EP1312792A2 - Kraftstoffspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1312792A2
EP1312792A2 EP02022358A EP02022358A EP1312792A2 EP 1312792 A2 EP1312792 A2 EP 1312792A2 EP 02022358 A EP02022358 A EP 02022358A EP 02022358 A EP02022358 A EP 02022358A EP 1312792 A2 EP1312792 A2 EP 1312792A2
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EP
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fuel
pressure
fuel injection
pump
chamber
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Peter Grabandt
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator

Definitions

  • the invention is based on one Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injector is through the EP 0 957 261 A.
  • This fuel injector has one for each cylinder of the internal combustion engine High-pressure fuel pump and a connected to it Fuel injector on.
  • the high pressure fuel pump has one by the internal combustion engine in one Stroke driven pump piston on one Pump working space limited. With the pump workspace is a pressure chamber of the fuel injector connected, the has an injection valve member through which at least one Injection opening is controlled by the in Pressure prevailing in a pressure chamber Opening direction to release the at least one Injection opening is movable.
  • the high pressure fuel pump and the fuel injector are separate from each other arranged on the internal combustion engine and via a line connected with each other.
  • the fuel injection device with the Features according to claim 1 has the advantage that through the control valve fuel into the storage space is scrapped from which during a subsequent suction stroke the pump piston fuel is removed so that the Pump workspace is only a part of the filling area required fuel quantity from the Fuel tank needs to suck. Moreover occur in the low pressure area of the Fuel injection device when switching off fuel no pressure surges through the control valve into the reservoir on.
  • FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation according to a first Embodiment
  • Figure 2 shows a pressure curve Injection openings of a fuel injector Fuel injector according to the first Embodiment
  • Figure 3 the Fuel injector according to a second Embodiment.
  • FIGs 1 and 3 is one Fuel injection device for an internal combustion engine shown a motor vehicle.
  • the Fuel injection device is a so-called pump-line-nozzle system trained and assigns for each cylinder the internal combustion engine each have a fuel pump 10 Fuel injector 12 and one that Fuel injection valve 12 with the fuel pump 10 connecting line 14.
  • the fuel pump 10 has one in a cylinder bore 16 of a pump body 15 tightly guided pump piston 18 by a cam 20 a camshaft of the internal combustion engine against the force a return spring 19 driven in one stroke becomes.
  • the pump piston 18 delimits in the cylinder bore 16 a pump work chamber 22, in which the pump piston 18 Fuel is compressed under high pressure.
  • the Pump workspace 22 becomes fuel from a Fuel tank 24 supplied, for example by means of a low pressure pump, not shown.
  • the Pump work space 22 has a connection 17 to Fuel tank 24 in which one for Pump work chamber 22 non-return valve 21 is provided, which can be arranged in the pump body 15.
  • the fuel injector 12 is separate from the Fuel pump 10 arranged and via line 14 with connected to the pump work space 22.
  • the Fuel injection valve 12 has a valve body 26 on, which can be formed in several parts, in which a piston-shaped injection valve member 28 in a bore 30 is guided longitudinally.
  • the valve body 26 instructs its the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine facing end region at least one, preferably several Injection openings 32 on.
  • the injection valve member 28 has at its end area facing the combustion chamber for example, approximately conical sealing surface 34, which with a valve seat 36 formed in the valve body 26 cooperates, from or after which the injection openings 32 lead away.
  • valve body 26 In the valve body 26 is between the Injection valve member 28 and bore 30 to valve seat 36 an annular space 38 is present, through a radial Widening the bore 30 into the injection valve member 28 surrounding pressure chamber 40 passes.
  • the Injection valve member 28 has in the area of pressure chamber 40 a pressure shoulder 42. At the end facing away from the combustion chamber of the injection valve member 28 engages a biased Closing spring 44 through which the injection valve member 28 is pressed towards the valve seat 36.
  • the closing spring 44 is arranged in a spring chamber 46 of the valve body 26, the connects to the bore 30.
  • Valve body 26 To the spring chamber 46 can at its end facing away from the bore 30 Valve body 26 connect another bore 48 in the a piston 50 is tightly guided with the Injection valve member 28 is connected.
  • the piston 50 limited with its end face facing away from the spring chamber 46 a control pressure chamber 52 in the valve body 26.
