamber is controlled with a discharge space.
  • the injection valve member is by the im Control pressure prevailing pressure applied at least indirectly in a closing direction and the control pressure chamber is connected to the pump working space.
  • the first control valve is closed and the second control valve is opened, so that no high pressure can build up in the control pressure chamber and can open the fuel injection valve.
  • the second control valve With the second control valve open, however, fuel flows out of the pump chamber via the control pressure chamber, so that the amount of fuel available for injection of the amount of fuel pumped by the pump piston is reduced and, in addition, the pressure available for injection is reduced. It follows that the efficiency of the fuel injector is not optimal.
  • the fuel injection device with the features of claim 1 has the advantage that the second control valve for fuel injection can be closed, so that no fuel quantity and fuel pressure loss occurs during injection and thus the efficiency of the fuel injection device is improved. Due to the throttle point results in open second control valve as a result of the outflow of fuel into the discharge space, a pressure drop in one of the subspaces of the control pressure chamber, so that acts on the control piston and on this on the injection valve member a greater force in the closing direction than when the second control valve closed, though at least approximately the same pressure prevails in both subspaces.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation
  • Figure 2 is a designated II section of the fuel injection device in an enlarged view
  • Figure 3 is a curve of a pressure at injection openings of a fuel injection valve of the fuel injection device.
  • FIGS. 1 and 2 show a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine.
  • the fuel injection device is preferably designed as a so-called pump-nozzle unit and has for each cylinder of the internal combustion engine in each case a high-pressure fuel pump 10 and a fuel injection valve 12 connected thereto, which form a common structural unit.
  • the fuel injection device may also be designed as a so-called pump-line-nozzle system, in which the high-pressure fuel pump and the fuel injection valve each cylinder are arranged separately from each other and connected to each other via a line.
  • the high-pressure fuel pump 10 has a pump body 14 with a cylinder bore 16 in which a pump piston 18 is tightly guided, which is driven at least indirectly by a cam 20 of a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 in a lifting movement.
  • the pump piston 18 defines in the cylinder bore 16 a pump working chamber 22, in which the delivery stroke of the pump piston 18 compresses fuel under high pressure.
  • the pump working chamber 22 is supplied with fuel from a fuel tank 24 of the motor vehicle.
  • the fuel injection valve 12 has a valve body 26 connected to the valve body 14, which may be formed in several parts, and in which an injection valve member 28 is guided longitudinally displaceably in a bore 30.
  • the valve body 26 At its end region facing the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine, the valve body 26 has at least one, preferably a plurality of injection openings 32.
  • the injection valve member 28 has, at its end region facing the combustion chamber, an approximately conical sealing surface 34, for example, which cooperates with a valve seat 36 formed in the valve body 26 in its end region facing the combustion chamber, from or after which the injection openings 32 are discharged.
  • annular space 38 is present between the injection valve member 28 and the bore 30 toward the valve seat 36, which merges in its end region remote from the valve seat 36 by a radial widening of the bore 30 into a pressure chamber 40 surrounding the injection valve member 28.
  • the injection valve member 28 has at the level of the pressure chamber 40 by a cross-sectional reduction on a pressure shoulder 42.
  • a biased closing spring 44 At the end of the combustion chamber facing away from the Injection valve member 28 engages a biased closing spring 44, through which the injection valve member 28 is pressed to the valve seat 36 back.
  • the closing spring 44 is arranged in a spring chamber 46 of the valve body 26, which adjoins the bore 30.
  • FIG. 2 connects to the spring chamber 46 at its bore 30 facing away from the end in the valve body 26, a further bore 48, in which a control piston 50 is guided tightly, which is connected to the injection valve member 28.
  • the bore 48 forms a control pressure chamber 52 which is subdivided by the control piston 50 into two subspaces 54, 56 which are tightly separated from one another by the control piston 50.
  • the control piston 50 defines, with its end face facing the injection valve member 28, a first subspace 54 and its end face facing away from the injection valve member 28 a second subspace 56 in the control pressure chamber 52.
  • the control piston 50 is connected to the injection valve member 28 via a piston rod 51 of smaller diameter.
  • the end face of the control piston 50 arranged in the first subspace 54 is somewhat smaller than the end face of the control piston 50 arranged in the second subspace 56.
  • the control pressure chamber 52 is sealed off from the spring chamber 46.
  • the two subspaces 54,56 are connected to each other via a throttle point 55, which is preferably arranged in the form of a bore in the control piston 50, but alternatively can also be arranged in a running outside of the control pressure chamber 52 bypass.
  • a channel 60 leads through the pump body 14 and the valve body 26 to the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12.
