EP1861617B1 - Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff - Google Patents

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EP1861617B1
EP1861617B1 EP06708414A EP06708414A EP1861617B1 EP 1861617 B1 EP1861617 B1 EP 1861617B1 EP 06708414 A EP06708414 A EP 06708414A EP 06708414 A EP06708414 A EP 06708414A EP 1861617 B1 EP1861617 B1 EP 1861617B1
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EP
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fuel injection
pressure
injection valve
piston
electromagnetic
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Andreas Posselt
Susanne Friedle
Andreas Gutscher
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • 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
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    • F02M59/16—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps characterised by having multi-stage compression of fuel
    • 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
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic

Definitions

  • the invention relates to a device for injecting fuel according to the preamble of the main claim.
  • the inventive device for injecting fuel with the characterizing features of the main claim has the advantage that the pressure gain in the fuel injector is simplified and made cheaper by at least one fuel injector, an electromagnetic pressure booster is arranged.
  • the electromagnetic pressure booster is connected directly upstream of the at least one fuel injection valve. In this way, only a very small volume is put on a higher pressure, so the energy expenditure for the pressure increase is low and the pressure increase can be reached in a very short time.
  • the electromagnetic pressure booster is plugged into an input channel of the fuel injection valve, clipped, welded or pressed. These compounds are particularly simple and inexpensive.
  • the electromagnetic pressure booster is fluidly connected to a fuel line.
  • the fuel injection valve used is an electromagnetic, piezoelectric or magnetostrictive fuel injection valve.
  • the electromagnetic pressure booster has an electromagnet with an exciter coil and an armature, wherein the armature is operatively connected to a piston mounted axially movable in a pressure chamber of the electromagnetic pressure booster, since such a pressure booster is particularly simple and is very inexpensive to produce.
  • the electromagnetic pressure booster has an inlet channel, which opens into the pressure chamber via an inlet opening and the pressure chamber has an outlet which is flow-connected to an inlet channel of the fuel injection valve.
  • FIG.1 a view of a fuel injection valve with an electromagnetic pressure booster
  • Fig.2 a first embodiment
  • Fig. 3 A second embodiment of the electromagnetic pressure booster.
  • Fig. 1 shows a fuel injection valve with an electromagnetic pressure booster.
  • the device according to the invention has at least one fuel injection valve 1, which injects fuel, for example, in a direct injection into a combustion chamber of an internal combustion engine and in a suction tube injection into a so-called intake manifold of an internal combustion engine.
  • the at least one fuel injection valve 1 is connected to a fuel line 2, for example a fuel distributor, via which the at least one fuel injection valve 1 is supplied with fuel.
  • the fuel injection valve 1 is designed, for example, as an electromagnetic, piezoelectric or magnetstrictive valve.
  • a delivery unit 3 is provided, which is designed for example as a flow pump and fuel from a reservoir 4 raises pressure in the fuel line 2 promotes.
  • the emissions of an internal combustion engine in a so-called cold start must be reduced.
  • the required pressure increase in the fuel line 2 is so high that it can not be achieved by the provided delivery unit 3.
  • the delivery unit 3 is followed by another second delivery unit, which is designed for example as a flow pump and increases the pressure in the fuel line to the required value, or it is used a more powerful and therefore more expensive delivery unit.
  • the invention provides for the at least one fuel injector 1 to arrange an electromagnetic pressure booster 5 for increasing the pressure.
  • at least one pressure booster 5 is provided on each fuel injection valve 1.
  • the at least one electromagnetic pressure booster 5 is connected directly upstream of the at least one fuel injection valve 1 and, for example, plugged, clipped, welded, pressed or the like onto an input channel 8 of the fuel injection valve 1. In this way, the electromagnetic pressure booster 5 is firmly connected to the fuel injection valve 1 and disposed directly on this.
  • the pressure of the fuel is not already increased in the fuel line 2, as in the prior art, but by means of the electromagnetic pressure booster 5 just before and / or in the fuel injection valve 1.