  • the line 14 opens into the valve body 26 and leads into this in a channel formed in the valve body 26 for Pressure chamber 40.
  • Within the valve body 26 branches from the Line 14 from a channel 54 to one in the valve body 26th trained storage space 56 leads.
  • the passage through the Channel 54 is controlled by an electrically operated control valve 58 controlled.
  • Inside the valve body 26 can also branch off a line 60 from line 14, which leads to Control pressure chamber 52 leads.
  • the control pressure chamber 52 is also via a channel 62 with the storage space 56 connected.
  • the storage space 56 can, for example, in a bore in the Valve body 26 may be formed, which has a resilient limit in the form of a storage piston 64 which over supports a biased return spring 65.
  • the Storage space 56 is dimensioned such that the volume, that can be accommodated in the storage space 56, at least is as large as the volume created by the pump piston 18 the high-pressure fuel pump 10 during a delivery stroke is promoted.
  • Embodiment of the fuel injector is another electrically operated control valve 68 provided through which the passage through the channel 60 of the line 14 is controlled in the control pressure chamber 52.
  • in the Channel 60 is preferably a first throttle point 61 provided and in the channel 62 from the control pressure chamber 52 to Storage space 56 is preferably a second throttle point 62 provided.
  • the control pressure chamber 52 is via the channel 62 permanently connected to the storage space 56.
  • the two control valves 58 and 68 can each have one electromagnetic actuator, a piezo actuator or one have another fast-switching actuator.
  • the Control valves 58,68 are controlled by an electronic Control device 70 depending on the operating parameters of the Internal combustion engine controlled.
  • the two control valves As shown in Figure 1, 58, 68 can each be a 2/2-way valve be formed between an open Switch position in which the passage through channel 60 or 62 is released, and a closed switching position, in which the passage through channels 60 and 62 is interrupted is switchable.
  • Fuel injector according to the first Exemplary embodiment explained.
  • the suction stroke of the Pump piston 18 is the first control valve 58 in its open switch position so that the connection of the Line 14 with the storage space 56 is open.
  • the second Control valve 68 is in its closed Switch position, so the control pressure chamber 52 from line 14 is separated.
  • In the storage space 56 existing and under Pressure stored fuel is the line 14 to the Pump working space 22 fed until the storage space 56th is emptied.
  • the pressure in the storage space 56 is there preferably higher than the pressure in the low pressure range Fuel injector upstream of the Check valve 21 so that it is closed until the Storage space 56 is emptied. With another suction stroke through the pump piston 18 with the check valve 21 open Fuel drawn from the fuel reservoir 24.
  • the check valve 21 and the pump piston 18 promotes Fuel via line 14 to the fuel injector 12.
  • the first Control valve 58 in its open switching position, so that fuel is initially pumped into the storage space 56 and there is not sufficient high pressure for one Can build up fuel injection.
  • the first control valve 58 through the controller 70 into its closed Switched position switched so that the line 14 from Storage space 56 is separated. It can also be provided that the first control valve 58 during the delivery stroke of the Pump piston 18 in its closed switching position is brought and the second control valve 68 in its open switch position is brought.
  • the control pressure room 52 is then connected to line 14, so that in this there is an increased pressure, which over the control piston 50th keeps the fuel injector 12 closed. If the Fuel injection should start, so the second one Control valve 68 through the control device 70 in its brought closed switching position so that the Control pressure chamber 52 is separated from line 14 and in this only the pressure of the storage space 56 prevails. If the in the pressure chamber 40 of the fuel injection valve 12 prevailing pressure a the force of the closing spring 44 and the pressure force acting on the control piston 50 Generated force on the injector member 28 so moved this in opening direction 29 and gives the Injection ports 32 free.
  • the Control device 70 the first control valve 58 in its brought open switch position, so that from Pump piston 18 delivers fuel into the storage space 56 arrives and the pressure in the pressure chamber 40 drops such that the fuel injection valve 12 closes.
  • the Control device 70 To end the main injection, the Control device 70 the second control valve 68 in its brought open switch position, so that Fuel injection valve 12 through the in the control pressure chamber 52nd prevailing high pressure on the control piston 50 closed becomes. In the pressure chamber 40 there prevails in his closed switching position remaining first control valve 58 also high pressure.
  • the Control device 70 For a post injection of Fuel in a phase designated III in FIG. 2 becomes the second control valve by the control device 70 68 closed again, so that the control pressure chamber 52nd is relieved and the fuel injection valve 12 opens.