  • a channel 62 leads to the control pressure chamber 52 in the second subspace 56 opens.
  • a channel 64 which forms a connection to a discharge space, as can serve at least indirectly the fuel tank 24 or another area in which a low pressure prevails.
  • a connection 66 leads to a relief space 24, which is controlled by a first electrically actuated control valve 68.
  • the control valve 68 may be formed as a 2/2-way valve or as shown in Figure 1 as a 2/3-way valve.
  • the control valve 68 When forming a 2/3-way valve, the control valve 68 can be switched between three switching positions, wherein in a first switching position, the connection 66 is fully open, in a second switching position, the connection 66 is opened via a throttle point 67 and in a third switching position the Compound 66 is completely disconnected.
  • the connection 64 of the control pressure chamber 52 with the relief chamber 24 is controlled by a second electrically operated control valve 70, which may be formed as a 2/2-way valve.
  • a throttle point 71 In the connection of the first portion 54 of the control pressure chamber 52 with the discharge chamber 24, a throttle point 71 may be provided.
  • the control valves 68,70 may comprise an electromagnetic actuator or a piezoelectric actuator and are controlled by an electronic control device 72.
  • FIG. 3 shows the course of the pressure p at the injection openings 32 of the fuel injection valve 12 over the time t during an injection cycle.
  • this fuel is supplied from the fuel tank 24.
  • the fuel injection begins with a pilot injection, wherein the first control valve 68 is brought by the control device 72 in its second switching position or in its third switching position, so that the pump working chamber 22 is connected via the throttle 67 with the discharge chamber 24 and not in the pump working chamber 22 at the second switching position the full high pressure corresponding to Lifting movement of the pump piston 18 can build or can build the full high pressure at the third switching position.
  • the second control valve 70 is also closed.
  • the injection valve member 28 moves in the opening direction 29 and releases the at least one injection port 32.
  • the pilot injection corresponds to an injection phase designated by I in FIG.
  • the first control valve 68 in its first, fully open switching position and / or the second control valve 70 gerbacht in its open switching position.
  • the second control valve 70 is closed by the control device 72. It can be provided that the first control valve 68 is first brought by the control device 70 in its second open position, so that the connection 66 of the pump working chamber 22 is opened to the discharge chamber 24 via the throttle body 67. The main injection then begins with a reduced pressure level, as shown in solid line in FIG. At a later time, the first control valve 68 is brought by the controller 72 in its third, fully closed switching position, so that the pump chamber 22 is separated from the discharge chamber 24 and the fuel injection is carried out at high pressure.
  • the first control valve 68 is brought by the control device 72 already at the beginning of the main injection in its third, fully closed switching position, so that the fuel injection takes place at high pressure, as shown in Figure 3 with a dashed line.
  • the second control valve 68 can be closed by the control device 72 already at the beginning of the main injection. In this case, a pressure curve, as shown in Figure 3 with a dash-dotted line.
  • the second control valve 70 is brought by the control device 72 in its open switching position, so that the control piston 50, a greater force acts in the closing direction and the fuel injection valve 12 closes.
  • the first control valve 68 remains in its third switching position.
  • the second control valve 70 is closed again by the control device 72, so that acts on the control piston 50, a lower force in the closing direction and the fuel injection valve 12 opens.
  • the post-injection corresponds to an injection phase designated III in FIG. 3 and takes place at high pressure.
  • the first control valve 68 is brought by the control device 72 in its first, fully open switching position and the second control valve 70 is brought into its open switching position.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die EP 0 987 431 A2 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Druckraum und ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den im Druckraum herrschenden Druck gegen eine Schließkraft in Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung bewegbar ist. Es ist ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil vorgesehen, durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsraum gesteuert wird. Es ist außerdem ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil vorgesehen, durch das eine Verbindung eines Steuerdruckraums mit einem Entlastungsraum gesteuert wird. Das Einspritzventilglied ist durch den im Steuerdruckraum herrschenden Druck zumindest mittelbar in einer Schließrichtung beaufschlagt und der Steuerdruckraum ist mit dem Pumpenarbeitsraum verbunden. Zu einer Kraftstoffeinspritzung wird das erste Steuerventil geschlossen und das zweite Steuerventil geöffnet, so daß sich im Steuerdruckraum kein Hochdruck aufbauen kann und das Kraftstoffeinspritzventil öffnen kann. Bei geöffnetem zweitem Steuerventil fließt jedoch aus dem Pumpenarbeitsraum über den Steuerdruckraum Kraftstoff ab, so daß die für die Einspritzung zur Verfügung stehende Kraftstoffmenge der durch den Pumpenkolben geförderten Kraftstoffmenge verringert wird und außerdem der für die