EP1434938A1 - Kraftstoff-einspritzsystem für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung - Google Patents

Kraftstoff-einspritzsystem für eine brennkraftmaschine mit direkteinspritzung

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Publication number
EP1434938A1
EP1434938A1 EP02769925A EP02769925A EP1434938A1 EP 1434938 A1 EP1434938 A1 EP 1434938A1 EP 02769925 A EP02769925 A EP 02769925A EP 02769925 A EP02769925 A EP 02769925A EP 1434938 A1 EP1434938 A1 EP 1434938A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
fuel injection
fuel
chamber
injection system
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Withdrawn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
EP02769925A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Boehland
Sebastian Kanne
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 EP1434938A1 publication Critical patent/EP1434938A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F02M57/022—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive
    • F02M57/025—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps characterised by the pump drive hydraulic, e.g. with pressure amplification
    • F02M57/026—Construction details of pressure amplifiers, e.g. fuel passages or check valves arranged in the intensifier piston or head, particular diameter relationships, stop members, arrangement of ports or conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/105—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive hydraulic drive
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for a direct injection internal combustion engine, with a fuel injection device which can inject the fuel directly into a combustion chamber of the ' internal combustion engine and which has a valve element which adjoins a working space, the position of the valve element depending on the pressure in the work area, with a pressure booster piston which borders on one side with a control room and on the other side with a high pressure room, and with a fuel supply which can apply different pressures to the control room.
  • Such a fuel injection system is known from DE 199 45 785 AI. With this one. a fuel pump is provided which has a high pressure and a low pressure outlet. The high pressure outlet is connected to a control room of a pressure transmission device. A high pressure room of the
  • Pressure intensifier is connected to the low pressure outlet of the fuel pump via a check valve.
  • a high pressure line leads from the high pressure room to one Working space of a fuel injection device, via which the pressure is transferred from the high pressure into this working space.
  • a valve element of the fuel injection device is moved from a closed to an open position or vice versa.
  • a pressure translation device or a hydraulic translation device lies primarily in the fact that a relatively simple fuel pump can be used, but the fuel can nevertheless be injected into a combustion chamber of the internal combustion engine at very high pressure. This is particularly important for a favorable emission behavior of the internal combustion engine.
  • the object of the present invention is to develop a fuel injection system of the type mentioned at the outset such that when it is used, the emission behavior of the internal combustion engine is even better and as little energy as possible is required to operate the fuel injection system.
  • the temperature of the fuel injection device should also be as low as possible during operation.
  • the energy to be applied for the operation of the fuel injection system according to the invention is also relatively low, since due to the reduced volume which has to be compressed and relaxed, there are only minor energy losses during this compression and relaxation. This also reduces the undesirable heating of the fuel injector during its operation, since less entropy is generated in the compression and decompression work of the fuel.
  • the funding volume, which is used for the compression of the Fuel must be provided in the high-pressure chamber, • is less, so that a fuel supply with lower power can be provided. Furthermore, the loads on the components used overall in the fuel injection system are reduced, since the high pressure is essentially only present in the combined high pressure / working space. Therefore, cheaper components can be used for the production of the fuel injection system according to the invention.
  • the pressure booster piston be arranged coaxially with the valve element.
  • Such a fuel injection device builds relatively compact especially in the radial direction.
  • valve element be guided in the pressure booster piston.
  • the pressure booster piston creates a guide for the valve element, so that it works very precisely with a valve seat assigned to it.
  • the longitudinal bore in the valve element can be connected to a low-pressure fuel supply.
  • a low-pressure fuel supply When there is no high pressure in the high-pressure chamber, it can be supplied with fuel that is available with uniform and low pressure.
  • the high-pressure chamber is thus filled with fuel evenly and safely, and the loads on the longitudinal bore and thus on the valve element are kept low.
  • the longitudinal bore in the valve element can be connected to a high-pressure fuel supply, which can also apply different pressures to the control chamber.
  • a separate low-pressure fuel supply can be dispensed with. This reduces the cost of the fuel injection system according to the invention. Furthermore, the installation of this system in an internal combustion engine is made easier since the handling of a separate low-pressure line is eliminated.
  • the control chamber coaxially surround the valve element and that the longitudinal bore in the valve element is connected to the control chamber via a radially extending opening. This is space-saving and inexpensive to manufacture.
  • the. Pressure booster piston from a spring on a nozzle body of the fuel injector. This has the effect that the pressure booster piston is reliably loaded into its starting position.
  • the pressure booster piston volume-variable cavity is preferably connected to a leakage fluid outlet via a check valve, the check valve opening toward the leakage fluid outlet.
  • the spring can be accommodated, for example, which acts on the pressure booster piston.
  • control chamber can be connected to a low-pressure fuel supply via a check valve, the check valve opening to the control chamber. If in operation the minimum pressure in the control room below . of the pressure provided by the low-pressure fuel supply, the check valve is opened when the minimum pressure in the control chamber is reached and a small amount of fuel flows from the low-pressure fuel supply into the control chamber.
  • the fluid in the control room is constantly compressed and expanded by the high-pressure fuel supply. As a result, entropy or heat is generated, which leads to heating of the entire fuel injection device. This can affect the operation of the fuel injector. Because the "further" and thus cooler fuel from the low-pressure fuel supply constantly comes into the control chamber in the development proposed here, the temperature of the fuel in the control chamber is reduced and the heating of the fuel injection device during operation of the fuel injection system according to the invention is reduced overall ,
  • Figure 1 is a schematic diagram of a first
  • Embodiment of a fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel injection device Embodiment of a fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel injection device
  • FIG. 2 shows a partial section through the fuel injection device from FIG. 1 with a pressure booster piston in a first position
  • FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 2 of a region of the fuel injection device from FIG. 1 with the pressure booster piston in a second position;
  • Figure 4 is a schematic diagram similar to Figure 1 of a second embodiment of a fuel injection system for an internal combustion engine with a fuel injection device;
  • FIG. 5 shows a partial section through the fuel injection device from FIG. 4 with a pressure booster piston in a first position
  • FIG. 6 shows an illustration similar to FIG. 5 of a region of the fuel injection device from FIG. 4 with the pressure booster piston in a second position
  • a fuel injection system bears the reference number 10 overall. It comprises a fuel tank 12, from which a fuel pump 14 converts the fuel to one Fuel injector 16 promotes. This is an injector which injects the fuel directly into a combustion chamber 18 of an internal combustion engine (not shown further).