  • the volume within the fuel injection valve 1 is much smaller than the volume of the fuel line 2 from the reservoir 2 to the fuel injection valve 1, so much less energy is needed to increase the pressure.
  • the pressure increase in the fuel injection valve 1 is achieved faster by means of the electromagnetic pressure booster 5 than by means disposed in the fuel line 2, with respect to the flow connection further away from the fuel injection valve 1 conveying unit. 3
  • Fig.2 shows a first embodiment of the electromagnetic pressure booster.
  • the electromagnetic pressure booster 5 is a redesigned electromagnetic injection valve, which is configured as described below, for example.
  • the electromagnetic pressure booster 5 has a housing 9, in which an electromagnet 7 with an exciter coil 10 and an axially movable armature 11 is arranged.
  • a pressure chamber 14 is provided in which a piston 15 operated by the electromagnet 7 is movable axially with respect to an axis 12 is arranged.
  • the armature 11, the piston 15 and / or the excitation coil 10 are, for example, arranged centrally with respect to the axis 12.
  • the armature 11 is annular over a part of its axial length surrounded by the exciter coil 10, which is arranged in a magnet pot 13.
  • An inlet channel 16 opens via an inlet opening 17 into the pressure chamber 14 of the pressure intensifier 5, for example at the periphery of the pressure chamber 14.
  • the inlet channel 16 is flow-connected upstream with the fuel line.
  • the pressure chamber 14 of the electromagnetic pressure booster 5 is flow-connected to the fuel injection valve 1 via an outlet 18.
  • the piston 15 of the electromagnetic pressure booster 5 is mechanically coupled to the armature 11 1 and connected thereto.
  • the piston 15 is moved by means of a return spring 21 into a first position, in which the piston 15 abuts, for example, against a stop 22 and in which the inlet opening 17 is opened into the pressure chamber 14.
  • the piston 15 is in this first position and thus enables emergency operation.
  • the armature 11 performs an axial stroke with the piston 15, for example in the direction of the fuel injection valve 1.
  • the piston 15 covers the inlet opening 17 after a first partial stroke and in this way closes the flow connection to the inlet channel 16.
  • the inlet opening 17 can also be closed in any other way, for example by a separate valve in the inlet channel 16.
  • the further partial stroke of the piston 15 generates a pressure increase in the pressure chamber 14 and in the flow-connected to the outlet 18 of the electromagnetic pressure booster 5 part of the fuel injection valve 1, since the fuel injection valve 1 is closed at this time and the piston 15 therefore acts on a closed fluid volume.
  • the pressure booster 5 causes in this way shortly before the opening of the fuel injection valve 1, a pressure increase of the fuel.
  • the fuel injection valve 1 opens after reaching a predetermined pressure increase, at least part of the fuel pressure-increased by the electromagnetic pressure booster 5 is injected into the combustion chamber or into the intake manifold of the internal combustion engine.
  • the predetermined pressure increase is dependent on the respective operating state of the internal combustion engine and is in each case from parameters the engine controller calculates to open the fuel injector at an optimal time.
  • the housing 9 in the region of the coil 10 on a vent hole 30 to ensure pressure equalization.
  • the excitation coil 10 is de-energized, so that the piston 15 of the electromagnetic pressure booster 5 is moved by the force of the return spring 21 on the piston 15, starting from a second position back to the first position .becomes.
  • the inlet port 17 since the inlet port 17 is opened again, liquid flows from the inlet port 16 into the pressure chamber 14 and into the fuel injector 1 downstream of the outlet 18 of the electromagnetic pressure intensifier 5, replacing the amount of fuel injected at the last injection.
  • Figure 3 shows a second embodiment of the electromagnetic pressure booster.
  • the second embodiment of the electromagnetic pressure booster differs from the first embodiment in that the inlet channel 16 is closed not by the piston 15, but by an interaction of the armature 11 with the piston 15 and that seen in the axial direction between the coil 10 and the Pressure chamber 14, an antechamber 23 is provided.
