EP1316718A2 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP1316718A2
EP1316718A2 EP02022361A EP02022361A EP1316718A2 EP 1316718 A2 EP1316718 A2 EP 1316718A2 EP 02022361 A EP02022361 A EP 02022361A EP 02022361 A EP02022361 A EP 02022361A EP 1316718 A2 EP1316718 A2 EP 1316718A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
injection
pressure chamber
valve
control
pressure
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.)
Withdrawn
Application number
EP02022361A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1316718A3 (de
Inventor
Peter Boehland
Godehard Nentwig
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 EP1316718A2 publication Critical patent/EP1316718A2/de
Publication of EP1316718A3 publication Critical patent/EP1316718A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0007—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using electrically actuated valves

Definitions

  • the invention is based on one Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • This Fuel injector has one High-pressure fuel pump and a connected to it Fuel injector for each cylinder of the Internal combustion engine on.
  • the high-pressure fuel pump has one by the internal combustion engine in one stroke driven pump piston on which a pump work space limited with a pressure chamber of the Fuel injector is connectable, the one Injection valve member through which at least one Injection opening is controlled by the in Pressure prevailing pressure against a closing force in an opening direction for releasing the at least one Injection opening is movable. It's a first electric actuated control valve provided by one Connection of the pump work room with a relief room is controlled.
  • the fuel injection device with the Features according to claim 1 has the advantage that through the shut-off valve in the pressure chamber and in the control pressure chamber increased pressure even when the first control valve is open can be maintained so that regardless of Switching state of the first control valve by means of the second Control valve a fuel injection, especially for a pre-injection and / or a post-injection can be controlled.
  • the pressure build-up for one Main injection can be done through the first control valve be controlled and the time at which the Main injection can begin through the second control valve to be controlled. It is a decoupling between the pressure at which the main injection begins and the time interval to a previous pre-injection allows.
  • Training according to claim 2 allows a simple execution of the Shut-off valve.
  • the training according to claim 4 enables a simple way to control the pressure in the Control pressure chamber.
  • the training according to claim 5 enables an adjustment of the fuel flow in the Control pressure chamber or the fuel outflow from the Control pressure chamber.
  • the training according to claim 6 enables operation of the internal combustion engine with low noise and Pollutant emission.
  • the training according to claim 9 allows easy adjustment of the fuel quantity for the pre-injection by the period for which the first control valve is closed.
  • the training according to Claim 10 enables simple and purely mechanical Way, setting the amount of fuel for the Pilot injection.
  • the training according to claim 14 enables a post-injection without this during the Pump piston fuel needs to be pumped.
  • the Training according to claim 16 enables in a simple manner performing a pre-injection.
  • the training according to Claim 17 allows relief of the pressure chamber and the control pressure chamber.
  • FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation
  • Figure 2 shows a course of a Pressure at an injection port Fuel injector the Fuel injector during a Injection cycle
  • Figure 3 shows the course of the speed a pump piston of the fuel injector during an injection cycle
  • Figure 4 detail a modified version of the Fuel injector.
  • FIG 1 is a fuel injection device for a Internal combustion engine of a motor vehicle shown.
  • the Internal combustion engine is preferably a self-igniting Internal combustion engine.
  • the fuel injector is preferably designed as a so-called pump-nozzle system and points for each cylinder of the internal combustion engine a high pressure fuel pump 10 and one with this connected fuel injector 12 that leads to a Unit are summarized.
  • the Fuel injection device also as a so-called pump-line-nozzle system be trained, also for each cylinder of the internal combustion engine High pressure fuel pump 10 and that Fuel injection valve 12 are provided, but with Are spaced from each other and via a line are interconnected.
  • the high pressure fuel pump 10 has one in a cylinder bore 16 of a pump body 14 tightly guided pump piston 18 by a Cam 20 of a camshaft of the internal combustion engine directly or via a transmission element, for example in the form a rocker arm against the force of a return spring 19 is driven in one stroke.
  • the pump piston 18 delimits a pump work space in the cylinder bore 16 22, in the fuel 18 during the delivery stroke of the pump piston is compressed under high pressure.
  • the pump work room 22 is by means of the delivery pressure of a delivery pump 21st Fuel from a fuel tank 9 of the Motor vehicle supplied.
  • the fuel injection valve 12 has one with the Pump body 14 connected valve body 26, the can be formed in several parts, in which a 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 one in the valve body 26 in its facing the combustion chamber End region trained valve seat 36 cooperates from after or after which the injection openings 32 discharge.
  • valve body 26 in the Valve body 26 is between the injection valve member 28 and an annular space 38 toward the bore 30 toward the valve seat 36 available, the one facing away from the valve seat 36 End area through a radial expansion of the bore 30 in a pressure chamber 40 surrounding the injection valve member 28 transforms.
  • the injection valve member 28 has the level of Pressure chamber 40 by reducing a cross section Pressure shoulder 42 on.
  • Injector member 28 engages a biased one 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.
  • the pressure chamber 40 has a connection 54 to the pump workspace 22, the by one through the pump body 14 and the valve body 26 extending channel is formed. Connection 54 will hereinafter referred to as pressure chamber connection 54. Of the Pressure chamber connection 54 branches a connection 56 to Control pressure chamber 52, so that the control pressure chamber 52nd is also connected to the pump work space 22. The Connection 56 is subsequently called the control pressure chamber connection 56 designated.
  • the fuel injection device has a first one electrically operated control valve 60 through which one Connection 59 of the pump workspace 22 with a Relief chamber is controlled as the the pressure side of the Feed pump 21 and thus at least indirectly the Fuel tank 9 can serve.
  • the connection 59 is subsequently referred to as the relief space connection 59 designated.
  • the relief space connection 59 branches upstream of that leading to the control pressure chamber 52 Control pressure chamber connection 56 from the pressure chamber connection 54 from. Downstream after the branch of the Relief chamber connection 59 to the relief chamber 9 and upstream in front of the branch to the control pressure chamber 52 leading control pressure chamber connection 56 is in the Pressure chamber connection 54 a shut-off valve in the form of a Check valve 62 is arranged, the pressure chamber 40 out opens and closes to the pump work space 22.
  • the Check valve 62 has a closing spring 63 loaded valve member 64, against the force of Closing spring 63 to the pressure chamber 40 in the opening direction is movable.
  • the first control valve 60 has an actuator 61, which is a Electromagnet or a piezo actuator can be electrical is controlled and through which a valve member of the Control valve 60 is movable.