  • the fuel pump 14 comprises a control pressure outlet 20 and a low pressure outlet 22.
  • a control pressure line 24 is connected to the control pressure outlet 20.
  • a control valve 26 is arranged in this.
  • a control line 28 leads from the control valve 26 back to the fuel tank 12.
  • the control pressure line 24 leads to a control pressure connection 30 on the fuel injection device 16.
  • the control valve 26 is to be switched so that in a switching position the control pressure outlet 20, the fuel umpe 14 with the control pressure connection 30 the fuel injector 16 is connected, whereas in a different switching position of the control valve 26 the
  • Control pressure connection 30 is connected to the fuel tank 12 via the control line 28.
  • a low-pressure line 32 leads from the low-pressure outlet 22 of the fuel pump 14 to a low-pressure connection 34 on the fuel injection device 16.
  • a leakage fluid line 38 leads back to the fuel tank 12 from a leakage fluid outlet 36 of the fuel injection device 16.
  • the exact structure of the fuel injection device 16 can be seen from FIGS. 2 and 3:
  • the fuel injection device 16 then comprises a nozzle body 40, which consists of a lower part 42 in FIGS. 2 and 3 and an upper part in FIGS. 2 and 3 44 exists, and that of one.
  • Nozzle clamping nut 46 against a connecting part 48 is braced.
  • the upper part 44 of the nozzle body 40 is sleeve-shaped.
  • the lower part 42 of the nozzle body 40 has a step-shaped blind hole 50. At the lower end of the lower part 42 of the nozzle body 40 in FIG. 2, outlet openings 52 lead from the blind hole 50 to the outside. All of the parts described so far are, moreover, rotationally symmetrical parts with a circular cylindrical cross section.
  • a pressure booster piston 54 is axially displaceable and received in the sliding play. This also consists of an upper part 56 in FIG. 2 and a lower part 58.
  • An annular collar 60 is formed on the lower part 58 of the pressure booster piston 54 at its upper end.
  • a compression spring 62 is supported on the latter, the other end of which rests on the lower part 42 of the nozzle body 40.
  • the compression spring 62 acts on the lower part 58 of the pressure booster piston 54 with the annular collar 60 against a shoulder 64 in the upper part 44 of the nozzle body 40.
  • the compression spring 62 is received in an annular space 65.
  • a lower, axial end face 66 in FIG. 2 on the lower part 58 of the pressure booster piston 54 is overall smaller than an upper axial end face 68 in FIG. 2 on the upper part 56 of the pressure booster piston 54.
  • the pressure booster piston 54 is penetrated by a recess.
  • a section of a valve needle 70 is guided therein, which cooperates with a valve seat (without reference number) at the lower end of the blind hole 50 in the region of the outlet openings 52.
  • the valve needle 70 and the pressure booster piston 54 are thus arranged coaxially to one another.
  • the valve needle 70 extends through the pressure booster piston 54 in FIG. 2 up to a blind hole 74 in the connection part 48 of the fuel injection device 16.
  • a compression spring 72 is tensioned, which the valve needle 70 against the valve seat in the area of the outlet openings 52, ie in the closing direction.
  • the axial length of the lower part 58 of the pressure booster piston 54 is dimensioned such that the pressure booster piston 54 in the upper starting position shown in FIG. 2 ends downward before a cross-sectional tapering (without reference number) of the stepped blind hole 50 in the nozzle body 40.
  • An annular high-pressure space 76 is formed between the valve needle 70, the lower end face 66 of the pressure booster piston 54 and the wall of the step-shaped blind hole 50 in the nozzle body 40.
  • the valve needle 70 extends through the high-pressure space 76.
  • a cross-sectional enlargement is present on the valve needle 70, which forms a pressure surface 78, the force resultant of which is opposite to the pressure force by the pressure spring 72, that is to say points in the opening direction of the valve needle 70.
  • the space surrounding the printing area is referred to as work space 79. It coincides with the high pressure space 76.
  • An annular space (without reference number), which is formed between the valve needle 70 and the lower region of the blind hole 50 in the nozzle body 40, leads from the high-pressure space 76 to the valve seat or the outlet openings 52.
  • valve needle 70 leads from a spring chamber 80 located in the valve needle 70 in the region of the high-pressure chamber 76 a radial bore 82 in the high-pressure chamber 76.
  • a spring-loaded check valve 84 is arranged in the spring chamber 80 and opens towards the spring chamber 80.
  • a low-pressure channel 86 coaxial with the longitudinal axis of the valve needle 70 runs from the check valve 84 in the valve needle 70 to the upper end of the valve needle 70 in FIG. 2 and opens there into the blind hole 74 in the connecting part 48.
  • the blind hole 74 is via a radial bore 88 in the wall of the connecting part 48 is connected to an annular channel 90 in a connecting part 92. This creates a connection to the low-pressure line 32 via the low-pressure connection 34.
  • an overall eccentric control channel 94 leads to a control chamber 96.
  • This control chamber 96 is an annular space between the upper axial end face 68 of the pressure booster piston 54, the outer lateral surface of the valve needle 70 and the upper part 48 of the nozzle body 40 is formed and is thus arranged coaxially to the valve needle 70.