  • the Control device 70 the first control valve 58 in its opened switch position and the second Control valve 68 brought into its open switching position or leave it in its closed switch position.
  • the pump piston 18 When the first control valve 58 is open, the pump piston 18 during its delivery stroke fuel delivered from the Line 14 shutdown in the storage space 56. With increasing entering the storage space The fuel piston moves against the storage piston 64 the force of the return spring 65 and the pressure in Storage space 56 increases. If during the Fuel injection only a small amount of fuel is injected, for example, when the idle Internal combustion engine or at low load is the case becomes a large amount of fuel in the storage space 56 shutdown and there is a high pressure in the Storage space 56 a. During the subsequent suction stroke of the Pump piston 18 therefore only needs a small one Amount of fuel from the fuel tank 24 to suck.
  • the fuel injection device shown a second embodiment in which the basic structures the same as for the first Embodiment is and only the arrangement of the second control valve 168 is modified.
  • the second Control valve 168 is arranged such that this Passage through the channel 62 from the control pressure chamber 52 in the Storage space 56 controls.
  • the control pressure chamber 52 is over the Channel 60 with the throttling point 61 constantly with the line 14 connected.
  • the second control valve 168 is controlled by the Controller 70 in fuel injection reversely controlled as the control valve 68 in the first Embodiment.
  • the second Control valve 168 In the initial state is the second Control valve 168 opened so that the control pressure chamber 52 with the storage space 56 is connected.
  • the second Control valve 168 through the control device 70 in its opened switch position.
  • An interruption the fuel injection between the pre-injection and the main injection or between the main injection and the post injection becomes the second control valve 168 through the controller 70 into its closed Switch position brought so that the control pressure chamber 52 from Storage space 56 is separated and in this high pressure prevails.
  • the Fuel injector can be the second Control valve 68 and 168 and the control piston 50 and the Control pressure chamber 52 is eliminated and it is only the first Control valve 58 is provided.
  • the Fuel injection only through the first control valve 58 controlled during the delivery stroke of the pump piston 18 with open control valve 58 in the pump work space 22, in the line 14 and in the pressure chamber 40 no high pressure build up can and therefore no fuel injection takes place.
  • at closed control valve 58 can be in the pressure chamber 40 Build up high pressure and the fuel injector 12 opens when the pressure in the pressure chamber 40 on the Injection valve member 28 generated force in the opening direction 29 is greater than the force of the closing spring 44. Zur Interruption or termination of fuel injection the control valve 58 is opened so that the pressure chamber 40th is relieved.

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Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) auf, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, welcher über eine Leitung (14) mit einem Druckraum (40) des getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) an der Brennkraftmaschine angeordneten Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist, das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32) bewegbar ist. Am Kraftstoffeinspritzventil (12) ist ein elektrisch betätigtes Steuerventil (58) vorgesehen, durch das zumindest mittelbar eine Verbindung (54) des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Speicherraum (56) gesteuert wird, in dem bei geöffnetem Steuerventil (58) durch dieses abgesteuerter Kraftstoff unter Druck speicherbar ist. <IMAGE>

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 0 957 261 A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Mit dem Pumpenarbeitsraum ist ein Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden, das ein Einspritzventilglied aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den im Druckraum herrschenden Druck beaufschlagt in einer Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung bewegbar ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe und das Kraftstoffeinspritzventil sind getrennt voneinander an der Brennkraftmaschine angeordnet und über eine Leitung miteinander verbunden. An der Kraftstoffhochdruckpumpe ist ein elektrisch betätigtes Steuerventil angeordnet, durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums und damit der Leitung mit einem Entlastungsraum gesteuert wird, als der zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter dient. Nachteilig bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, daß bei geöffnetem Steuerventil von der Kraftstoffhochdruckpumpe geförderter Kraftstoff zum Kraftstoffvorratsbehälter hin abgesteuert wird und beim nachfolgenden Saughub des Pumpenkolbens durch diesen wieder die gesamte Kraftstoffmenge angesaugt werden muß. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Kraftstoffeinspritzeinrichtung verschlechtert. Außerdem entstehen durch das Absteuern des vom Pumpenkolben geförderten Kraftstoffs zum Kraftstoffvorratsbehälter hin in dem mit diesem verbundenen Niederdrucksystem Druckstöße, durch die die Funktion und Haltbarkeit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung beeinträchtigt wird.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Steuerventil Kraftstoff in den Speicherraum abgesteuert wird, aus dem bei einem nachfolgenden Saughub des Pumpenkolbens Kraftstoff entnommen wird, so daß dem Pumpenarbeitsraum nur ein Teil der zur Befüllung erforderlichen Kraftstoffmenge aus dem Kraftstoffvorratsbehälter anzusaugen braucht. Außerdem treten im Niederdruckbereich der Kraftstoffeinspritzeinrichtung beim Absteuern von Kraftstoff durch das Steuerventil in den Speicherraum keine Druckstöße auf.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 weist der Speicherraum ein ausreichend großes Volumen auf, um auch bei geringer Kraftstoffeinspritzmenge und damit großer vom Steuerventil abgesteuerter Kraftstoffmenge diese aufnehmen zu können. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine flexible Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, indem bei hohem Druck im Steuerdruckraum das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen werden kann.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 einen Druckverlauf an Einspritzöffnungen eines Kraftstoffeinspritzventils der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und Figur 3 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 und 3 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als sogenanntes Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffpumpe 10, ein Kraftstoffeinspritzventil 12 und eine das Kraftstoffeinspritzventil 12 mit der Kraftstoffpumpe 10 verbindende Leitung 14 auf. Die Kraftstoffpumpe 10 weist einen in einer Zylinderbohrung 16 eines Pumpenkörpers 15 dicht geführten Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine gegen die Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem durch den Pumpenkolben 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 zugeführt, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Niederdruckpumpe. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist eine Verbindung 17 zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 auf, in der ein zum Pumpenarbeitsraum 22 hin öffnendes Rückschlagventil 21 vorgesehen ist, das im Pumpenkörper 15 angeordnet sein kann.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 ist getrennt von der Kraftstoffpumpe 10 angeordnet und über die Leitung 14 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein kolbenförmiges 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 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 durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist im Bereich des Druckraums 40 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. An den Federraum 46 kann sich an dessen der Bohrung 30 abgewandtem Ende im Ventilkörper 26 eine weitere Bohrung 48 anschließen, in der ein Kolben 50 dicht geführt ist, der mit dem Einspritzventilglied 28 verbunden ist. Der Kolben 50 begrenzt mit seiner dem Federraum 46 abgewandten Stirnfläche einen Steuerdruckraum 52 im Ventilkörper 26.
Die Leitung 14 mündet in den Ventilkörper 26 und führt in diesem in einem im Ventilkörper 26 ausgebildeten Kanal zum Druckraum 40. Innerhalb des Ventilkörpers 26 zweigt von der Leitung 14 ein Kanal 54 ab, der zu einem im Ventilkörper 26 ausgebildeten Speicherraum 56 führt. Der Durchgang durch den Kanal 54 wird durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 58 gesteuert. Innerhalb des Ventilkörpers 26 kann außerdem von der Leitung 14 ein Kanal 60 abzweigen, der zum Steuerdruckraum 52 führt. Der Steuerdruckraum 52 ist außerdem über einen Kanal 62 mit dem Speicherraum 56 verbunden.
Der Speicherraum 56 kann beispielsweise in einer Bohrung im Ventilkörper 26 gebildet sein, die eine federnde Begrenzung in Form eines Speicherkolbens 64 aufweist, der sich über eine vorgespannte Rückstellfeder 65 abstützt. Der Speicherraum 56 ist derart dimensioniert, daß das Volumen, das im Speicherraum 56 aufgenommen werden kann, wenigstens so groß ist wie das Volumen, das durch den Pumpenkolben 18 der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 bei einem Förderhub gefördert wird.