  • the first control valve 60 can be pressure balanced or not pressure balanced be trained.
  • the first control valve 60 is a 2/2-way valve trained and through this is in a first Switch position the relief chamber connection 59 to Relief chamber 9 opened and in a second Switch position, the relief chamber connection 59 to Relief chamber 9 separated.
  • the control valve 60 is by an electrical control device 66 depending on Operating parameters of the internal combustion engine controlled.
  • a second electrically operated control valve 68 is provided, through which a connection 70 of the control pressure chamber 52 with a relief space, for example at least indirectly the fuel tank 9 is controlled.
  • the Connection 70 is subsequently referred to as a relief space connection 70 designated.
  • the second control valve 68 has an actuator 69, which can be an electromagnet or a piezo actuator, which is controlled electrically and by the one Valve member of the control valve 68 is movable.
  • the second Control valve 68 is preferably pressure balanced educated.
  • the second control valve 68 is a 2/2-way valve trained by the in a first Switch position the relief chamber connection 70 of the Control pressure chamber 52 is opened with the relief chamber 9 and by the in a second switching position Relief chamber connection 70 of the control pressure chamber 52 with the Relief chamber 9 is separated.
  • In the Control pressure chamber connection 56 of the control pressure chamber 52 with the A throttle point 58 is provided in the pressure chamber connection 54 and in the relief space connection 70 of the control pressure space 52 with the relief chamber 9 is another throttling point 71 provided.
  • the throttling points 58, 71 allow one Adjustment of the inflow of fuel into the Control pressure chamber 52 or the outflow of fuel from the Control pressure chamber 52.
  • the second control valve 68 is also controlled by the control device 66.
  • the Control of the control valves 60,68 by the Control device 66 takes place depending on operating parameters the internal combustion engine, such as speed, load and temperature.
  • the control device 66 opened the first control valve 60 so that the Pump work chamber 22 connected to the relief chamber 9 is.
  • the check valve 62 closes, so that in Pressure chamber 40 and the control pressure chamber 52 fuel under Pressure remains stored.
  • the second control valve by the control device 66 68 opened so that the control pressure chamber 52 is relieved and the injection valve member 28 through the in the pressure chamber 40th prevailing pressure opens.
  • the pre-injection takes place with the pressure level below which the fuel in the pressure chamber 40 is saved.
  • the end of the pre-injection second control valve 68 by the control device 66 again closed so that the injection valve member 28 due to the increased pressure in the control pressure chamber 52 closes. It can also several pre-injections separated from each other corresponding opening and closing of the second Control valve 68 take place.
  • the first control valve 60 by the control device 66 closed at the beginning of the delivery stroke of the pump piston 18 is so that the pump piston 18 when the second is closed Control valve 68 fuel in the pressure chamber 40 and Control pressure chamber 52 promotes.
  • the pump work space 22 is then relieved and the check valve 62 closes so that Fuel under pressure in the pressure chamber 40 and in Control pressure chamber 52 remains stored.
  • Control valve 68 opened so that the control pressure chamber 52nd is relieved and the injection valve member 28 by the im Pressure chamber 40 prevailing pressure opens.
  • the pre-injection is ended when the pressure in the pressure chamber 40 is so strong has dropped that by the closing spring 44 on the Injection valve member 28 is greater than the force exerted by the pressure prevailing in the pressure chamber 40 Opening direction on the injection valve member 28 caused Force and the injector member 28 closes.
  • the first Control valve 60 through controller 66 to start of the delivery stroke of the pump piston 18 is closed.
  • the Cam 20 has a shape such that through this a delivery stroke of the Pump piston 18 is effected so that by the pump piston 18 fuel into the pressure chamber 40 and the control pressure chamber 52 is promoted when the second control valve 68 is closed. In a subsequent range of rotation angle of the cam 20 this shaped such that no further delivery stroke of the Pump piston 18 takes place.
  • the speed C of the Pump piston 18 in which caused by the cam 20 Stroke movement over the angle of rotation ⁇ of the cam 20 is in Figure 3 shown, the speed when through the stroke caused by the first rotation angle range is denoted by I.
  • the time interval of the The main injection from the pre-injection is made by the Time of opening of the second control valve 68 by the Control device 66 determines. If the main injection Should start with a little pressure, so will be the first Control valve 60 by the control device 66 according to the Pre-injection closed at a later time, see above that there is a correspondingly delayed build-up of pressure.
  • the time interval of the main injection from the Pre-injection is in turn determined by the time of the Opening of the second control valve 68 is determined.
  • the second Control valve 68 through the control device 66 before The beginning of the main injection is opened so that the Control pressure chamber 52 is relieved.
  • the first control valve 60 is closed by the control device 66 and the Main injection begins when the pressure in the pressure chamber 40 is so is high that the injection valve member 28 against the Force of the closing spring 44 opens.
  • To end the Main injection is the second control valve 68 through the Control device 66 closed and / or the first Control valve 60 opened.
  • fuel in the pressure chamber 40 and in Control pressure space 52 can be stored.
  • the amount of pressure under which the fuel is stored is by the Time of closing of the second control valve 68 at the completion of the main injection. The earlier that second control valve 68 is closed, the higher the Pressure under which the fuel in the pressure chamber 40 and in Control pressure chamber 52 is stored.
  • the second control valve 68 through the Control device 66 opened again so that the Control pressure chamber 52 is relieved and that Injection valve member 28 opens.
  • the post-injection corresponds to one designated by III in FIG Injection phase.
  • the post-injection is ended by the second control valve 68 by the control device 66 is closed.
  • the one at post-injection injected fuel does not need at the time of Post-injection can be promoted by the pump piston 18, but becomes the pressure chamber 40 and the control pressure chamber 52 taken into which the fuel through the pump piston 18th promoted by its production stroke in an earlier phase has been.
  • the first control valve 60 can after completion of the Main injection remains open.
  • the Post injection is stopped by the second control valve 68 is closed by the control device 66 and / or when the pressure in the pressure chamber 40 has dropped so much that the closing force on the injection valve member 28 is greater than that generated by the pressure in the pressure chamber 40 Opening force and the injection valve member 28 closes.
  • the second control valve 68 through the Control device 66 is closed and for as long remains closed until the pressure in the pressure chamber 40 as a result the leakage has dropped so much that the Injection valve member 28 even when the second one is open Control valve 68 can no longer open. Then will the second control valve 68 briefly opened so that the Pressure chamber 40 and the control pressure chamber 52 are relieved.
  • the function of the fuel injector is the same as as described above, but with the shutoff valve 162 is actively switched by the control device 66 since this does not automatically like the check valve 62 an occurring pressure difference opens and closes.