  • a spring-loaded check valve 98 which opens towards the control chamber 96, connects it to a flushing channel 100, which opens into the radial bore 88 in the connecting part 48.
  • FIG. 3 The lower part of the fuel injection device 16 is shown in FIG.
  • the view in FIG. 3 is rotated by 90 ° relative to FIG. 2 about the longitudinal axis of the fuel injection device 16.
  • the pressure booster piston 54 is in its lower end position in FIG. 3, whereas in FIG. 2 it is in its upper starting position.
  • the fuel injection system 10 shown in FIGS. 1 to 3 operates as follows:
  • the high-pressure chamber 76 is filled with fuel.
  • fuel is delivered from the low pressure outlet 22 of the fuel pump 14 to the low pressure connection 34 of the fuel injection device 16. From there, the fuel reaches the high-pressure chamber 76 via the low-pressure channel 86 in the valve needle 70, the check valve 84, the spring chamber 80 and the channel 82. If the pressure in the high-pressure chamber 76 approximately corresponds to the pressure at the low-pressure outlet 22 of the fuel pump 14, this closes Check valve 84.
  • the control valve 26 is initially switched so that the control pressure connection 30 of the fuel injection device 16 is connected to the fuel tank 12.
  • the control chamber 96 is therefore largely depressurized and the pressure booster piston 54 is " in the upper starting position shown in FIG. 2.
  • the control valve 26 is switched so that the control pressure connection 30 is connected to the control pressure outlet 20 of the fuel pump 14 corresponding pressure is now also in the control room via the control channel 94 96 on.
  • the pressure on Steuer réelleauslass 20 of the fuel pump 14 is considerably higher than the pressure at the 'low pressure 22nd
  • the pressure in the high-pressure chamber 76 can be up to approximately 1800 bar.
  • the control valve 26 is switched again such that the control pressure connection 30 of the fuel injection device 16 is connected to the fuel tank 12. This leads to a sudden relief of the control chamber 96.
  • the pressure booster piston 54 is again pushed upwards in FIGS. 2 and 3 by the compression spring 62.
  • the pressure in the high-pressure chamber 76 or in the working chamber 79 also drops, so that the valve needle 70 closes. Is the pressure in the High-pressure chamber 76 has sunk far enough, the check valve 84 opens. This allows fuel to flow through the low-pressure channel 86 into the high-pressure chamber 76.
  • FIGS. 4 to 6 show a second exemplary embodiment of a fuel injection system 10.
  • Such parts, elements and areas which have functions equivalent to parts, elements and areas of the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3 have the same reference symbols. They are not explained in detail here again.
  • a check valve is missing between the longitudinal groove 102 and the leakage fluid outlet 36. Instead, the longitudinal groove 102 leads directly to the leakage fluid outlet 36 via a leakage channel 106. The latter is also connected to the interior of the blind hole 74 in the connector 48 via a radial bore 108 in the wall of the connector 48.
  • the high-pressure chamber 76 is supplied with fuel via the control chamber 96.
  • a radial inlet bore 110 is provided in the wall of the valve needle 70 at the level of the control chamber 96.
  • the channel 86 in the valve needle 70 also extends from Check valve 84 only up to the level of the control chamber 96.
  • the high-pressure space 76 is the space in which an enclosed fluid is compressed by the pressure booster piston 54 and a very high pressure is thus generated.
  • the working space 79 is the space in which a force is generated by changing the pressure on the pressure surface 78 of the valve needle 70, which force leads to a movement of the valve needle 70 ' .
  • the high-pressure space 76 of the pressure booster piston 54 is integrated into the working space 79 of the valve needle 70. The two rooms therefore coincide. Thus, only a comparatively small volume is compressed overall during an injection by the fuel injection device 16, which reduces undesirable elasticity effects of the fuel enclosed in the high-pressure chamber 76.

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Abstract

Ein Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung umfasst eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (16), welche den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen kann und welche ein Ventilelement (70) aufweist. Dieses grenzt an einen Arbeitsraum (79), wobei die Stellung des Ventilelements (70) vom Druck im Arbeitsraum (79) abhängt. Ein Druckübersetzerkolben (54) grenzt auf der einen Seite an einen Steuerraum (96) und auf der anderen Seite an einen Hochdruckraum (76). Eine Kraftstoffversorgung kann den Steuerraum (96) mit unterschiedlichen Drucken beaufschlagen. Um das Emissionsverhalten einer mit dem Kraftstoff-Einspritzsystem ausgestatteten Brennkraftmaschine zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass der Druckübersetzerkolben (54) in die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (16) und der Hochdruckraum (76) in den Arbeitsraum (79) integriert sind.

Description

Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzun
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der' Brennkraftmaschine einspritzen kann und welche ein Ventilelement aufweist, welches an einen Arbeitsraum grenzt, wobei die Stellung des Ventilelements vom Druck im Arbeitsraum abhängt, mit einem Druckübersetzerkolben, welcher auf der einen Seite an einen Steuerraum und auf der anderen Seite an einen Hochdruckraum grenzt, und mit einer KraftstoffVersorgung, welche den Steuerraum mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann.