Bei einem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist ein weiteres elektrisch betätigtes Steuerventil 68 vorgesehen, durch das der Durchgang durch den Kanal 60 von der Leitung 14 in den Steuerdruckraum 52 gesteuert wird. Im Kanal 60 ist vorzugsweise eine erste Drosselstelle 61 vorgesehen und im Kanal 62 vom Steuerdruckraum 52 zum Speicherraum 56 ist vorzugsweise eine zweite Drosselstelle 62 vorgesehen. Der Steuerdruckraum 52 ist über den Kanal 62 ständig mit dem Speicherraum 56 verbunden. Durch entsprechende Dimensionierung der Drosselstellen 61,63 kann der Zulauf und Ablauf von Kraftstoff in bzw. aus dem Steuerdruckraum 52 in geeigneter Weise eingestellt werden. Die beiden Steuerventile 58 und 68 können jeweils einen elektromagnetischen Aktor, einen Piezoaktor oder einen anderen schnellschaltenden Aktor aufweisen. Die Steuerventile 58,68 werden durch eine elektronische Steuereinrichtung 70 abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine angesteuert. Die beiden Steuerventile 58,68 können wie in Figur 1 dargestellt jeweils als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein, die zwischen einer geöffneten Schaltstellung, in der der Durchgang durch den Kanal 60 bzw. 62 freigegeben ist, und einer geschlossenen Schaltstellung, in der der Durchgang durch den Kanal 60 bzw. 62 unterbrochen ist, umschaltbar sind.
Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 befindet sich das erste Steuerventil 58 in seiner geöffneten Schaltstellung, so daß die Verbindung der Leitung 14 mit dem Speicherraum 56 geöffnet ist. Das zweite Steuerventil 68 befindet sich in seiner geschlossenen Schaltstellung, so der Steuerdruckraum 52 von der Leitung 14 getrennt ist. Im Speicherraum 56 vorhandender und unter Druck gespeicherter Kraftstoff wird über die Leitung 14 dem Pumpenarbeitsraum 22 zugeführt, bis der Speicherraum 56 entleert ist. Der Druck im Speicherraum 56 ist dabei vorzugsweise höher als der Druck im Niederdruckbereich der Kraftstoffeinspritzeinrichtung stromaufwärts vor dem Rückschlagventil 21, so daß dieses geschlossen ist, bis der Speicherraum 56 entleert ist. Bei weiterem Saughub wird durch den Pumpenkolben 18 bei geöffnetem Rückschlagventil 21 Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 angesaugt. Beim nachfolgenden Förderhub des Pumpenkolbens 18 schließt das Rückschlagventil 21 und der Pumpenkolben 18 fördert Kraftstoff über die Leitung 14 zum Kraftstoffeinspritzventil 12. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 kann das erste Steuerventil 58 in seiner geöffneten Schaltstellung sein, so daß zunächst Kraftstoff in den Speicherraum 56 gefördert wird und sich kein ausreichender Hochdruck für eine Kraftstoffeinspritzung aufbauen kann. Zum Beginn der Kraftstoffeinspritzung wird dann das erste Steuerventil 58 durch die Steuereinrichtung 70 in seine geschlossene Schaltstellung umgeschaltet, so daß die Leitung 14 vom Speicherraum 56 getrennt ist. Es kann auch vorgesehen sein, daß das erste Steuerventil 58 beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht wird und das zweite Steuerventil 68 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht wird. Der Steuerdruckraum 52 ist dann mit der Leitung 14 verbunden, so daß in diesem ein erhöhter Druck herrscht, der über den Steuerkolben 50 das Kraftstoffeinspritzventil 12 geschlossen hält. Wenn die Kraftstoffeinspritzung beginnen soll, so wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 70 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht, so daß der Steuerdruckraum 52 von der Leitung 14 getrennt ist und in diesem nur der Druck des Speicherraums 56 herrscht. Wenn der im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 herrschende Druck eine die Kraft der Schließfeder 44 und die auf den Steuerkolben 50 wirkende Druckkraft übersteigende Kraft auf das Einspritzventilglied 28 erzeugt, so bewegt sich dieses in Öffnungsrichtung 29 und gibt die Einspritzöffnungen 32 frei.
In Figur 2 ist der Verlauf des Druckes an den Einspritzöffnungen 32 des Kraftstoffeinspritzventils 12 über der Zeit während einem Einspritzzyklus dargestellt. Die vorstehend erläuterte Kraftstoffeinspritzung erfolgt bedingt durch das Profil des Nockens 20 mit relativ geringem Druck und geringer Einspritzmenge während einer in Figur 2 mit I bezeichneten Voreinspritzphase.