Landscapes

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

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Ein Pumpenarbeitsraum (22) der Kraftstoffhochdruckpumpe (10) ist mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbindbar, das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck gegen eine Schließkraft (44) in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist. Durch ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil (60) wird eine Verbindung (59) des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (9) gesteuert und durch ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil (68) wird der in einem Steuerdruckraum (52) herrschende Druck gesteuert, durch den das Einspritzventilglied (28) in Schließrichtung beaufschlagt ist. In der Druckraumverbindung (54) des Pumpenarbeitsraums (22) mit dem Druckraum (40) ist ein Absperrventil (62) angeordnet, durch das der Druckraum (40) und der Steuerdruckraum (52) vom Pumpenarbeitsraum (22) trennbar sind und die Entlastungsraumverbindung (59) des Pumpenarbeitsraums (22) mit dem Entlastungsraum (9), in der das erste Steuerventil (60) angeordnet ist, führt zwischen dem Pumpenarbeitsraum (22) und dem Absperrventil (62) ab. <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 A1 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, der mit einem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbindbar ist, das ein Einspritzventilglied aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den im Druckraum herrschenden Druck gegen eine Schließkraft in einer 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 der in einem Steuerdruckraum herrschende Druck gesteuert wird, durch den das Einspritzventilglied in Schließrichtung beaufschlagt ist. Der Steuerdruckraum weist dabei eine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum auf und durch das zweite Steuerventil wird eine Verbindung des Steuerdruckraums mit einem Entlastungsraum gesteuert. Nachteilig bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, daß der Verlauf der Kraftstoffeinspritzung, das ist die eingespritzte Kraftstoffmenge und der Druck, bei dem die Kraftstoffeinspritzung erfolgt, während eines Einspritzzyklus nur eingeschränkt variiert werden kann. Insbesondere ist bei einem Einspritzzyklus mit einer Voreinspritzung und einer nachfolgenden Haupteinspritzung der Druck, bei dem die Haupteinspritzung beginnt, und der zeitliche Abstand zwischen der Haupteinspritzung und der Voreinspritzung miteinander gekoppelt und nicht frei variierbar. Wenn die Haupteinspritzung mit einem geringen Druck beginnen soll, so ist der zeitliche Abstand zur Voreinspritzung gering und wenn die Haupteinspritzung mit hohem Druck beginnen soll, so ist der zeitliche Abstand zur Voreinspritzung lang.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Absperrventil im Druckraum und im Steuerdruckraum auch bei geöffnetem erstem Steuerventil ein erhöhter Druck aufrechterhalten werden kann, so daß unabhängig vom Schaltzustand des ersten Steuerventils mittels des zweiten Steuerventils eine Kraftstoffeinspritzung, insbesondere für eine Voreinspritzung und/oder eine Nacheinspritzung gesteuert werden kann. Der Druckaufbau für eine Haupteinspritzung kann dabei durch das erste Steuerventil gesteuert werden und der Zeitpunkt, zu dem die Haupteinspritzung beginnt kann durch das zweite Steuerventil gesteuert werden. Es ist dadurch eine Entkopplung zwischen dem Druck, bei dem die Haupteinspritzung beginnt und dem zeitlichen Abstand zu einer vorhergehenden Voreinspritzung ermöglicht.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Ausführung des Absperrventils. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht auf einfache Weise eine Steuerung des Druckes im Steuerdruckraum. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Einstellung des Kraftstoffzuflusses in den Steuerdruckraum bzw. des Kraftstoffabflusses aus dem Steuerdruckraum. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit geringer Geräuschund Schadstoffemission. Die Ausbildung gemäß Anspruch 9 ermöglicht auf einfache eine Einstellung der Kraftstoffmenge für die Voreinspritzung durch die Zeitdauer, für die das erste Steuerventil geschlossen wird. Die Ausbildung gemäß Anspruch 10 ermöglicht auf einfache und rein mechanische Weise eine Einstellung der Kraftstoffmenge für die Voreinspritzung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 14 ermöglicht eine Nacheinspritzung ohne daß während dieser durch den Pumpenkolben Kraftstoff gefördert zu werden braucht. Die Ausbildung gemäß Anspruch 16 ermöglicht auf einfache Weise die Durchführung einer Voreinspritzung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 17 ermöglicht eine Entlastung des Druckraums und des Steuerdruckraums.
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 Verlauf eines Druckes an Einspritzöffnungen eines Kraftstoffeinspritzventils der Kraftstoffeinspritzeinrichtung während eines Einspritzzyklus, Figur 3 den Verlauf der Geschwindigkeit eines Pumpenkolbens der Kraftstoffeinspritzeinrichtung während eines Einspritzzyklus und Figur 4 ausschnittsweise eine modifizierte Ausführung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise als sogenanntes Pumpe-Düse-System ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf, die zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Alternativ kann die Kraftstoffeinspritzeinrichtung auch als sogenanntes Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet sein, bei dem ebenfalls für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12 vorgesehen sind, die jedoch mit Abstand voneinander angeordnet sind und über eine Leitung miteinander verbunden sind. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen in einer Zylinderbohrung 16 eines Pumpenkörpers 14 dicht geführten Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine direkt oder über ein Übertragungselement, beispielsweise in Form eines Kipphebels, 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 mittels des Förderdrucks einer Förderpumpe 21 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 9 des Kraftfahrzeugs zugeführt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen mit dem Pumpenkörper 14 verbundenen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, 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.