Ein solches Kraftstoff-Einspritzsystem ist aus der DE 199 45 785 AI bekannt. Bei diesem ist. eine Kraftstoffpumpe vorgesehen, welche einen Hochdruck- und einen Niederdruckauslass aufweist. Der Hochdruckauslass ist mit einem Steuerraum einer Druckübersetzungseinrichtung verbunden. Ein Hochdruckraum der
Druckübersetzungseinrichtung ist über ein Rückschlagventil mit dem Niederdruck-Auslass der Kraftstoffpumpe verbunden. Eine Hochdruckleitung führt vom Hochdruckraum zu einem Arbeitsraum einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, über die der Druck vom Hochdruck- in diesen Arbeitsraum übertragen wird. Je nach Druck im Hochdruckraum bzw. im Arbeitsraum wird ein Ventilelement der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von einer geschlossenen in eine geöffnete Position oder umgekehrt beweg . Der Vorteil einer
Druckübersetzungseinrichtung bzw. einer hydraulischen Übersetzungseinrichtung liegt vor allem darin, dass eine relativ einfache Kraftstoffpumpe verwendet werden kann, der Kraftstoff aber dennoch mit sehr hohem Druck in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Dies ist vor allem für ein günstiges Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine wichtig.
Aus der DE 197 38 804 AI ist ebenfalls ein Kraftstoff- Einspritzsystem mit einer hydraulischen Übersetzungseinrichtung bekannt. Auch bei ihm ist die hydraulische Übersetzungseinrichtung über eine Hochdruckleitung mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoff- Einspritzsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei seiner Verwendung das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine noch besser und möglichst wenig Energie zum Betrieb des Kraftstoff- Einspritzsystems erforderlich ist. Auch soll die Temperatur der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung im Betrieb möglichst niedrig sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoff-Einspritzsystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Druckübersetzerkolben in die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung und der Hochdruckraum in den Arbeitsraum integriert sind.
Vorteile der Erfindung
Durch die Integration des Druckübersetzerkolbens in die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und des Hochdruckraums in den Arbeitsraum ist keine separate Hochdruckleitung mehr erforderlich, welche von der Druckübersetzungseinrichtung zur Kraftstoff-Einspritzvorrichtung führt. Hierdurch wird das- insgesamt von der Druckübersetzungseinrichtung zu komprimierende Volumen reduziert.
Dies beschleunigt die Bewegung des Druckübersetzerkolbens in beiden Richtungen, und in der Folge den Aufbau (und den Abbau) des Drucks im Hochdruckraum. Hierdurch .wird wiederum verhindert, dass Kraftstoff beispielsweise . zu Beginn oder am Ende einer Einspritzung nur mit geringem Druck bzw. geringem Impuls in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt. Der hohe Impuls, mit dem der Kraftstoff bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystem eingespritzt wird, führt zu einer Verbesserung des Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine .
Auch die für den Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzsystems aufzubringende Energie ist relativ gering, da aufgrund des verringerten Volumens, welches komprimiert und entspannt werden uss, nur geringere Energieverluste bei dieser Kompression und Entspannung auftreten. Dies senkt auch die unerwünschte Erwärmung der Kraftstoff - Einspritzvorrichtung während deren Betrieb, da weniger Entropie bei der Kompressions- und Dekompressionsarbeit des Kraftstoffes erzeugt wird.
Auch das Fördervolumen, welches für die Kompression des Kraftstoffes im Hochdruckraum bereitgestellt, werden muss, • ist geringer, so dass eine Kraftstoffversorgung mit geringerer Leistung vorgesehen werden kann. Ferner werden die Belastungen der insgesamt bei dem Kraftstoff- Einspritzsystem verwendeten Komponenten verringert, da der hohe Druck im Wesentlichen nur noch im kombinierten Hochdruck/Arbeitsraum anliegt. Daher können preiswertere Komponenten für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems verwendet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass der Druckübersetzerkolben koaxial- zum Ventilelement angeordnet ist. Eine solche Kraftstoff-Einspritzvorrichtung baut vor Allem in radialer Richtung relativ kompakt.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das Ventilelement in dem Druckübersetzerkolben geführt ist. Dies hat zusätzlich den Vorteil, dass auch die axialen Abmessungen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vergleichsweise gering gehalten werden können. Ferner wird durch den Druckübersetzerkolben eine Führung für das Ventilelement geschaffen, so dass dieses sehr präzise mit einem ihm zugeordneten Ventilsitz zusammenarbeitet.
Vorteilhaft ist auch, wenn in dem Ventilelement eine Längsbohrung vorhanden ist, durch welche der Hochdruckraum mit Kraftstoff versorgt wird. Dies führt zu einer weiteren Reduktion der radialen Baugröße der Kraftstoff- • Einspritzvorrichtung, welche bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystem verwendet wird. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems wird vorgeschlagen, dass zwischen der Längsbohrung in dem Ventilelement und dem Hochdruckraum ein Rückschlagventil vorhanden ist, welches zum Hochdruckraum hin öffnet. Ein solches Rückschlagventil baut sehr einfach und stellt sicher, dass der Hochdruckraum während einer Kompression zuverlässig von der Kraftstoffversorgung getrennt ist. Dies ist für die Funktion des Druckübersetzers sehr vorteilhaft. Die Anordnung nahe zum Hochdruckraum reduziert die Belastungen der Längsbohrung im Betrieb, so dass für das Ventilelement ein preiswertes Material gewählt werden kann.
Dabei kann die Längsbohrung in dem Ventilelemerit mit einer Niederdruck-Kraftstoffversorgung verbunden sein. Somit kann der Hochdruckraum dann, wenn in ihm kein hoher Druck herrscht, mit Kraftstoff versorgt werden, welcher mit gleichmäßigem und niedrigem Druck zur Verfügung steht . Die Befüllung des Hochdruckraums mit Kraftstoff erfolgt somit gleichmäßig und sicher, und die Belastungen der Längsbohrung und damit des Ventilelements werden geringgehalten.