  • the inlet channel 16 does not open into the pressure chamber 14, as in the first embodiment, but into the antechamber 23.
  • the armature 11 and the piston 15 are not integrally connected to each other in the second embodiment, but executed as separate parts, at least in sections in the axial direction relative are arranged to move each other.
  • a first return spring 21.1 is provided, which is supported with its one end on the piston 15 and with its other end restoring to the Anchor 11 acts.
  • a second return spring 21.2 is arranged, which is supported with its one end on the housing 9 and with its other end resetting acts on the piston 15.
  • the first return spring 21.1 is made softer than the second return spring 21.2.
  • the inlet channel 16 is partially formed in the armature 11 and via at least one provided at anchor 11 inlet opening 17 centrally with respect to the axis 12 in the antechamber 23.
  • the inlet opening 17 but also at the periphery of the prechamber 23 and the inlet channel 16 is not in the anchor 11, but be provided separately or on the housing 9.
  • the armature 11, the piston 15 and / or the coil 10 are, for example, arranged centrally with respect to the axis 12.
  • the armature 11 has at its end facing the piston 15 a closing section 24, which is formed, for example, spherically.
  • the pre-chamber 23 is connected via a connection opening 25 with the pressure chamber 14.
  • the piston 15 has a centrally arranged with respect to the axis 12 of the pressure chamber inlet 28, which has a beispeilweise conical valve seat 29 at the end facing the pre-chamber 23.
  • the valve seat 29 of the piston 15 acts after a predetermined axial stroke of the armature 11 with the closing portion 24 of the armature 11 together and opens or closes the flow connection between the prechamber 23 and the pressure chamber fourteenth
  • the piston 15 When energized exciter coil 10, the piston 15 is in the first position on the stop 22, wherein the armature 11 and the piston 15 are axially spaced from each other. As a result, when the field coil 10 is not energized, there is a flow connection from the pre-chamber 23 via the connection opening 25 and the pressure chamber inlet 28 of the piston 15 into the pressure chamber 14, which serves to fill the pressure chamber 14 and the fuel injection valve 1.
  • the armature 11 initially performs an axial stroke, for example in the direction of the fuel injection valve 1. After a first partial stroke of the armature 11, the armature 11 strikes with its closing section 24 against the valve seat 29 of the piston 15 and closes this way the pressure chamber inlet 28. After this first partial stroke of the armature 11, the armature 11 moves the piston 15, so that the armature 11 and the piston 15 during the subsequent partial stroke of the armature 11 to execute a common hub.
  • the excitation coil 10 is de-energized, so that the piston 15 and the armature 11 by the Krafteinwirkuzng the second return spring 21.2 perform a common return stroke back toward the stopper 22.
  • the armature 11 carries out by the force of the first return spring 21.1 alone a further return stroke.
  • the pressure chamber inlet 28 is opened again, so that liquid flows from the inlet channel 16 and / or the pre-chamber 23 in the pressure chamber 14 and the fuel injection valve 1 downstream of the outlet 18 of the electromagnetic pressure booster 5 and thereby the Fuel injected at the last injection is replaced.

Abstract

Es sind schon Vorrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff bekannt mit wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil. In diesem Brennstoffeinspritzventil ist ein Verstärkerkolben vorgesehen, der den Druck der dem Brennstoffeinspritzventil zugeführten Flüssigkeit ausgehend von einem Raildruck durch hydraulische Übersetzung auf einen höheren Wert verstärkt. Nachteilig ist, dass diese Art der Druckverstärkung sehr aufwendig und kompliziert ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Druckverstärkung vereinfacht und kostengünstiger gestaltet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, an wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil (1) wenigstens einen elektromagnetischen Druckverstärker (5) anzuordnen.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es ist schon eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff aus der DE 100 50 599 A1 bekannt mit wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil. In diesem Brennstoffeinspritzventil ist ein Verstärkerkolben vorgesehen, der den Druck der dem Brennstoffeinspritzventil zugeführten Flüssigkeit ausgehend von einem Raildruck durch hydraulische Übersetzung auf einen höheren Wert verstärkt. Nachteilig ist, dass diese Art der Druckverstärkung sehr aufwendig und kompliziert ist.