An den Federraum 46 schließt sich an dessen der Bohrung 30 abgewandtem Ende im Ventilkörper 26 eine weitere Bohrung 48 an, in der ein Kolben 50 dicht geführt ist, der mit dem Einspritzventilglied 28 verbunden ist. Der Kolben 50 begrenzt mit seiner dem Einspritzventilglied 28 abgewandten Stirnseite einen Steuerdruckraum 52. Der Druckraum 40 weist eine Verbindung 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf, die durch einen durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 verlaufenden Kanal gebildet ist. Die Verbindung 54 wird nachfolgend als Druckraumverbindung 54 bezeichnet. Von der Druckraumverbindung 54 zweigt eine Verbindung 56 zum Steuerdruckraum 52 ab, so daß der Steuerdruckraum 52 ebenfalls mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist. Die Verbindung 56 wird nachfolgend als Steuerdruckraumverbindung 56 bezeichnet.
Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil 60 auf, durch das eine Verbindung 59 des Pumpenarbeitsraums 22 mit einem Entlastungsraum gesteuert wird, als der die Druckseite der Förderpumpe 21 und damit zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 9 dienen kann. Die Verbindung 59 wird nachfolgend als Entlastungsraumverbindung 59 bezeichnet. Die Entlastungsraumverbindung 59 zweigt stromaufwärts vor der zum Steuerdruckraum 52 führenden Steuerdruckraumverbindung 56 von der Druckraumverbindung 54 ab. Stromabwärts nach dem Abzweig der Entlastungsraumverbindung 59 zum Entlastungsraum 9 und stromaufwärts vor dem Abzweig der zum Steuerdruckraum 52 führenden Steuerdruckraumverbindung 56 ist in der Druckraumverbindung 54 ein Absperrventil in Form eines Rückschlagventils 62 angeordnet, das zum Druckraum 40 hin öffnet und zum Pumpenarbeitsraum 22 hin schließt. Das Rückschlagventil 62 weist ein durch eine Schließfeder 63 belastetes Ventilglied 64 auf, das gegen die Kraft der Schließfeder 63 zum Druckraum 40 hin in Öffnungsrichtung bewegbar ist.
Das erste Steuerventil 60 weist einen Aktor 61 auf, der ein Elektromagnet oder ein Piezoaktor sein kann, der elektrisch angesteuert wird und durch den ein Ventilglied des Steuerventils 60 bewegbar ist. Das erste Steuerventil 60 kann druckausgeglichen oder nicht druckausgeglichen ausgebildet sein. Das erste Steuerventil 60 ist als ein 2/2-Wegeventil ausgebildet und durch dieses wird in einer ersten Schaltstellung die Entlastungsraumverbindung 59 zum Entlastungsraum 9 geöffnet und in einer zweiten Schaltstellung wird die Entlastungsraumverbindung 59 zum Entlastungsraum 9 getrennt. Das Steuerventil 60 wird durch eine elektrische Steuereinrichtung 66 in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuert.
Zur Steuerung des Druckes im Steuerdruckraum 52 ist ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil 68 vorgesehen, durch das eine Verbindung 70 des Steuerdruckraums 52 mit einem Entlastungsraum, beispielsweise zumindest mittelbar dem Kraftstoffvorratsbehälter 9, gesteuert wird. Die Verbindung 70 wird nachfolgend als Entlastungsraumverbindung 70 bezeichnet. Das zweite Steuerventil 68 weist einen Aktor 69 auf, der ein Elektromagnet oder ein Piezoaktor sein kann, der elektrisch angesteuert wird und durch den ein Ventilglied des Steuerventils 68 bewegbar ist. Das zweite Steuerventil 68 ist vorzugsweise druckausgeglichen ausgebildet. Das zweite Steuerventil 68 ist als ein 2/2-Wegeventil ausgebildet, durch das in einer ersten Schaltstellung die Entlastungsraumverbindung 70 des Steuerdruckraums 52 mit dem Entlastungsraum 9 geöffnet ist und durch das in einer zweiten Schaltstellung die Entlastungsraumverbindung 70 des Steuerdruckraums 52 mit dem Entlastungsraum 9 getrennt ist. In der Steuerdruckraumverbindung 56 des Steuerdruckraums 52 mit der Druckraumverbindung 54 ist eine Drosselstelle 58 vorgesehen und in der Entlastungsraumverbindung 70 des Steuerdruckraums 52 mit dem Entlastungsraum 9 ist eine weitere Drosselstelle 71 vorgesehen. Die Drosselstellen 58,71 ermöglichen eine Einstellung des Zuflusses von Kraftstoff in den Steuerdruckraum 52 bzw. des Abflusses von Kraftstoff aus dem Steuerdruckraum 52. Das zweite Steuerventil 68 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 66 gesteuert. Die Steuerung der Steuerventile 60,68 durch die Steuereinrichtung 66 erfolgt abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Drehzahl, Last und Temperatur.
Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 wird durch die Förderpumpe 21 bei geöffnetem erstem Steuerventil 60 Kraftstoff dem Pumpenarbeitsraum 22 zugeführt. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 erfolgt in einem Einspritzzyklus eine Kraftstoffeinspritzung. Der Einspritzzyklus beginnt mit einer Voreinspritzung, bei der mit relativ geringem Druck eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Zum Beginn des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 werden das erste Steuerventil 60 und das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen. Durch den Pumpenkolben 18 wird dabei durch das geöffnete Rückschlagventil 62 Kraftstoff in den Druckraum 40 und den Steuerdruckraum 52 gefördert. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 bleibt dabei infolge des bei geschlossenem zweitem Steuerventil 68 im Steuerdruckraum 52 herrschenden Drucks geschlossen. Nach einer bestimmten Zeitdauer wird durch die Steuereinrichtung 66 das erste Steuerventil 60 geöffnet, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 mit dem Entlastungsraum 9 verbunden ist. Das Rückschlagventil 62 schließt dabei, so daß im Druckraum 40 und dem Steuerdruckraum 52 Kraftstoff unter Druck gespeichert bleibt. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt wird durch die Steuereinrichtung 66 das zweite Steuerventil 68 geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 52 entlastet ist und das Einspritzventilglied 28 durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck öffnet. Die Voreinspritzung erfolgt mit dem Druckniveau, unter dem der Kraftstoff im Druckraum 40 gespeichert ist. Zur Beendigung der Voreinspritzung wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 wieder geschlossen, so daß das Einspritzventilglied 28 infolge des erhöhten Drucks im Steuerdruckraum 52 schließt. Es können auch mehrere voneinander abgesetzte Voreinspritzungen durch entsprechendes Öffnen und Schließen des zweiten Steuerventils 68 erfolgen.