Alternativ hierzu ist es möglich, dass die Längsbohrung in dem Ventilelement mit einer Hochdruck-Kraftstoffversorgung verbunden ist, welche auch den Steuerraum mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann. In diesem Fall kann auf eine separate Niederdruck- KraftstoffVersorgung verzichtet werden. Dies reduziert die Kosten des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems . Ferner wird der Einbau dieses Systems in eine Brennkraftmaschine erleichtert, da die Handhabung einer separaten Niederdruckleitung entfällt . In Konkretisierung hierzu wird vorgeschlagen, dass der Steuerraum das Ventilelement koaxial umgibt, und dass die Längsbohrung in dem Ventilelement über eine radial verlaufende Öffnung mit dem Steuerraum verbunden ist. Dies ist platzsparend und preisgünstig herzustellen.
Bei einer weiteren Variante stützt sich der . Druckübersetzerkolben über eine Feder an einem Düsenkörper der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ab. Dies bewirkt, dass der Druckübersetzerkolben zuverlässig in- seine Ausgangsstellung beaufschlagt wird.
Ein zwischen dem Druckübersetzerkolben und dem Düsenkörper vorhandener und bei einer Bewegung des
Druckübersetzerkolbens volumenveränderlicher Hohlraum ist vorzugsweise über ein Rückschlagventil mit einem Leckagefluidauslass verbunden, wobei das Rückschlagventil zum Leckagefluidauslass hin öffnet. In einem solchen Hohlraum kann beispielsweise die Feder untergebracht sein, die den Druckübersetzerkolben beaufschlagt.
Durch den Leckagefluidauslass mit dem Rückschlagventil wird beim ersten Hub des Druckübersetzerkolbens ggf . in dem Hohlraum vorhandener Kraftstoff zum Leckagefluidauslass hin gefördert. Bei allen weiteren Hüben des Druckübersetzerkolbens muss dann nur noch der in dem Hohlraum verbleibende Kraftstoffdampf komprimiert werden und die evtl. zwischen den Einspritzungen anfallende Leckagemenge zu einer Leckageabfuhrleitung gefördert werden. Dadurch werden Druckschwingungen im Niederdruckkreislauf vermieden und der Energieaufwand nochmals verringert, welcher zum Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems erforderlich ist. Hierdurch wird nochmals der Energieaufwand verringert, welcher zum Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzsystems erforderlich ist.
Möglich ist auch, dass der Steuerraum über ein Rückschlagventil mit einer Niederdruck-KraftstoffVersorgung verbindbar ist, wobei das Rückschlagventil zum Steuerraum hin öffnet. Wenn im Betrieb der Minimaldruck im Steuerraum unterhalb. des von der Niederdruck-KraftstoffVersorgung bereitgestellten Druckes liegt, wird bei Erreichen des Minimaldrucks im Steuerraum das Rückschlagventil geöffnet und es strömt eine geringe Menge an Kraftstoff von der Niederdruck-Kraftstoffversorgung in-den Steuerraum.
Dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Das im Steuerraum befindliche Fluid wird von der Hochdruck- Kraftstoffversorgung ständig komprimiert und wieder entspannt. Hierdurch wird Entropie bzw. Wärme erzeugt, welche zu einer Erwärmung der gesamten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung führt. Dies kann die Funktionsweise der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung beeinträchtigen. Indem bei der hier vorgeschlagenen Weiterbildung ständig "frischer" und somit kühler Kraftstoff aus der Niederdruck- KraftstoffVersorgung in den Steuerraum gelangt, wird die Temperatur des sich im Steuerraum befindenden Kraftstoffes abgesenkt und insgesamt die Erwärmung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung im Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems vermindert .
Zeichnung
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen: 03 0
Figur 1 eine Prinzipskizze eines, ersten
Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff- Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
Figur 2 einen Teilschnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Figur 1 mit einem Druckübersetzerkolben in einer ersten Stellung;
Figur 3 eine Darstellung ähnlich Figur 2 eines Bereichs der Kraf stoff-Einspritzvorrichtung von Figur 1 mit dem Druckübersetzerkolben in einer zweiten Stellung;
Figur 4 eine Prinzipskizze ähnlich Figur 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff- Einspritzsystems für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;
Figur 5 einen Teilschnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Figur 4 mit einem Druckübersetzerkolben in einer ersten Stellung; und
Figur 6 eine Darstellung ähnlich Figur 5 eines Bereichs der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Figur 4 mit dem Druckübersetzerkolben in einer .zweiten Stellung;
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 trägt ein Kraftstoff-Einspritzsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff -Einspritzvorrichtung 16 fördert. Bei dieser handelt es sich um einen Injektor, welcher den Kraftstoff direkt in einen Brennraum 18 einer Brennkraftmaschine (nicht weiter dargestellt) einspritzt.
Die Kraftstoffpumpe 14 umfasst einen Steuerdruckauslass 20 und einen Niederdruckauslass 22. An den Steuerdruckauslass 20 ist eine Steuerdruckleitung 24 angeschlossen. In dieser ist ein Steuerventil 26 angeordnet. Vom Steuerventil 26 führt eine Absteuerleitung 28 zurück zum Kraftstoffbehälter 12. Die Steuerdruckleitung 24 führt zu einem Steuerdruckanschluss 30 an der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16. Das Steuerventil 26 ist so zu schalten, dass in einer Schaltstellung der Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoff umpe 14 mit dem Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 verbunden ist, wohingegen in einer anderen Schaltstellung des Steuerventils 26 der
Steuerdruckanschluss 30 über die Absteuerleitung 28 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist.
Vom Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 führt eine Niederdruckleitung 32 zu einem Niederdruckanschluss 34 an der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16. Von einem Leckagefluidauslass 36 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 führt eine Leckagefluidleitung 38 zurück zum Kraftstoffbehälter 12.