  • Außerdem bekannt ist, zwei Förderpumpen hintereinander in Reihe zu schalten, um einen vorbestimmten Druck in einer Kraftstoffleitung und in dem mit der Kraftstoflleitung strömungsverbundenen Brennstoffeinspritzventil zu erreichen. Da die von der zweiten Förderpumpe erzeugte Druckerhöhung nicht in jedem Betriebszustand benötigt wird, ist diese Lösung sehr teuer.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Druckverstärkung im Brennstoffeinspritzventil vereinfacht und kostengünstiger gestaltet wird, indem an wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil ein elektromagnetischer Druckverstärker angeordnet ist.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass der elektromagnetische Druckverstärker dem wenigstens einen Brennstoffeinspritzventil unmittelbar vorgeschaltet ist. Auf diese Weise ist nur ein sehr kleines Volumen auf einen höheren Druck zu bringen, so dass der Energieaufwand für die Druckerhöhung gering ist und die Druckerhöhung in sehr kurzer Zeit erreichbar ist.
  • Gemäss einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der elektromagnetische Druckverstärker auf einen Eingangskanal des Brennstoffeinspritzventils gesteckt, geclipst, geschweisst oder gepresst. Diese Verbindungen sind besonders einfach und kostengünstig. Der elektromagnetische Druckverstärker ist mit einer KraftstofHeitung strömungsverbunden.
  • Erfindungsgemäß ist, als Brennstoffeinspritzventil ein elektromagnetisches, piezoelektrisches oder magnetostriktives Brennstoffeinspritzventil zu verwenden.
  • Desweiteren vorteilhaft ist, wenn der elektromagnetische Druckverstärker einen Elektromagneten mit einer Erregerspule und einem Anker aufweist, wobei der Anker mit einem in einer Druckkammer des elektromagnetischen Druckverstärkers axial beweglich gelagerten Kolben wirkverbunden ist, da ein derartiger Druckverstärker besonders einfach aufgebaut ist und sehr günstig herstellbar ist.
  • Darüber hinaus vorteilhaft ist, dass der elektromagnetische Druckverstärker einen Einlasskanal hat, der über eine Einlassöffnung in die Druckkammer mündet und die Druckkammer einen Auslass aufweist, der mit einem Eingangskanal des Brennstoffeinspritzventils strömungsverbunden ist.
  • Außerdem vorteilhaft ist, wenn die Strömungsverbindung vom Einlasskanal in die Druckkammer verschliessbar ist und eine Druckerhöhung in der Druckkammer und stromab des Auslasses der Druckkammer mittels eines axialen Hubs des Kolbens erzielbar ist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Strömungsverbindung vom Einlasskanal in die Druckkammer mittels eines separaten Ventils in dem Einlasskanal, mittels des Kolbens oder durch ein Zusammenwirken des Kolbens mit dem Anker zu verschliessen und anschließend durch einen Hub des Kolbens eine kurzfristige Druckverstärkung zu erreichen.
    • Zeichnung
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine Ansicht eines Brennstoffeinspritzventils mit einem elektromagnetischen Druckverstärker, Fig.2 ein erstes Ausführungsbeispiel und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Druckverstärkers.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1 zeigt ein Brennstoffeinspritzventil mit einem elektromagnetischen Druckverstärker.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zumindest ein Brennstoffeinspritzventil 1 auf, das Kraftstoff beispielsweise bei einer Direkteinspritzung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine und bei einer Saugrohreinspritzung in ein sogenanntes Saugrohr einer Brennkraftmaschine einspritzt. Das zumindest eine Brennstoffeinspritzventil 1 ist mit einer Kraftstoffleitung 2, beispielsweise einem Kraßstoffverteiler, strömungsverbunden, über die das zumindest eine Brennstoffeinspritzventil 1 mit Kraftstoff versorgt wird. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist beispielsweise als ein elektromagnetisches, piezoelektrisches oder magnetstriktives Ventil ausgebildet.