In Figur 2 ist der Verlauf des Druckes p an den Einspritzöffnungen 32 des Kraftstoffeinspritzventils 12 über der Zeit t während einem Einspritzzyklus dargestellt. Die Voreinspritzung entspricht dabei einer in Figur 2 mit I bezeichneten Einspritzphase.
Alternativ kann zur Voreinspritzung auch vorgesehen sein, daß das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 zu Beginn des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 geschlossen wird, so daß der Pumpenkolben 18 bei geschlossenem zweitem Steuerventil 68 Kraftstoff in den Druckraum 40 und den Steuerdruckraum 52 fördert. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn durch den Pumpenkolben 18 eine bestimmte Kraftstoffmenge in den Druckraum 40 und den Steuerdruckraum 52 gefördert wurde, wird das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 geöffnet. Der Pumpenarbeitsraum 22 ist dann entlastet und das Rückschlagventil 62 schließt, so daß Kraftstoff unter Druck im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 gespeichert bleibt. Zu einem vorgegebenen Zeitpunkt wird durch die Steuereinrichtung 66 das zweite Steuerventil 68 geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 52 entlastet ist und das Einspritzventilglied 28 durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck öffnet. Die Voreinspritzung wird beendet, wenn der Druck im Druckraum 40 so stark gesunken ist, daß die durch die Schließfeder 44 auf das Einspritzventilglied 28 ausgeübte Kraft größer ist als die durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck in Öffnungsrichtung auf das Einspritzventilglied 28 bewirkte Kraft und das Einspritzventilglied 28 schließt.
Weiterhin alternativ kann auch vorgesehen sein, daß von einem vorhergehenden Einspritzzyklus bei geschlossenem zweitem Steuerventil 68 noch Kraftstoff im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 unter einem Druck gespeichert ist, der ausreichend hoch ist, um durch Öffnen des zweiten Steuerventils 68 eine Voreinspritzung durchzuführen. Zu Beginn des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 kann dabei das erste Steuerventil 60 geöffnet bleiben, da kein Kraftstoff gefördert zu werden braucht. Die Voreinspritzung wird beendet, indem das zweite Steuerventil 68 geschlossen wird und/oder wenn der Druck im Druckraum 40 so stark gesunken ist, daß das Einspritzventilglied 28 durch die Schließfeder 44 geschlossen wird.
Weiterhin alternativ kann vorgesehen sein, daß das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 zum Beginn des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 geschlossen wird. Der Nocken 20 weist eine derartige Form auf, daß durch diesen über einen ersten Drehwinkelbereich ein Förderhub des Pumpenkolbens 18 bewirkt wird, so daß durch den Pumpenkolben 18 Kraftstoff in den Druckraum 40 und den Steuerdruckraum 52 bei geschlossenem zweitem Steuerventil 68 gefördert wird. In einem anschließenden Drehwinkelbereich des Nockens 20 ist dieser derart geformt, daß kein weiterer Förderhub des Pumpenkolbens 18 erfolgt. Die Geschwindigkeit C des Pumpenkolbens 18 bei dessen durch den Nocken 20 bewirkter Hubbewegung über dem Drehwinkel ϕ des Nockens 20 ist in Figur 3 dargestellt, wobei die Geschwindigkeit beim durch den ersten Drehwinkelbereich bewirkten Hub mit I bezeichnet ist, die Geschwindigkeit beim nachfolgenden Drehwinkelbereich des Nockens 20 ist Null und die Geschwindigkeit bei durch einen weiteren Drehwinkelbereich des Nockens 20 während einer Haupteinspritzung bewirkten Hubs mit II bezeichnet ist. Durch die Form des Nockens 20 im ersten Drehwinkelbereich und den dabei bewirkten Hub des Pumpenkolbens 18 wird die Kraftstoffmenge bestimmt, die vom Pumpenkolben 18 in den Druckraum 40 und den Steuerdruckraum 52 gefördert wird. Zur Voreinspritzung wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geöffnet und die Voreinspritzung ist beendet, wenn das zweite Steuerventil 68 geschlossen wird und/oder wenn der Druck im Druckraum 40 so stark gesunken ist, daß das Einspritzventilglied 28 durch die Kraft der Schließfeder 44 geschlossen wird.
Nach der Voreinspritzung werden das erste Steuerventil 60 und das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 wird im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 Hochdruck aufgebaut, wobei jedoch noch keine Einspritzung erfolgen kann solange das zweite Steuerventil 68 noch geschlossen ist und im Steuerdruckraum 52 Hochdruck herrscht. Wenn im Druckraum 40 ein vorgegebener Druck erreicht ist, bei dem die Haupteinspritzung beginnen soll, so wird durch die Steuereinrichtung 66 das zweite Steuerventil 68 geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 52 entlastet ist. Das Einspritzventilglied 28 öffnet dann durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck und die Haupteinspritzung beginnt. Die Haupteinspritzung entspricht einer in Figur 2 mit II bezeichneten Einspritzphase. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen, so daß der Steuerdruckraum 52 vom Entlastungsraum 9 getrennt ist und sich im Steuerdruckraum 52 Hochdruck aufbaut, durch den das Einspritzventilglied 28 geschlossen wird. Zusätzlich kann bei Beendigung der Haupteinspritzung auch das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 geöffnet werden.