Der genaue Aufbau der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 ist aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich: Danach umfasst die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 einen Düsenkörper 40, der aus einem in den Figuren 2 und 3 unteren Teil 42 und einem in den Figuren 2 und 3 oberen Teil 44 besteht, und der von einer . Düsenspannmutter 46 gegen ein Anschlussteil 48 verspannt ist. Das obere Teil 44 des Düsenkörpers 40 ist hülsenförmig. Das untere Teil 42 des Düsenkörpers 40 weist ein stufenförmiges Sackloch 50 auf. An dem in Figur 2 unteren Ende des unteren Teils 42 des Düsenkörpers 40 führen Auslassöffnungen 52 vom Sackloch 50 nach außen. Bei allen bisher beschriebenen Teilen handelt es sich im Übrigen um rotationssymmetrische Teile mit kreiszylindrischem Querschnitt.
Im Sackloch 50 des unteren Teils 42 des Düsenkörpers 40 und im hülsenförmigen, oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40 ist ein Druckübersetzerkolben 54 axial verschieblich und im Gleitspiel aufgenommen. Dieser besteht ebenfalls aus einem in Figur 2 oberen Teil 56 und einem unteren Teil 58. An das untere Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist an seinem oberen Ende ein Ringbund 60 angeformt. An diesem stützt sich eine Druckfeder 62 ab, deren anderes Ende am unteren Teil 42 des Düsenkörpers 40 anliegt. Die Druckfeder 62 beaufschlagt das untere Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 mit dem Ringbund 60 gegen einen Absatz 64 im oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40. Die Druckfeder 62 ist in einem Ringraum 65 aufgenommen. Eine in Figur 2 untere, axiale Endfläche 66 am unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist insgesamt kleiner als eine in Figur 2 obere axiale Endfläche 68 am oberen Teil 56 des Druckübersetzerkolbens 54.
Der Druckübersetzerkolben 54 wird von einer Ausnehmung durchsetzt . In dieser ist ein Abschnitt einer Ventilnadel 70 geführt, welche mit einem Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) am unteren Ende des Sacklochs 50 im Bereich der Auslassöffnungen 52 zusammenarbeitet. Die Ventilnadel 70 und der Druckübersetzerkolben 54 sind also koaxial zueinander angeordnet. Die Ventilnadel 70 erstreckt sich durch den Druckübersetzerkolben 54 hindurch in Figur 2 nach oben bis in ein Sackloch 74 im Anschlussteil 48 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16. Zwischen dem in Figur 2 oberen Ende der Ventilnadel 70 und dem Ende des Sacklochs 74 ist eine Druckfeder 72 gespannt, welche die Ventilnadel 70 gegen den Ventilsitz im Bereich der Auslassöffnungen 52, also in Schließrichtung, beaufschlagt.
Die axiale Länge des unteren Teils 58 des Druckübersetzerkolbens 54 ist so bemessen, dass der Druckübersetzerkolben 54 in der in Figur 2 dargestellten oberen Ausgangsstellung nach unten hin noch vor einer Querschnittsverjüngung (ohne Bezugszeichen) des stufenförmigen Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 endet. Zwischen der Ventilnadel 70, der unteren Endfläche 66 des Druckübersetzerkolbens 54 und der Wand des stuf nförmigen Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 ist ein ringförmiger Hochdruckraum 76 gebildet.
Die Ventilnadel 70 erstreckt sich durch den Hochdruckraum 76 hindurch. Im Bereich des Hochdruckraums 76 ist an der Ventilnadel 70 eine Querschnittsvergrößerung vorhanden, welche eine Druckfläche 78 bildet, deren Kraftresultierende der Druckkraft durch die Druckfeder 72 entgegengesetzt ist, also in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 70 zeigt. Der die Druckfläche umgebende Raum wird als Arbeitsraum 79 bezeichnet. Er fällt mit dem Hochdruckraum 76 zusammen. Vom Hochdruckraum 76 führt ein Ringraum (ohne Bezugszeichen) , welcher zwischen der Ventilnadel 70 und dem unteren Bereich des Sacklochs 50 im Düsenkörper 40 gebildet ist, bis zum Ventilsitz bzw. den Auslassöffnungen 52.
In der Ventilnadel 70 führt von einem in der Ventilnadel 70 im Bereich des Hochdruckraums 76 gelegenen Federraum 80 eine radiale Bohrung 82 in den Hochdruckraum 76. Im Federraum 80 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 84 angeordnet, welches zum Federraum 80 hin öffnet. Vom Rückschlagventil 84 verläuft in der Ventilnadel 70 ein zur Längsachse der Ventilnadel 70 koaxialer Niederdruckkanal 86 bis zum in Figur 2 oberen Ende der Ventilnadel 70 und mündet dort in das Sackloch 74 im Anschlussteil 48. Das Sackloch 74 ist über eine radiale Bohrung 88 in der Wand des Anschlussteils 48 mit einem Ringkanal 90 in einem Verbindungsteil 92 verbunden. Dieses stellt über den Niederdruckanschluss 34 eine Verbindung mit der Niederdruckleitung 32 her.
Von dem in Figur 2 am oberen Ende des Anschlussteils 48 gelegenen Steuerdruckanschluss 30 führt ein insgesamt außermittiger Steuerkanal 94 zu einem Steuerraum 96. Dieser Steuerraum 96 ist als Ringraum zwischen der oberen axialen Endfläche 68 des Druckübersetzerkolbens 54, der äußeren Mantelfläche der Ventilnadel 70 und dem Oberteil 48 des Düsenkörpers 40 gebildet und ist somit koaxial zur Ventilnadel 70 angeordnet. Über ein federbelastetes Rückschlagventil 98, welches zum Steuerraum 96 hin öffnet, ist dieser mit einem Spülkanal 100 verbunden, welcher in die radiale Bohrung 88 im Anschlussteil 48 mündet.
In Figur 3 ist der untere Teil der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 dargestellt. Die Ansicht in Figur 3 ist gegenüber Figur 2 um die Längsachse der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 um 90° gedreht. Ferner befindet sich in Figur 3 der Druckübersetzerkolben 54 in seiner unteren Endstellung befindet, wohingegen er in Figur 2 in seiner oberen Ausgangsstellung ist .
Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, verläuft von dem Grenzbereich' zwischen dem Ringbund 60 am unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54 und dem Absatz 64 des oberen Teils 44 des Düsenkörpers 40 zwischen der Düsenspannmutter 46 und dem oberen Teil 44 des Düsenkörpers 40 eine Längsnut 102. Sie führt zu einem federbelasteten Rückschlagventil 104. Dieses sperrt zur Längsnut 102 hin. Vom Rückschlagventil 104 führt ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kanal zum Leckagefluidauslass 36.
Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Kraftstoff- Einspritzsystem 10 arbeitet folgendermaßen:
Vor einer Einspritzung von Kraftstoff durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 in den Brennraum 18 wird der Hochdruckraum 76 mit Kraftstoff gefüllt. Hierzu wird vom Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 Kraftstoff zum Niederdruckanschluss 34 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 gefördert. Von dort gelangt der Kraftstoff über den Niederdruckkanal 86 in der Ventilnadel 70, das Rückschlagventil 84, den Federraum 80 und den Kanal 82 in den Hochdruckraum 76. Wenn der Druck im Hochdruckraum 76 in etwa dem Druck am Niederdruckauslass 22 der Kraftstoffpumpe 14 entspricht, schließt das Rückschlagventil 84.
Das Steuerventil 26 ist zunächst so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist . Der Steuerraum 96 ist also weitgehend drucklos und der Druckübersetzerkolben 54 befindet sich" in der in Figur 2 dargestellten oberen Ausgangsstellung. Um eine Einspritzung durchzuführen, wird das Steuerventil 26 so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 mit dem Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoffpumpe 14 verbunden ist. Der entsprechende Druck liegt nun über den Steuerkanal 94 auch im Steuerraum 96 an. Dabei ist der Druck am Steuerdruckauslass 20 der Kraftstoffpumpe 14 erheblich höher als der Druck am' Niederdruckauslass 22.
Aus diesem Grunde und aufgrund der Flächenverhältnisse der axialen Endflächen 66 und 68 des Druckübersetzerkolbens 54 ergibt sich am Druckübersetzerkolben 54 eine zum Hochdruckraum 76 hin gerichtete Kraft, so dass sich der Druckübersetzerkolben 54 in Richtung zum Hochdruckraum 76 bewegt. Hierdurch wird der im Hochdruckraum 76 vorhandene Kraftstoff komprimiert und ein sehr hoher Druck im Hochdruckraum 76 erzeugt. In der in Figur 3 dargestellten unteren Endstellung des Druckübersetzerkolbens 54 kann der Druck im Hochdruckraum 76 bis ungefähr 1800 bar betragen.
Aufgrund des hohen Drucks im Hochdruckraum 76 bzw. im Arbeitsraum 79 ergibt sich an der Druckfläche 78 der Ventilnadel 70 eine in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 70 gegen die Beaufschlagungsrichtung der Druckfeder 72 gerichtete Kraft . Aufgrund dieser Kraft wird die Ventilnadel 70 vom Ventilsitz abgehoben, wodurch die Auslassöffnungen 52 mit dem Hochdruckraum 76 verbunden werden. Der Kraftstoff gelangt somit mit sehr hohem Druck aus den Auslassöffnungen 52 in den Brennraum 18.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird das Steuerventil 26 wieder so geschaltet, dass der Steuerdruckanschluss 30 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 mit dem Kraftstoffbehälter 12 verbunden ist. Somit kommt es zu einer schlagartigen Entlastung des Steuerraums 96. Durch die Druckfeder 62 wird der Druckübersetzerkolben 54 wieder in den Figuren 2 und 3 nach oben gedrückt. Hierdurch sinkt auch der Druck im Hochdruckraum 76 bzw. im Arbeitsraum 79, so dass die Ventilnadel 70 schließt. Ist der Druck im Hochdruckraum 76 weit genug abgesunken, öffnet das Rückschlagventil 84. Damit kann Kraftstoff durch den Niederdruckkanal 86 in den Hochdruckraum 76 nachströmen.
Durch den schlagartigen Druckabfall im Steuerraum 96 wird eine Entlastungs-Druckwelle erzeugt. Diese führt dazu, dass das Rückschlagventil 98 kurzzeitig öffnet und kalter Kraftstoff vom Spülkanal 100 in den Steuerraum 96 gelangt. Dies hat den Vorteil, dass die durch die wiederholte Kompression und Dekompression bewirkte Temperaturerhöhung des im Steuerraum 96 eingeschlossenen Kraftstoffes durch die Zufuhr kühlen Kraftstoffs kompensiert und somit die Temperaturerhöhung der gesamten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 im Betrieb in gewissen Grenzen gehalten werden kann.
Aufgrund gewisser Leckagen zwischen den relativ zueinander bewegten Teilen gelangt Kraftstoff auch in jenen Raum 65 zwischen dem unteren Teil 42 des Düsenkörpers 40 und dem unteren Teil 58 des Druckübersetzerkolbens 54, in dem die Druckfeder 62 angeordnet ist. Bewegt sich der Druckübersetzerkolben 54 bei einer Einspritzung in den Figuren 2 und 3 nach unten, verringert sich auch das Volumen dieses Raumes. In ihm vorhandener Kraftstoff wird daher über die Längsnut 102 und das Rückschlagventil 104 zum Leckagefluidauslass 36 hin abgeleitet.
Bei den nachfolgenden Einspritzungen bzw. Hubbewegungen des Druckübersetzerkolbens 54 wird im Wesentlichen kein Kraftstoff mehr aus diesem Raum zum Leckagefluidauslass 36 gefördert . Stattdessen bildet sich in diesem Raum Kraftstoffdampf , welcher während der Hubbewegungen des Druckübersetzerkolbens 54 von Dampfdruck auf etwa Umgebungsdruck komprimiert wird. Dadurch werden Druckschwingungen im Niederdruckkreislauf vermieden.