  • Es ist ein Förderaggregat 3 vorgesehen, das beispielsweise als Strömungspumpe ausgebildet ist und Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 4 druckerhöht in die Kraftstoffleitung 2 fördert.
  • Um die zunehmend strengeren Abgasnormen zu erfüllen, müssen die Emissionen einer Brennkraftmaschine bei einem sogenannten Kaltstart verringert werden. Dies wird beim Stand der Technik durch Erhöhung des Drucks in der Kraftstoffleitung 2 erreicht, so dass das durch das Brennstoffeinspritzventil 1 erzeugte Spray eine geringere mittlere Tröpfchengröße aufweist. Die erforderliche Druckerhöhung in der Kraftstoffleitung 2 ist jedoch derart hoch, dass diese nicht von dem vorgesehenen Förderaggregat 3 erreicht werden kann. Beim Stand der Technik ist dem Förderaggregat 3 daher ein weiteres zweites Förderaggregat nachgeschaltet, das beispielsweise als Strömungspumpe ausgebildet ist und den Druck in der Kraftstoffleitung bis auf den erforderlichen Wert erhöht, oder es wird ein leistungsfähigeres und damit teureres Förderaggregat eingesetzt.
  • Um die Kosten für dieses zweite bzw. für das teurere Förderaggregat einzusparen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, an dem wenigstens einen Brennstoffeinspritzventil 1 einen elektromagnetischen Druckverstärker 5 zur Druckerhöhung anzuordnen. Beispielsweise ist an jedem Brennstoffeinspritzventil 1 wenigstens ein Druckverstärker 5 vorgesehen.
  • Der wenigstens eine elektromagnetische Druckverstärker 5 ist dem wenigstens einen Brennstoffeinspritzventil 1 unmittelbar vorgeschaltet und beispielsweise auf einen Eingangskanal 8 des Brennstoffeinspritzventils 1 gesteckt, geclipst, geschweisst, gepresst oder ähnliches. Auf diese Weise ist der elektromagnetische Druckverstärker 5 fest mit dem Brennstoffeinspritzventil 1 verbunden und unmittelbar an diesem angeordnet.
  • Erfindungsgemäß wird der Druck des Kraftstoffs nicht schon in der Kraftstoffleitung 2, wie beim Stand der Technik, sondern mittels des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 erst kurz vor und/oder in dem Brennstoffeinspritzventil 1 erhöht. Das Volumen innerhalb des Brennstoffeinspritzventils 1 ist sehr viel kleiner als das Volumen der Kraftstoffleitung 2 von dem Vorratsbehälter 2 bis zum Brennstoffeinspritzventil 1, so dass für die Druckerhöhung viel weniger Energie aufzuwenden ist. Außerdem wird die Druckerhöhung im Brennstoffeinspritzventil 1 mittels des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 schneller erreicht als mittels eines in der Kraftstoffleitung 2 angeordneten, bezüglich der Strömungsverbindung weiter vom Brennstoffeinspritzventil 1 entfernten Förderaggregates 3.
  • Fig.2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Druckverstärkers.