Mit einer Variation des Zeitpunkts des Öffnens des zweiten Steuerventils 68 durch die Steuereinrichtung 66 wird auch der Druck variiert, bei dem die Haupteinspritzung beginnt. Je früher das zweite Steuerventil 68 geöffnet wird, desto geringer ist der Druck, bei dem die Haupteinspritzung beginnt. Je später das zweite Steuerventil 68 geöffnet wird, desto höher ist der Druck, bei dem die Haupteinspritzung beginnt. Durch die vorstehend erläuterten Verfahrensweisen zur Voreinspritzung ist es möglich, den zeitlichen Abstand T zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei einer Variation des Druckes, bei dem die Haupteinspritzung beginnt, unabhängig von diesem Druck zu variieren. Der Druckaufbau für die Haupteinspritzung wird dabei durch das erste Steuerventil 60 gesteuert. Wenn die Haupteinspritzung mit hohem Druck beginnen soll, so wird das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 nach der Voreinspritzung zu einem frühen Zeitpunkt geschlossen, so daß ein Druckaufbau erfolgt. Der zeitliche Abstand der Haupteinspritzung von der Voreinspritzung wird durch den Zeitpunkt des Öffnens des zweiten Steuerventils 68 durch die Steuereinrichtung 66 bestimmt. Wenn die Haupteinspritzung mit einem geringen Druck beginnen soll, so wird das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 nach der Voreinspritzung zu einem späteren Zeitpunkt geschlossen, so daß ein entsprechend verzögerter Druckaufbau erfolgt. Der zeitliche Abstand der Haupteinspritzung von der Voreinspritzung wird wiederum durch den Zeitpunkt des Öffnens des zweiten Steuerventils 68 bestimmt.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 schon vor Beginn der Haupteinspritzung geöffnet wird, so daß der Steuerdruckraum 52 entlastet ist. Das erste Steuerventil 60 wird durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen und die Haupteinspritzung beginnt, wenn der Druck im Druckraum 40 so hoch ist, daß dieser das Einspritzventilglied 28 gegen die Kraft der Schließfeder 44 öffnet. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen und/oder das erste Steuerventil 60 geöffnet.
Nach der Haupteinspritzung kann noch wenigstens eine Nacheinspritzung erfolgen. Nach Beendigung der Haupteinspritzung kann bei geschlossenem zweitem Steuerventil 68 Kraftstoff im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 gespeichert werden. Die Höhe des Drucks, unter dem der Kraftstoff gespeichert ist, wird durch den Zeitpunkt des Schließens des zweiten Steuerventils 68 bei der Beendigung der Haupteinspritzung bestimmt. Je früher das zweite Steuerventil 68 geschlossen wird, desto höher ist der Druck, unter dem der Kraftstoff im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 gespeichert ist. Für eine Nacheinspritzung wird das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 nochmals geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 52 wieder entlastet ist und das Einspritzventilglied 28 öffnet. Die Nacheinspritzung entspricht einer in Figur 2 mit III bezeichneten Einspritzphase. Die Nacheinspritzung wird beendet, indem das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen wird. Es können auch mehrere aufeinanderfolgende Nacheinspritzungen erfolgen. Der bei der Nacheinspritzung eingespritzte Kraftstoff braucht nicht zum Zeitpunkt der Nacheinspritzung durch den Pumpenkolben 18 gefördert werden, sondern wird dem Druckraum 40 und dem Steuerdruckraum 52 entnommen, in die der Kraftstoff durch den Pumpenkolben 18 schon in einer früheren Phase von dessen Förderhub gefördert wurde. Das erste Steuerventil 60 kann nach Beendigung der Haupteinspritzung geöffnet bleiben.
Alternativ kann zur Nacheinspritzung auch das erste Steuerventil 60 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen werden, so daß durch den Pumpenkolben 18 Kraftstoff in den Druckraum 40 gefördert wird. Wenn im Druckraum 40 und dem Steuerdruckraum 52 von der vorhergehenden Haupteinspritzung noch Kraftstoff gespeichert ist, so braucht durch den Pumpenkolben 18 während der Nacheinspritzung nur ein Teil der für die Nacheinspritzung erforderlichen Kraftstoffmenge gefördert zu werden. Wenn bei geöffnetem zweitem Steuerventil 68 und damit entlastetem Steuerdruckraum 52 der Druck im Druckraum 40 so hoch ist, daß die Öffnungskraft auf das Einspritzventilglied 28 größer ist als die auf dieses wirkende Schließkraft, so beginnt die Nacheinspritzung. Die Nacheinspritzung wird beendet, indem das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen wird und/oder wenn der Druck im Druckraum 40 so stark gesunken ist, daß die Schließkraft auf das Einspritzventilglied 28 größer ist als die durch den Druck im Druckraum 40 erzeugte Öffnungskraft und das Einspritzventilglied 28 schließt.
Nach Beendigung der Nacheinspritzung bzw. der Haupteinspritzung, wenn keine Nacheinspritzung vorgesehen ist, kann im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 noch Kraftstoff unter Druck gespeichert sein, mit dem beim anschließenden Einspritzzyklus wie vorstehend angegeben eine Voreinspritzung erfolgen kann. Dies erfordert eine wirkungsvolle Abdichtung des Druckraums 40 und des Steuerdruckraums 52, damit durch Leckage kein wesentlicher Druckabfall auftritt. Bei geringer Drehzahl der Brennkraftmaschine, wenn die Zeitdauer eines Einspritzzyklus entsprechend lang ist, kann infolge einer Leckage der Druck im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 52 stark absinken, wobei der Druck jedoch wenigstens auf dem von der Förderpumpe 21 erzeugten Druckniveau bleibt, da dann das Rückschlagventil 62 öffnet. Es kann auch vorgesehen sein, daß zur Beendigung der Haupteinspritzung bzw. der Nacheinspritzung das zweite Steuerventil 68 durch die Steuereinrichtung 66 geschlossen wird und solange geschlossen bleibt, bis der Druck im Druckraum 40 infolge der Leckage so stark gesunken ist, daß das Einspritzventilglied 28 auch bei geöffnetem zweitem Steuerventil 68 nicht mehr öffnen kann. Anschließend wird das zweite Steuerventil 68 kurzzeitig geöffnet, so daß der Druckraum 40 und der Steuerdruckraum 52 entlastet werden.
In Figur 4 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einer modifizierten Ausführung dargestellt, bei der das Absperrventil nicht als Rückschlagventil 62 sondern als elektrisch betätigtes Steuerventil 162 ausgebildet ist, das durch die Steuereinrichtung 66 zwischen einer geöffneten Schaltstellung, in der die Druckraumverbindung 54 geöffnet ist, und einer geschlossenen Schaltstellung, in der die Druckraumverbindung 54 getrennt ist, umschaltbar ist. Die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist gleich wie vorstehend beschrieben, wobei jedoch das Absperrventil 162 aktiv durch die Steuereinrichtung 66 geschaltet wird, da dieses nicht wie das Rückschlagventil 62 selbsttätig bei einer auftretenden Druckdifferenz öffnet und schließt.