Einspritzung zur Verfügung stehende Druck verringert wird. Hieraus folgt, daß der Wirkungsgrad der Kraftstoffeinspritzeinrichtung nicht optimal ist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das zweite Steuerventil zur Kraftstoffeinspritzung geschlossen werden kann, so daß kein Kraftstoffmengen- und Kraftstoffdruckverlust während der Einspritzung auftritt und damit der Wirkungsgrad der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verbessert ist. Durch die Drosselstelle ergibt sich bei geöffnetem zweitem Steuerventil infolge des Abströmens von Kraftstoff in den Entlastungsraum ein Druckverlust in einem der Teilräume des Steuerdruckraums, so daß auf den Steuerkolben und über diesen auf das Einspritzventilglied eine größere Kraft in Schließrichtung wirkt als bei geschlossenem zweitem Steuerventil, wenn in beiden Teilräumen zumindest annähernd derselbe Druck herrscht.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht auf einfache Weise, daß auf den Steuerkolben bei geschlossenem zweitem Steuerventil eine geringere Kraft in Schließrichtung wirkt als bei geöffnetem zweitem Steuerventil. Im Anspruch 3 ist eine vorteilhafte Anordnung der Drosselstelle angegeben.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung, Figur 2 einen mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in vergrößerter Darstellung und Figur 3 3 einen Verlauf eines Druckes an Einspritzöffnungen eines Kraftstoffeinspritzventils der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den Figuren 1 und 2 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise als sogenannte Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf, die eine gemeinsame Baueinheit bilden. Alternativ kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung auch als sogenanntes Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet sein, bei dem die Kraftstoffhochdruckpumpe und das Kraftstoffeinspritzventil jedes Zylinders getrennt voneinander angeordnet und über eine Leitung miteinander verbunden sind. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 mit einer Zylinderbohrung 16 auf, in der ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist, der zumindest mittelbar durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs zugeführt.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen mit dem Pumpenkörper 14 verbundenen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und in dem ein Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Der Ventilkörper 26 weist an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 28 greift eine vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die Schließfeder 44 ist in einem Federraum 46 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der sich an die Bohrung 30 anschließt.
  • Wie in Figur 2 dargestellt schließt sich an den Federraum 46 an dessen der Bohrung 30 abgewandtem Ende im Ventilkörper 26 eine weitere Bohrung 48 an, in der ein Steuerkolben 50 dicht geführt ist, der mit dem Einspritzventilglied 28 verbunden ist. Die Bohrung 48 bildet einen Steuerdruckraum 52, der durch den Steuerkolben 50 in zwei durch den Steuerkolben 50 dicht voneinander getrennte Teilräume 54,56 unterteilt wird. Der Steuerkolben 50 begrenzt mit seiner dem Einspritzventilglied 28 zugewandten Stirnseite einen ersten Teilraum 54 und mit seiner dem Einspritzventilglied 28 abgewandten Stirnfläche einen zweiten Teilraum 56 im Steuerdruckraum 52. Der Steuerkolben 50 ist über eine gegenüber diesem im Durchmesser kleinere Kolbenstange 51 mit dem Einspritzventilglied 28 verbunden. Die im ersten Teilraum 54 angeordnete Stirnfläche des Steuerkolbens 50 ist wegen der Kolbenstange 51 etwas kleiner als die im zweiten Teilraum 56 angeordnete Stirnfläche des Steuerkolbens 50. Der Steuerdruckraum 52 ist gegenüber dem Federraum 46 abgedichtet. Die beiden Teilräume 54,56 sind über eine Drosselstelle 55 miteinander verbunden, die vorzugsweise in Form einer Bohrung im Steuerkolben 50 angeordnet ist, alternativ jedoch auch in einem außerhalb des Steuerdruckraums 52 verlaufenden Bypass angeordnet sein kann.
  • Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 ein Kanal 60 zum Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12. Vom Pumpenarbeitsraum 22 oder vom Kanal 60 führt ein Kanal 62 zum Steuerdruckraum 52, der in den zweiten Teilraum 56 mündet. In den ersten Teilraum 54 des Steuerdruckraums 52 mündet ein Kanal 64, der eine Verbindung zu einem Entlastungsraum bildet, als der zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder ein anderer Bereich dienen kann, in dem ein geringer Druck herrscht. Vom Pumpenarbeitsraum 22 oder vom Kanal 60 führt eine Verbindung 66 zu einem Entlastungsraum 24 ab, die durch ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil 68 gesteuert wird. Das Steuerventil 68 kann als 2/2-Wegeventil oder wie in Figur 1 dargestellt als 2/3-Wegeventil ausgebildet sein. Bei der Ausbildung als 2/3-Wegeventil kann das Steuerventil 68 zwischen drei Schaltstellungen umgeschaltet werden, wobei in einer ersten Schaltstellung die Verbindung 66 ganz geöffnet ist, in einer zweiten Schaltstellung die Verbindung 66 über eine Drosselstelle 67 geöffnet ist und in einer dritten Schaltstellung die Verbindung 66 ganz getrennt ist. Die Verbindung 64 des Steuerdruckraums 52 mit dem Entlastungsraum 24 wird durch ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil 70 gesteuert, das als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein kann. In der Verbindung des ersten Teilbereichs 54 des Steuerdruckraums 52 mit dem Entlastungsraum 24 kann eine Drosselstelle 71 vorgesehen sein. Die Steuerventile 68,70 können einen elektromagnetischen Aktor oder einen Piezoaktor aufweisen und werden durch eine elektronische Steuereinrichtung 72 angesteuert.
  • Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. In Figur 3 ist der Verlauf des Druckes p an den Einspritzöffnungen 32 des Kraftstoffeinspritzventils 12 über der Zeit t während einem Einspritzzyklus dargestellt. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 wird diesem Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 zugeführt. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 beginnt die Kraftstoffeinspritzung mit einer Voreinspritzung, wobei das erste Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 72 in seine zweite Schaltstellung oder in seine dritte Schaltstellung gebracht wird, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 über die Drosselstelle 67 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist und sich im Pumpenarbeitsraum 22 bei der zweiten Schaltstellung nicht der volle Hochdruck entsprechend der Hubbewegung des Pumpenkolbens 18 aufbauen kann bzw. bei der dritten Schaltstellung der volle Hochdruck aufbauen kann. Durch die Steuereinrichtung 72 wird außerdem das zweite Steuerventil 70 geschlossen. In diesem Fall kann aus dem Steuerdruckraum 52 kein Kraftstoff in den Entlastungsraum 24 abströmen. In den beiden Teilräumen 54,56 des Steuerdruckraums 52 stellt sich somit zumindest annähernd derselbe Druck ein, so daß auf den Steuerkolben 50 eine resultierende Kraft in Schließrichtung des Einspritzventilglieds 28 wirkt, da die vom Druck im zweiten Teilraum 56 beaufschlagte Fläche des Steuerkolbens 50 größer ist als dessen vom Druck im ersten Teilraum 54 beaufschlagte Fläche. Diese resultierende Druckkraft auf den Steuerkolben 50 unterstützt die Kraft der Schließfeder 44 und wirkt über die Kolbenstange 51 auf das Einspritzventilglied 28. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 so groß ist, daß die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 ausgeübte Druckkraft größer ist als die Summe der Kraft der Schließfeder 44 und der auf den Steuerkolben 50 wirkenden Druckkraft, so bewegt sich das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung 32 frei. Während der Kraftstoffeinspritzung fließt aus dem Pumpenarbeitsraum 22 nur Kraftstoff in den Druckraum 40 und über die Drosselstelle 67 zum Entlastungsraum 24, nicht jedoch über den Steuerdruckraum 52 zum Entlastungsraum 24. Die Voreinspritzung entspricht einer in Figur 3 mit I bezeichneten Einspritzphase. Zur Beendigung der Voreinspritzung wird durch die Steuereinrichtung das erste Steuerventil 68 in seine erste, ganz geöffnete Schaltstellung gebracht und/oder das zweite Steuerventil 70 wird in seine geöffnete Schaltstellung gerbacht.
  • Wenn das zweite Steuerventil 70 geöffnet ist, so strömt aus dem Pumpenarbeitsraum 22 Kraftstoff durch den Steuerdruckraum 52 zum Entlastungsraum 24 ab. Der Kraftstoff durchströmt dabei die Drosselstelle 55, durch die ein Druckabfall bewirkt wird, so daß im ersten Teilraum 54 des Steuerdruckraums 52 ein geringerer Druck herrscht als im zweiten Teilraum 56. Auf den Steuerkolben 50 wirkt somit eine größere resultierende Druckkraft in Schließrichtung des Einspritzventilglieds 28 als bei geschlossenem Steuerventil 70. Die Summe der auf den Steuerkolben 50 wirkenden resultierenden Druckkraft und der Kraft der Schließfeder 44 ist größer als die durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck auf das Einspritzventilglied 28 ausgeübte Druckkraft, so daß das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
  • Für eine nachfolgende Haupteinspritzung, die einer in Figur 3 mit II bezeichneten Einspritzphase entspricht, wird das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 72 geschlossen. Es kann vorgesehen sein, daß das erste Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 70 zunächst in seine zweite geöffnete Stellung gebracht wird, so daß die Verbindung 66 des Pumpenarbeitsraums 22 zum Entlastungsraum 24 über die Drosselstelle 67 geöffnet ist. Die Haupteinspritzung beginnt dann mit einem reduzierten Druckniveau wie dies in Figur 3 mit durchgezogener Linie dargestellt ist. Zu einem späteren Zeitpunkt wird das erste Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 72 in seine dritte, ganz geschlossene Schaltstellung gebracht, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum 24 getrennt ist und die Kraftstoffeinspritzung mit hohem Druck erfolgt.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß durch die Steuereinrichtung 72 das erste Steuerventil 68 bereits zu Beginn der Haupteinspritzung in seine dritte, ganz geschlossene Schaltstellung gebracht wird, so daß die Kraftstoffeinspritzung mit hohem Druck erfolgt, wie dies in Figur 3 mit gestrichelter Linie dargestellt ist. Alternativ kann das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 72 schon zu Beginn der Haupteinspritzung geschlossen werden. In diesem Fall stellt sich ein Druckverlauf ein, wie er in Figur 3 mit strichpunktierter Linie dargestellt ist.
  • Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 72 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht, so daß auf den Steuerkolben 50 eine größere Kraft in Schließrichtung wirkt und das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Das erste Steuerventil 68 bleibt in seiner dritten Schaltstellung. Für eine Nacheinspritzung wird das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 72 nochmals geschlossen, so daß auf den Steuerkolben 50 eine geringere Kraft in Schließrichtung wirkt und das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Die Nacheinspritzung entspricht einer in Figur 3 mit III bezeichneten Einspritzphase und erfolgt mit hohem Druck. Zur Beendigung der Nacheinspritzung wird durch die Steuereinrichtung 72 das erste Steuerventil 68 in seine erste, ganz geöffnete Schaltstellung gebracht und das zweite Steuerventil 70 wird in seine geöffnete Schaltstellung gebracht.