  • Bei dem elektromagnetischen Druckverstärker nach Fig.2 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.1 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Beispielsweise ist der elektromagnetische Druckverstärker 5 ein umkonstruiertes elektromagnetisches Einspritzventil, das beispielsweise wie nachfolgend beschrieben ausgeführt ist. Der elektromagnetische Druckverstärker 5 weist ein Gehäuse 9 auf, in dem ein Elektromagnet 7 mit einer Erregerspule 10 und einem axial beweglichen Anker 11 angeordnet ist. In dem Gehäuse 9 ist eine Druckkammer 14 vorgesehen, in der ein von dem Elektromagneten 7 betätigter Kolben 15 axial bezüglich einer Achse 12 beweglich angeordnet ist. Der Anker 11, der Kolben 15 und/oder die Erregerspule 10 sind beispielsweise zentrisch bezüglich der Achse 12 angeordnet. Der Anker 11 ist über einen Teil seiner axialen Länge ringförmig von der Erregerspule 10 umgeben, die in einem Magnettopf 13 angeordnet ist. Ein Einlasskanal 16 mündet über eine Einlassöffnung 17 in die Druckkammer 14 des Druckverstärkers 5, beispielsweise am Umfang der Druckkammer 14. Der Einlasskanal 16 ist stromauf mit der kraftstoffleitung strömungsverbunden. Die Druckkammer 14 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 ist über einen Auslass 18 mit dem Brennstoffeinspritzventil 1 strömungsverbunden.
  • Der Kolben 15 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 ist mit dem Anker 11 1 mechanisch gekoppelt und mit diesem verbunden. Der Kolben 15 wird mittels einer Rückstellfeder 21 in eine erste Position bewegt, in der der Kolben 15 beispielsweise an einem Anschlag 22 anliegt und in der die Einlassöffnung 17 in die Druckkammer 14 geöffnet ist. Bei nicht bestromter Erregerspule 10 befindet sich der Kolben 15 in dieser ersten Position und ermöglicht so einen Notlauf.
  • Wird die Erregerspule 10 bestromt, führt der Anker 11 mit dem Kolben 15 einen axialen Hub aus, beispielsweise in Richtung des Brennstoffeinspritzventils 1. Gemäss dem ersten Ausfiihrungsbeispiel überdeckt der Kolben 15 nach einem ersten Teilhub die Einlassöffnung 17 und schliesst auf diese Weise die Strömungsverbindung zum Einlasskanal 16. Die Einlassöffnung 17 kann aber auch auf beliebige andere Weise, beispielsweise durch ein separates Ventil in dem Einlasskanal 16, verschlossen werden. Nach dem Schliessen der Einlassöffnung 17 erzeugt der weitere Teilhub des Kolbens 15 eine Druckerhöhung in der Druckkammer 14 und in dem mit dem Auslass 18 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 strömungsverbundenen Teil des Brennstoffeinspritzventils 1, da das Brennstoffeinspritzventil 1 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist und der Kolben 15 daher auf ein abgeschlossenes Flüssigkeitsvolumen wirkt. Der Druckverstärker 5 bewirkt auf diese Weise kurz vor dem Öffnen des Brennstoffeinspritzventils 1 eine Druckerhöhung des Kraftstoffs. Wenn das Brennstoffeinspritzventil 1 nach Erreichen einer vorbestimmten Druckerhöhung öffnet, wird zumindest ein Teil des durch den elektromagnetischen Druckverstärker 5 druckerhöhten Kraftstoffs in den Brennraum bzw. in das Saugrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die vorbestimmte Druckerhöhung ist abhängig von dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine und wird jeweils aus Parametern der Motorsteuerung berechnet, um das Brennstoffeinspritzventil zu einem optimalen Zeitpunkt zu öffnen.
  • Beispielsweise weist das Gehäuse 9 im Bereich der Spule 10 eine Belüftungsbohrung 30 auf, um einen Druckausgleich zu gewährleisten.
  • Nach dem oder kurz vor oder gleichzeitig mit dem Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Erregerspule 10 stromlos geschaltet, so dass der Kolben 15 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 durch die Krafteinwirkung der Rückstellfeder 21 auf den Kolben 15 ausgehend von einer zweiten Position zurück in die erste Position bewegt.wird. Da in der ersten Position die Einlassöffnung 17 wieder geöffnet ist, strömt Flüssigkeit aus dem Einlasskanal 16 in die Druckkammer 14 und in das Brennstoffeinspritzventil 1 stromab des Auslasses 18 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 nach und ersetzt dabei die bei der letzten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge.
  • Fig.3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Druckverstärkers.