Claims (17)

  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, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbindbar ist, das ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck gegen eine Schließkraft (44) in einer Öffnungsrichtung (29) zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung (32) bewegbar ist, mit einem ersten elektrisch betätigten Steuerventil (60), durch das zumindest mittelbar eine Verbindung (59) des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (9;21) gesteuert wird und mit einem zweiten elektrisch betätigten Steuerventil (68), durch das der in einem Steuerdruckraum (52) herrschende Druck gesteuert wird, durch den das Einspritzventilglied (28) zumindest mittelbar in Schließrichtung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckraumverbindung (54) des Pumpenarbeitsraums (22) mit dem Druckraum (40) ein Absperrventil (62;162) angeordnet ist, durch das der Druckraum (40) und der Steuerdruckraum (52) vom Pumpenarbeitsraum (22) trennbar sind und daß die Entlastungsraumverbindung (59) des Pumpenarbeitsraums (22) mit dem Entlastungsraum (9), in der das erste Steuerventil (60) angeordnet ist, zwischen dem Pumpenarbeitsraum (22) und dem Absperrventil (62;162) abführt.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil als ein zum Pumpenarbeitsraum (22) hin schließendes Rückschlagventil (62) ausgebildet ist.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil ein elektrisch betätigtes Steuerventil (162) ist, das zwischen einer geöffneten und geschlossenen Schaltstellung umschaltbar ist.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das zweite Steuerventil (68) eine Entlastungsraumverbindung (70) des Steuerdruckraums (52) mit einem Entlastungsraum (9) gesteuert wird und daß der Steuerdruckraum (52) eine von der Druckraumverbindung (54) des Pumpenarbeitsraums (22) mit dem Druckraum (40) stromabwärts nach dem Rückschlagventil (62) abführende Steuerdruckraumverbindung (56) mit der Druckraumverbindung (54) aufweist.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlastungsraumverbindung (70) des Steuerdruckraums (52) mit dem Entlastungsraum (9) und/oder in der Steuerdruckraumverbindung (56) des Steuerdruckraums (52) mit der Druckraumverbindung (54) eine Drosselstelle (58;71) vorgesehen ist.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn eines Förderhubs des Pumpenkolbens (18) das erste Steuerventil (60) und das zweite Steuerventil (68) geschlossen werden, so daß bei geöffnetem Absperrventil (62;162) Kraftstoff in den Druckraum (40) und den Steuerdruckraum (52) gefördert wird, daß im Verlauf des Förderhubs des Pumpenkolbens (18) das erste Steuerventil (60) geöffnet wird, wobei das Absperrventil (62;162) geschlossen wird, und daß für wenigstens eine Voreinspritzung das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird, so daß der Steuerdruckraum (52) entlastet ist und das Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck öffnet.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beendigung der wenigstens einen Voreinspritzung das zweite Steuerventil (68) geschlossen wird, so daß das Einspritzventilglied (28) durch den im Steuerdruckraum (52) herrschenden Druck schließt.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Voreinspritzung beendet wird, wenn der im Druckraum (40) herrschende Druck so stark gesunken ist, daß das Einspritzventilglied (28) durch die Schließkraft (44) schließt.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (60) beim Förderhub des Pumpenkolbens (18) für eine definierte Zeitdauer geschlossen wird, um bei geöffnetem Absperrventil (62;162) eine definierte Kraftstoffmenge in den Druckraum (40) und den Steuerdruckraum (52) zu fördern, so daß bei der wenigstens einen Voreinspritzung bis zum Zeitpunkt des Schließens des Einspritzventilglieds (28) eine definierte Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
  10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (18) durch einen Nocken (20) angetrieben wird, daß der Nocken (20) in einem ersten Drehwinkelbereich eine derart bestimmte Form aufweist, daß der Pumpenkolben (18) einen definierten Förderhub ausführt und bei geöffnetem Absperrventil (62;162) eine definierte Kraftstoffmenge in den Druckraum (40) und den Steuerdruckraum (52) fördert, die bei der Voreinspritzung eingespritzt wird, und daß der Nocken (20) in einem anschließenden Drehwinkelbereich eine derart bestimmte Form aufweist, daß der Pumpenkolben (18) keinen weiteren Förderhub ausführt.
  11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Förderhubs des Pumpenkolbens (18) nach der wenigstens einen Voreinspritzung das erste Steuerventil (60) und das zweite Steuerventil (68) geschlossen werden und daß für eine nachfolgende Haupteinspritzung das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird, so daß der Steuerdruckraum (52) entlastet ist und das Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck öffnet.
  12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Förderhubs des Pumpenkolbens (18) nach der wenigstens einen Voreinspritzung das erste Steuerventil (60) geschlossen wird und das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird, so daß der Steuerdruckraum (52) entlastet ist und daß eine nachfolgende Haupteinspritzung erfolgt, wenn der durch den Pumpenkolben (18) bei geöffnetem Absperrventil (62;162) im Druckraum (40) erzeugte Druck so hoch ist, daß durch diesen das Einspritzventilglied (28) gegen die Schließkraft (44) öffnet.
  13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beendigung der Haupteinspritzung das zweite Steuerventil (68) geschlossen wird.
  14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Haupteinspritzung wenigstens eine Nacheinspritzung erfolgt, daß bei der vorhergehenden Haupteinspritzung durch Schließen des zweiten Steuerventils (68) Kraftstoff unter Druck im Druckraum (40) und im Steuerdruckraum (52) gespeichert wird und daß zur Nacheinspritzung das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird, so daß der Steuerdruckraum (52) entlastet ist und das Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck öffnet.
  15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Haupteinspritzung wenigstens eine Nacheinspritzung erfolgt, daß zur Druckerzeugung für die Nacheinspritzung bei geöffnetem Absperrventil (62;162) das erste Steuerventil (60) geschlossen wird und daß zur Nacheinspritzung das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird.
  16. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung am Ende eines Einspritzzyklus im Druckraum (40) und im Steuerdruckraum (52) bei geschlossenem zweitem Steuerventil (68) und bei geschlossenem Absperrventil (62;162) Kraftstoff unter einem so hohen Druck gespeichert wird, daß dieser ausreichend ist, um bei einem nachfolgenden Einspritzzyklus bei geöffnetem zweitem Steuerventil (68) die Voreinspritzung durchzuführen.
  17. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Haupteinspritzung oder der Nacheinspritzung am Ende eines Einspritzzyklus das zweite Steuerventil (68) geöffnet wird, wenn der Druck im Druckraum (40) infolge einer Leckage so stark gesunken ist, daß die durch diesen auf das Einspritzventilglied (28) in Öffnungsrichtung (29) erzeugte Kraft geringer ist als die auf das Einspritzventilglied (28) wirkende Schließkraft (44).
EP02022361A 2001-11-30 2002-10-08 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Withdrawn EP1316718A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10158660 2001-11-30
DE10158660A DE10158660A1 (de) 2001-11-30 2001-11-30 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1316718A2 true EP1316718A2 (de) 2003-06-04
EP1316718A3 EP1316718A3 (de) 2004-04-28