Claims (5)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem mit dieser verbundenen Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt und dem Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (24) zugeführt wird, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) einen mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbundenen Druckraum (40) und ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das durch den in im Druckraum (40) herrschenden Druck gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32) bewegbar ist, mit einem ersten Steuerventil (68), durch das eine Verbindung (66) des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (24) gesteuert wird und mit einem zweiten Steuerventil (70), durch das eine Verbindung (64) eines Steuerdruckraums (52) des Kraftstoffeinspritzventils mit einem Entlastungsraum (24) gesteuert wird, wobei das Einspritzventilglied (28) zumindest mittelbar von dem im Steuerdruckraum (52) herrschenden Druck beaufschlagt ist und der Steuerdruckraum (52) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerdruckraum (52) ein mit dem Einspritzventilglied (28) verbundener Steuerkolben (50) angeordnet ist, der den Steuerdruckraum (52) in zwei voneinander getrennte Teilräume (54,56) unterteilt, die über eine Drosselstelle (55) miteinander verbunden sind, und daß bei geschlossenem zweitem Steuerventil (70), wenn der Steuerdruckraum (52) vom Entlastungsraum (24) getrennt ist, eine geringere Kraft in einer Schließrichtung des Einspritzventilglieds (28) auf den Steuerkolben (50) wirkt als bei geöffnetem zweitem Steuerventil (70).
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (50) einerseits von dem in einem ersten Teilraum (54) herrschenden Druck in einer Öffnungsrichtung (29) des Einspritzventilglieds (28) und andererseits von dem in einem zweiten Teilraum (56) herrschenden Druck in einer Schließrichtung des Einspritzventilglieds (28) beaufschlagt ist, daß die Verbindung (64) des Steuerdruckraums (52) mit dem Entlastungsraum (24) in den ersten Teilraum (54) mündet und daß die Verbindung (62) des Steuerdruckraums (52) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) in den zweiten Teilraum (56) mündet.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (55) im Steuerkolben (50) angeordnet ist.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilraum (54) des Steuerdruckraums (54) dem Einspritzventilglied (28) zugewandt angeordnet ist und der zweite Teilraum (56) des Steuerdruckraums (52) dem Einspritzventilglied (28) abgewandt angeordnet ist.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (50) als separates Teil über eine im Querschnitt gegenüber diesem kleinere Kolbenstange (51) mit dem Einspritzventilglied (28) verbunden ist.
EP02022362A 2001-11-10 2002-10-08 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP1310668B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10155406 2001-11-10
DE10155406A DE10155406A1 (de) 2001-11-10 2001-11-10 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1310668A2 EP1310668A2 (de) 2003-05-14
EP1310668A3 EP1310668A3 (de) 2004-12-15
EP1310668B1 true EP1310668B1 (de) 2006-09-20