  • Bei dem elektromagnetischen Druckverstärker nach Fig.3 sind die gegenüber der Vorrichtung nach Fig.1 und gegenüber dem elektromagnetischen Druckverstärker nach Fig.2 gleichbleibenden oder gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Das zweite Ausfiihrungsbeispiel des elektromagnetischen Druckverstärkers unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der Einlasskanal 16 nicht durch den Kolben 15, sondern durch ein Zusammenwirken von dem Anker 11 mit dem Kolben 15 verschlossen wird und dass in axialer Richtung gesehen zwischen der Spule 10 und der Druckkammer 14 eine Vorkammer 23 vorgesehen ist. Der Einlasskanal 16 mündet nicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel in die Druckkammer 14, sondern in die Vorkammer 23. Der Anker 11 und der Kolben 15 sind bei dem zweiten Ausfiihrungsbeispiel nicht einteilig miteinander verbunden, sondern als separate Teile ausgeführt, die in axialer Richtung zumindest abschnittsweise relativ zueinander beweglich angeordnet sind.
  • In der Vorkammer 23 ist eine erste Rückstellfeder 21.1 vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende am Kolben 15 abstützt und mit ihrem anderen Ende rückstellend auf den Anker 11 wirkt. In der Druckkammer 14 ist eine zweite Rückstellfeder 21.2 angeordnet, die sich mit ihrem einen Ende am Gehäuse 9 abstützt und mit ihrem anderen Ende rückstellend auf den Kolben 15 wirkt. Die erste Rückstellfeder 21.1 ist weicher ausgeführt als die zweite Rückstellfeder 21.2.
  • Beispielsweise ist der Einlasskanal 16 teilsweise in dem Anker 11 ausgebildet und führt über zumindest eine am Anker 11 vorgesehene Einlassöffnung 17 zentral bezüglich der Achse 12 in die Vorkammer 23. Die Einlassöffnung 17 kann aber auch am Umfang der Vorkammer 23 und der Einlasskanal 16 nicht im Anker 11, sondern separat oder am Gehäuse 9 vorgesehen sein.
  • Der Anker 11, der Kolben 15 und/oder die Spule 10 sind beispielsweise zentrisch bezüglich der Achse 12 angeordnet. Der Anker 11 weist an seinem dem Kolben 15 zugewandten Ende einen Schliessabschnitt 24 auf, der beispielsweise kugelförmig ausgebildet ist. Die Vorkammer 23 ist über eine Verbindungsöffnung 25 mit der Druckkammer 14 verbunden. Der Kolben 15 hat einen zentrisch bezüglich der Achse 12 angeordneten Druckkammereinlass 28, der an dem der Vorkammer 23 zugewandten Ende einen beispeilsweise kegelförmigen Ventilsitz 29 aufweist. Der Ventilsitz 29 des Kolbens 15 wirkt nach einem vorbestimmten axialen Hub des Ankers 11 mit dem Schliessabschnitt 24 des Ankers 11 zusammen und öffnet bzw. schliesst die Strömungsverbindung zwischen der Vorkammer 23 und der Druckkammer 14.
  • Bei nicht bestromter Erregerspule 10 befindet sich der Kolben 15 in der ersten Position am Anschlag 22, wobei der Anker 11 und der Kolben 15 axial zueinander beabstandet sind. Dadurch besteht bei nicht bestromter Erregerspule 10 eine Strömungsverbindung von der Vorkammer 23 über die Verbindungsöffnung 25 und den Druckkammereinlass 28 des Kolbens 15 in die Druckkammer 14, die der Befüllung der Druckkammer 14 und des Brennstoffeinspritzventils 1 dient.