Family

ID=7707434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02022361A Withdrawn EP1316718A3 (de) 2001-11-30 2002-10-08 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6796290B2 (de)
EP (1) EP1316718A3 (de)
JP (1) JP2003172228A (de)
DE (1) DE10158660A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1921307A1 (de) * 2006-11-08 2008-05-14 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffeinspritzsystem
WO2014000865A1 (de) * 2012-06-25 2014-01-03 L'orange Gmbh Injektor und kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10146739A1 (de) * 2001-09-22 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10146745A1 (de) * 2001-09-22 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10213025B4 (de) * 2002-03-22 2014-02-27 Daimler Ag Selbstzündende Brennkraftmaschine
US7191762B2 (en) * 2002-03-26 2007-03-20 Volvo Lastvagnar Ab Fuel injection system
EP1359316B1 (de) * 2002-05-03 2007-04-18 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffeinspritzeinrichtung
WO2004072470A1 (en) * 2003-02-12 2004-08-26 Robert Bosch Gmbh Fuel injector pump system with high pressure post injection
JP5070913B2 (ja) * 2007-04-11 2012-11-14 住友金属工業株式会社 燃焼設備の燃料遮断装置及び燃料遮断方法
US7707993B2 (en) * 2008-06-24 2010-05-04 Caterpillar Inc. Electronic pressure relief in a mechanically actuated fuel injector
WO2014066696A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Picospray, Llc Fuel injection system
JP6156397B2 (ja) * 2015-01-14 2017-07-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
EP3455498B1 (de) 2016-05-12 2024-07-03 Briggs & Stratton, LLC Kraftstoffförderinjektor
US10947940B2 (en) 2017-03-28 2021-03-16 Briggs & Stratton, Llc Fuel delivery system
GB2567011B (en) * 2017-10-02 2021-01-20 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Fuel injection system for engine system
US11668270B2 (en) 2018-10-12 2023-06-06 Briggs & Stratton, Llc Electronic fuel injection module

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0957261A2 (de) 1998-05-15 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4236882C1 (de) * 1992-10-31 1994-04-21 Daimler Benz Ag Kraftstoffeinspritzanlage mit einer Hochdruckpumpe und einer gemeinsamen Versorgungsleitung für alle Einspritzdüsen mit Magnetventilsteuerung
US5732679A (en) * 1995-04-27 1998-03-31 Isuzu Motors Limited Accumulator-type fuel injection system
JPH09158810A (ja) * 1995-10-02 1997-06-17 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジン
JPH09209867A (ja) * 1996-02-07 1997-08-12 Mitsubishi Motors Corp 燃料噴射装置
AU8735198A (en) * 1997-07-16 1999-02-10 Cummins Wartsila S.A. Device for injecting fuel into a diesel engine
GB9821929D0 (en) * 1998-10-09 1998-12-02 Lucas Ind Plc Fuel system
EP1077320B1 (de) * 1999-08-19 2004-11-24 Nissan Motor Co., Ltd. Regelung für einen Dieselmotor
DE10123995A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
US6439202B1 (en) * 2001-11-08 2002-08-27 Cummins Inc. Hybrid electronically controlled unit injector fuel system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0957261A2 (de) 1998-05-15 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1921307A1 (de) * 2006-11-08 2008-05-14 Delphi Technologies, Inc. Kraftstoffeinspritzsystem
US7574995B2 (en) 2006-11-08 2009-08-18 Delphi Technologies, Inc. Fuel injection system
WO2014000865A1 (de) * 2012-06-25 2014-01-03 L'orange Gmbh Injektor und kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1316718A3 (de) 2004-04-28
US20030131825A1 (en) 2003-07-17
DE10158660A1 (de) 2003-06-12
JP2003172228A (ja) 2003-06-20
US6796290B2 (en) 2004-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1316718A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1458970B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1316717B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1363015A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1241347B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
EP1260700B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1312792B1 (de) Kraftstoffspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
WO2003018990A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10113654A1 (de) Kraftsotffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE10205185A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1595074A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1310668B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1260702B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1236884A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
WO2003054375A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1310667A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10207045A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1552138B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2003027490A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2003052259A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2002075149A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
WO2006018334A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen zylinder einer brennkraftmaschine
WO2003027481A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2004046539A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil einer kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine aftmaschine

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 63/00 B

Ipc: 7F 02M 59/36 B

Ipc: 7F 02M 47/02 B

Ipc: 7F 02M 45/04 B

Ipc: 7F 02M 45/02 B

Ipc: 7F 02M 57/02 A

17P Request for examination filed

Effective date: 20041028

17Q First examination report despatched

Effective date: 20041125

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE ES FR GB IT

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20051123