Zur Beendigung der Voreinspritzung wird durch die Steuereinrichtung 70 das erste Steuerventil 58 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht, so daß der vom Pumpenkolben 18 geförderte Kraftstoff in den Speicherraum 56 gelangt und der Druck im Druckraum 40 derart abfällt, daß das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Alternativ kann das erste Steuerventil 58 auch in seiner geschlossenen Schaltstellung verbleiben, wobei durch die Steuereinrichtung 70 das zweite Steuerventil 68 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht wird, so daß im Steuerdruckraum 52 Hochdruck herrscht, der über den Steuerkolben 50 das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
Nachfolgend wird für eine Haupteinspritzung von Kraftstoff durch die Steuereinrichtung 70 das erste Steuerventil 58 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht, so daß der Speicherraum 56 von der Leitung getrennt ist, und das zweite steuerventil 68 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht, so daß der Steuerdruckraum 52 von der Leitung 14 getrennt ist. Im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 baut sich dann Hochdruck entsprechend dem Profil des Nockens 20 auf und das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet, da der Steuerdruckraum 52 entlastet ist. Es erfolgt dann eine Einspritzung von Kraftstoff in einer in Figur 2 mit II bezeichneten Haupteinspritzphase. Durch den Zeitpunkt des Umschaltens des zweiten Steuerventils 68 in seine geschlossene Schaltstellung durch die Steuereinrichtung 70 kann der Zeitpunkt und damit der Druck beeinflußt werden, bei dem die Haupteinspritzung beginnt. Je später der Zeitpunkt ist, zu dem das zweite Steuerventil 68 geschlossen wird, desto höher ist der Druck, bei dem die Haupteinspritzung beginnt. Dies ist in Figur 2 durch einen gestrichelten Verlauf des Druckes verdeutlicht.
Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird durch die Steuereinrichtung 70 das zweite Steuerventil 68 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht, so daß das Kraftstoffeinspritzventil 12 durch den im Steuerdruckraum 52 herrschenden Hochdruck über den Steuerkolben 50 geschlossen wird. Im Druckraum 40 herrscht durch das in seiner geschlossenen Schaltstellung verbleibende erste Steuerventil 58 ebenfalls Hochdruck. Für eine Nacheinspritzung von Kraftstoff in einer in Figur 2 mit III bezeichneten Phase wird durch die Steuereinrichtung 70 das zweite Steuerventil 68 nochmals geschlossen, so daß der Steuerdruckraum 52 entlastet ist und das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird durch die Steuereinrichtung 70 das erste Steuerventil 58 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht und das zweite Steuerventil 68 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht oder in seiner geschlossenen Schaltstellung belassen.
Bei geöffnetem erstem Steuerventil 58 wird vom Pumpenkolben 18 bei dessen Förderhub geförderter Kraftstoff aus der Leitung 14 in den Speicherraum 56 abgesteuert. Mit zunehmendem in den Speicherraum gelangendem Kraftstoffvolumen bewegt sich der Speicherkolben 64 gegen die Kraft der Rückstellfeder 65 und der Druck im Speicherraum 56 erhöht sich. Wenn während der Kraftstoffeinspritzung nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird, was beispielsweise im Leerlauf der Brennkraftmaschine oder bei geringer Last der Fall ist, so wird in den Speicherraum 56 eine große Kraftstoffmenge abgesteuert und es stellt sich ein hoher Druck im Speicherraum 56 ein. Beim nachfolgenden Saughub des Pumpenkolbens 18 braucht dieser somit nur eine geringe Kraftstoffmenge aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 anzusaugen. Wenn während der Kraftstoffeinspritzung eine große Kraftstoffmenge eingespritzt wird, was beispielsweise bei hoher Last der Brennkraftmaschine der Fall ist, so wird in den Speicherraum 56 nur eine geringe Kraftstoffmenge abgesteuert und es stellt sich ein relativ geringer Druck im Speicherraum 56 ein. Beim nachfolgenden Saughub des Pumpenkolbens 18 muß dieser somit eine große Kraftstoffmenge aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 ansaugen.