  • Wird die Erregerspule 10 bestromt, führt zunächst nur der Anker 11 einen axialen Hub aus, beispielsweise in Richtung des Brennstoffeinspritzventils 1. Nach einem ersten Teilhub des Ankers 11 schlägt der Anker 11 mit seinem Schliessabschnitt 24 an den Ventilsitz 29 des Kolbens 15 an und schliesst auf diese Weise den Druckkammereinlass 28. Nach diesem ersten Teilhub des Ankers 11 bewegt der Anker 11 den Kolben 15 mit, so dass der Anker 11 und der Kolben 15 beim nachfolgenden Teilhub des Ankers 11 einen gemeinsamen Hub ausführen. Nach dem Schliessen des Druckkammereinlasses 28 bewirkt der gemeinsame Hub von dem Anker 11 und dem Kolben 15 eine Druckerhöhung in der Druckkammer 14 und in dem mit dem Auslass 18 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 strömungsverbundenen Teil des Brennstoffeinspritzventils 1, da das Brennstoffeinspritzventil 1 zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist und der Kolben 15 daher auf ein abgeschlossenes Flüssigkeitsvolumen wirkt. Wenn das Brennstoffeinspritzventil 1 nach Erreichen einer vorbestimmten Druckerhöhung öffnet, wird zumindest ein Teil des durch den elektromagnetischen Druckverstärker 5 druckerhöhten Kraftstoffs in den Brennraum bzw. in das Saugrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt.
  • Nach dem oder kurz vor oder gleichzeitig mit dem Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Erregerspule 10 stromlos geschaltet, so dass der Kolben 15 und der Anker 11 durch die Krafteinwirkuzng der zweiten Rückstellfeder 21.2 einen gemeinsamen Rückstellhub zurück in Richtung des Anschlags 22 ausführen. Nachdem der Kolben 15 den Anschlag 22 erreicht hat, führt der Anker 11 durch die Krafteinwirkung der ersten Rückstellfeder 21.1 allein einen weiteren Rückstellhub aus. Durch diese Relativbewegung des Ankers 11 zum Kolben 15 wird der Druckkammereinlass 28 wieder geöffnet, so dass Flüssigkeit aus dem Einlasskanal 16 und/oder der Vorkammer 23 in die Druckkammer 14 und in das Brennstoffeinspritzventil 1 stromab des Auslasses 18 des elektromagnetischen Druckverstärkers 5 nachströmt und dabei die bei der letzten Einspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ersetzt.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff mit wenigstens einem Brennstoffeinspritzventil (1) und wenigstens einem Druckverstärker, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverstärker ein elektromagnetischer Druckverstärker ist und das Brennstoffeinspritzventil einen elektromagnetischen, piezoelektrischen oder magnetostriktiven Antrieb hat.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine elektromagnetische Druckverstärker (5) dem weinigstens einen Brennstoffeinspritzventil (1) unmittelbar vorgeschaltet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Druckverstärker (5) auf einen Eingangskanal (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) gesteckt, geclipst, geschweisst oder gepresst ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Druckverstärker (5) mit einer Kraftstoffleitung (2) strömungsverbunden ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Druckverstärker (5) einen Elektromagneten (7) mit einer Erregerspule (10) und einem Anker (11.) aufweist, wobei der Anker (11) mit einem in einer Druckkammer (14) des elektromagnetischen Druckverstärkers (5) axial beweglich gelagerten Kolben (15) wirkverbunden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Druckverstärker (5) einen Einlasskanal (16) aufweist, der über eine Einlassöffnung (17) in die Druckkammer (14) mündet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (14) einen Auslass (18) aufweist, der mit einem Eingangskanal (8) des Brennstoffeinspritzventils (1) strömungsverbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung vom Einlasskanal (16) in die Druckkammer (14) verschliessbar ist und eine Druckerhöhung in der Druckkammer (14) und stromab des Auslasses (18) der Druckkammer (14) mittels eines axialen Hubs des Kolbens (15) erzielbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung vom Einlasskanal (16) in die Druckkammer (14) mittels eines separaten Ventils in dem Einlasskanal (16), mittels des Kolbens (15) oder durch ein Zusammenwirken des Kolbens (15) mit dem Anker (11) verschliessbar ist.
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