In den Figuren 4 bis 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Einspritzsystems 10 dargestellt. Solche Teile, Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Teilen, Elementen und Bereichen des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispieles aufweisen, tragen die gleichen Bezugszeichen. Sie sind hier nicht nochmals im Detail erläutert.
Ein wesentlicher Unterschied des in Figur 4 dargestellten Kraftstoff-Einspritzsystems 10 zu dem vorhergehenden System besteht darin, dass die Kraftstoffpumpe 14 nur einen Steuerdruckauslass 20, jedoch keinen Niederdruckauslass aufweist. Entsprechend ist auch an der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 nur ein Steuerdruckanschluss 30 und ein Leckagefluidauslass 36 vorhanden. Ein Niederdruckanschluss fehlt dagegen in Figur 5.
Bei der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 fehlt zwischen der Längsnut 102 und dem Leckagefluidauslass 36 ein Rückschlagventil. Stattdessen führt die Längsnut 102 über einen Leckagekanal 106 direkt zum Leckagefluidauslass 36. Dieser ist ferner über eine radiale Bohrung 108 in der Wand des Anschlussteils 48 mit dem Innenraum des Sacklochs 74 im Anschlussteil 48 verbunden.
Die Versorgung des Hochdruckraums 76 mit Kraftstoff erfolgt bei der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 16 über den Steuerraum 96. Zu diesem Zweck ist in der Wand der Ventilnadel 70 auf Höhe des Steuerraums 96 eine radiale Zulaufbohrung 110 vorhanden. Der Kanal 86 in der Ventilnadel 70 verläuft ferner vom Rückschlagventil 84 nur bis auf Höhe des Steuerraums 96. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass auf ein Niederdrucksystem (Niederdruckauslass an der Kraftstoffpumpe, Niederdruckleitung, Niederdruckanschluss an der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung etc.) verzichtet werden kann .
Beim Hochdruckraum 76 handelt es sich, wie oben dargelegt wurde, um jenen Raum, in dem ein eingeschlossenes Fluid vom Druckübersetzerkolben 54 komprimiert und so ein sehr hoher Druck erzeugt wird. Beim Arbeitsraum 79 handelt es sich um jenen Raum, in dem durch Druckänderung an der Druckfläche 78 der Ventilnadel 70 eine Kraft erzeugt wird, welche zu einer Bewegung der Ventilnadel 70' führt. Bei beiden oben beschriebenen Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 16 ist der Hochdruckraum 76 des Druckübersetzerkolbens 54 in den Arbeitsraum 79 der Ventilnadel 70 integriert. Die beiden Räume fallen also zusammen. Somit wird bei einer Einspritzung durch die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 16 insgesamt nur ein vergleichsweise geringes Volumen komprimiert, was unerwünschte Elastizitätseffekte des im Hochdruckraum 76 eingeschlossenen Kraftstoffes reduziert.

Claims

- IIAnsprüche
1. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einer
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (16) , welche den Kraftstoff direkt in einen Brennraum (18) der Brennkraftmaschine einspritzen kann und welche ein Ventilelement (70) aufweist, welches an einen Arbeitsraum (79) grenzt ,- wobei die Stellung des Ventilelements (70) vom Druck im Arbeitsraum (79) abhängt, mit einem Druckübersetzerkolben (54) , welcher auf der einen Seite an einen Steuerraum (96) und auf der anderen Seite an einen Hochdruckraum (76) grenzt, und mit einer KraftstoffVersorgung (14) , welche den Steuerraum (96) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzerkolben (54) in die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (16) und der Hochdruckraum (76) in den Arbeitsraum (79) integriert sind.
2. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzerkolben (54) koaxial zum Ventilelement (70) angeordnet ist.
3. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Veπtilelement (70) in dem Druckübersetzerkolben (54) geführt ist.
4. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilelement (70) eine Längsbohrung (86) vorhanden ist, durch welche der
Hochdruckraum (76) mit Kraftstoff versorgt wird.
5. Kraftstoff -Einspritzsystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) und dem Hochdruckraum (76) ein Rückschlagventil (84) vorhanden ist, welches zum Hochdruckraum (76) hin öffnet.
6. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung
(86) in dem Ventilelement (70) mit einer Niederdruck- KraftstoffVersorgung (22) verbunden ist.
7. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbohrung
(86) in dem Ventilelement (70) mit einer Steuerdruck- Kraftstoffversorgung (20, 26) verbunden ist, welche auch, den Steuerraum (96) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagen kann.
8. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (96) das Ventilelement
(70) koaxial umgibt, und dass die Längsbohrung (86) in dem Ventilelement (70) über eine radial verlaufende Öffnung (110) mit dem Steuerraum (96) verbunden ist.
9. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Druckübersetzerkolben (54) über eine Feder (62) an einem Düsenkörper (40) der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung
(10) abstützt.
10. Kraftstoff-Einspritzsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen dem Druckübersetzerkolben (54) und dem Düsenkörper (40) vorhandener und bei einer Bewegung des
Druckübersetzerkolbens (54) volumenveränderlicher Hohlraum (65) über ein Rückschlagventil .(104) mit einem
Leckagefluidauslass (36) verbunden ist, wobei das Rückschlagventil (104) zum Leckagefluidauslass (36) hin öffnet .
11. Kraftstoff-Einspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (96) über ein Rückschlagventil (98) mit einer Niederdruck-Kraftstoffversorgύng (22) verbindbar ist, wobei das Rückschlagventil (98) zum Steuerraum (96) hin öffnet.
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