In Figur 3 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der grundsätzliche Aufbaue gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist und lediglich die Anordnung des zweiten Steuerventils 168 modifiziert ist. Das zweite Steuerventil 168 ist derart angeordnet, daß dieses den Durchgang durch den Kanal 62 vom Steuerdruckraum 52 in den Speicherraum 56 steuert. Der Steuerdruckraum 52 ist über den Kanal 60 mit der Drosselstelle 61 ständig mit der Leitung 14 verbunden. Das zweite Steuerventil 168 wird durch die Steuereinrichtung 70 bei der Kraftstoffeinspritzung umgekehrt gesteuert wie das Steuerventil 68 beim ersten Ausführungsbeispiel. Im Ausgangszustand ist das zweite Steuerventil 168 geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 52 mit dem Speicherraum 56 verbunden ist. Wenn eine Kraftstoffeinspritzung erfolgen soll, so wird das zweite Steuerventil 168 durch die Steuereinrichtung 70 in seine geöffnete Schaltstellung gebracht. Zu einer Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung oder zwischen der Haupteinspritzung und der Nacheinspritzung wird das zweite Steuerventil 168 durch die Steuereinrichtung 70 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht, so daß der Steuerdruckraum 52 vom Speicherraum 56 getrennt ist und in diesem Hochdruck herrscht.
Bei einer vereinfachten Ausführung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung können das zweite Steuerventil 68 bzw. 168 sowie der Steuerkolben 50 und der Steuerdruckraum 52 entfallen und es ist nur das erste steuerventil 58 vorgesehen. In diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzung nur durch das erste Steuerventil 58 gesteuert, wobei sich beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 bei geöffnetem Steuerventil 58 im Pumpenarbeitsraum 22, in der Leitung 14 und im Druckraum 40 kein Hochdruck aufbauen kann und somit keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Bei geschlossenem Steuerventil 58 kann sich im Druckraum 40 Hochdruck aufbauen und das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet, wenn die durch den Druck im Druckraum 40 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte Kraft in Öffnungsrichtung 29 größer ist als die Kraft der Schließfeder 44. Zur Unterbrechung oder Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird das Steuerventil 58 geöffnet, so daß der Druckraum 40 entlastet ist.

Claims (7)

  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, welcher über eine Leitung (14) mit einem Druckraum (40) des getrennt von der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) an der Brennkraftmaschine angeordneten Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist, das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32) bewegbar ist, wobei ein elektrisch betätigtes Steuerventil (58) vorgesehen ist, durch das zumindest mittelbar eine Verbindung (54) des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (56) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (58) am Kraftstoffeinspritzventil (12) angeordnet ist und daß am Kraftstoffeinspritzventil (12) als Entlastungsraum ein Speicherraum (56) vorhanden ist, in dem bei geöffnetem Steuerventil (58) durch dieses abgesteuerter Kraftstoff unter Druck speicherbar ist.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Speicherraums (56) wenigstens so groß ist wie das durch den Pumpenkolben (18) während einem Förderhub geförderte Volumen.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (56) eine nachgiebige Begrenzung (64) aufweist.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres elektrisch betätigtes Steuerventil (68;168) am Kraftstoffeinspritzventil (12) abgeordnet ist, durch das der in einem Steuerdruckraum (52) herrschende Druck gesteuert wird, wobei der Steuerdruckraum (52) durch einen Steuerkolben (50) begrenzt ist, der durch den im Steuerdruckraum (52) herrschenden Druck beaufschlagt in einer Schließrichtung auf das Einspritzventilglied (28) wirkt.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das weitere Steuerventil (68) eine Verbindung (60) des Steuerdruckraums (52) zumindest mittelbar mit dem Pumpenarbeitsraum (22) gesteuert wird und daß der Steuerdruckraum (52) eine ständig geöffnete Verbindung (62) mit dem Speicherraum (56) aufweist, wobei in den Verbindungen (60;62) des Steuerdruckraums (52) vorzugsweise jeweils eine Drosselstelle (61;63) vorgesehen ist.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das weitere Steuerventil (168) eine Verbindung (62) des Steuerdruckraums (52) mit dem Speicherraum (56) gesteuert wird und daß der Steuerdruckraum (52) eine ständig geöffnete Verbindung (60) zumindest mittelbar mit dem Pumpenarbeitsraum (22) aufweist, wobei in den Verbindungen (60;62) des Steuerdruckraums (52) vorzugsweise jeweils eine Drosselstelle (61;63) vorgesehen ist.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeitsraum (22) an der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) eine Verbindung über einen Niederdruckbereich zu einem Kraftstoffvorratsbehälter (24) aufweist, in der ein zum Pumpenarbeitsraum (22) hin öffnendes Rückschlagventil (21) angeordnet ist.
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