Family

ID=7705404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02022362A Expired - Lifetime EP1310668B1 (de) 2001-11-10 2002-10-08 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6779741B2 (de)
EP (1) EP1310668B1 (de)
DE (2) DE10155406A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10160263A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-18 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10160258A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-18 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
US7191762B2 (en) * 2002-03-26 2007-03-20 Volvo Lastvagnar Ab Fuel injection system
DE10358010B3 (de) * 2003-12-11 2005-06-23 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Pumpe-Düse-Vorrichtung
DE102004024926A1 (de) * 2004-05-19 2005-12-15 Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg Pumpe-Düse-Einheit
US6976474B1 (en) * 2004-07-19 2005-12-20 Caterpillar Inc. Mechanically actuated, electronically controlled fuel injection system
DE102013210036A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3469793A (en) * 1967-05-11 1969-09-30 Int Harvester Co Fuel injection system
US4200231A (en) * 1978-06-19 1980-04-29 General Motors Corporation Fuel injector nozzle
DE3788406T2 (de) * 1986-09-25 1994-04-14 Ganser Hydromag Zuerich Elektronisch gesteuertes Einspritzsystem.
GB9720003D0 (en) * 1997-09-20 1997-11-19 Lucas Ind Plc Drive circuit
DE19826719A1 (de) * 1998-06-16 1999-12-23 Bosch Gmbh Robert Ventilsteuereinheit für ein Kraftstoffeinspritzventil
GB9820237D0 (en) * 1998-09-18 1998-11-11 Lucas Ind Plc Fuel injector
GB9920352D0 (en) * 1999-08-28 1999-11-03 Lucas Ind Plc Fuel injector
GB9923823D0 (en) * 1999-10-09 1999-12-08 Lucas Industries Ltd Fuel injector
DE19951964A1 (de) * 1999-10-28 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE19952512A1 (de) * 1999-10-30 2001-05-10 Bosch Gmbh Robert Druckverstärker und Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Druckverstärker

Also Published As

Publication number Publication date
DE10155406A1 (de) 2003-05-22
EP1310668A2 (de) 2003-05-14
US20030111051A1 (en) 2003-06-19
DE50208195D1 (de) 2006-11-02
US6779741B2 (en) 2004-08-24
EP1310668A3 (de) 2004-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1490592B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1458970B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10221384A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1310668B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1483498B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1310667B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10158659A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1456525B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1260705B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10113654A1 (de) Kraftsotffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1318293B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1456528B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10155973A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
WO2001031191A2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP1236884A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10205749A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10207045A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1552138B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1476655B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1383999B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2003052259A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1601870A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine
WO2003027481A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: 7F 02M 59/36 B

Ipc: 7F 02M 45/12 B

Ipc: 7F 02M 57/02 A

Ipc: 7F 02M 45/04 B

Ipc: 7F 02M 47/02 B

17P Request for examination filed

Effective date: 20050615

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE ES FR GB IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20060920

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50208195

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20061102

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20061231

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20061214

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070621

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20081021

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20081222

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20081024

Year of fee payment: 7

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20100630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091102

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100501

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091008