EP1920155A1 - Kraftstoff-einspritzsystem für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoff-einspritzsystem für eine brennkraftmaschine

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EP1920155A1
EP1920155A1 EP06776522A EP06776522A EP1920155A1 EP 1920155 A1 EP1920155 A1 EP 1920155A1 EP 06776522 A EP06776522 A EP 06776522A EP 06776522 A EP06776522 A EP 06776522A EP 1920155 A1 EP1920155 A1 EP 1920155A1
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EP
European Patent Office
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valve
fuel injection
injector
injection system
bypass
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EP06776522A
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Andreas Moch
Wolfgang Scheibe
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LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
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    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/0215—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by draining or closing fuel conduits
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Fuel injection systems of the aforementioned type are known from JP 61-138873 Al, in which in a line connection between a high pressure source and an injection injector, a flow limiting valve is provided to the bridging a controlled bypass valve is arranged.
  • the quantity limiting valve comprises a valve piston which is guided tightly in a receiving bore and is displaceable between an inlet-side starting position and an outlet-side blocking position, which is resiliently supported on the inlet-side starting position and which, against the resilient support, moves into its outlet-side blocking position, assumes a stop position. wherein the displacement volume displaced in accordance with the displacement path is supplied to the injection injector and injected into the respective combustion chamber via the injection injector in a measured amount in a predetermined time.
  • the volume supplied to the injection injector corresponds to the volume displaced above the valve piston, which volume must be replenished in preparation for a next injection process.
  • the bypass valve is assigned to the Mengenbegrenzungs-, via which the inlet side and the outlet side of the flow control valve is connected after completion of the injection, so that due to the resilient support of the valve piston in the direction of its inlet-side starting position, the displaced stroke volume replenished and the valve piston in his Starting position can be pushed back, so that the valve piston again its starting position for the next injection process ⁇ takes.
  • DE 195 48 610 A1 discloses a third-party-controlled valve which limits the volume flow supplied to the downstream injection injector and, in addition, acts as a differential pressure relief valve as well as a check valve via a variable electromagnetic field determined ⁇ return force can be acted upon, so that the operation of the valve can be controlled in dependence on operating parameters of the internal combustion engine.
  • the valve piston used as an anchor is structurally enclosed on the housing side by a magnet coil, wherein the housing consists of amagnetic materials at least in the overlap region to the magnet coil.
  • the invention has for its object to design a fuel injection system of the type mentioned in that the bypass valve is active, preferably driven in terms of cycle time, possibly also in terms of flow rate per unit time - ie the flow, the active control but no additional Control effort is blocked in their effects, if the operation of the injection injector is disturbed and fuel to the combustion chamber of the internal combustion engine based on the trouble-free operation of the injection injector in excess, and thus not controlled in a predetermined manner via the injection injector, the combustion chamber is supplied.
  • the locking member of the bypass valve in the direction of its blocking position, in particular in its blocking position with a pressure difference between the inlet side and outlet side of the flow limiting valve corresponding closing force is fuel-loaded and the bypass valve is associated with an actuating device, over which the locking member in the opposite direction, ie in the direction of its inlet-side open position, is adjustable.
  • the size of the actuating force to be applied via the actuating device is in this case limited to the closing force caused by the pressure difference during the trouble-free operation of the injection injector. is tuned force that the locking member remains in disturbed Be ⁇ operation of the injection injector, and thereby higher pressure differential, in its blocking position, regardless of an attempted adjustment on the adjusting device.
  • the actuating force to be applied via the adjusting device is smaller than the closing force given in this operating state, which is preferably dependent on flow and throttling by spring force and in the open position of the blocking element and which is smaller than the opening force during normal operation. which can be applied via the adjusting device.
  • the blocking position of the locking member is ensured independently of each control for the bypass valve, as soon as the fuel injector to the combustion chamber of the respective cylinder supplied fuel quantity results in the part of the flow limiting valve a pressure difference result, which is above the pressure difference in the regular operation of the internal combustion engine and at a given, trouble-free operation of the injection injector results. Throttling at overcurrents of the locking member remains due to the intended opening of the bypass valve outside the temporal injection range of the supplied via the flow restrictor injection injector without negative impact on the injection pressure, since during the injection phase - due to the time offset - no pressure loss occurs.
  • the amount of pressure difference in trouble-free operation of the injection injector is in the order of the product of the valve piston of the flow limiting valve acting on its initial position spring force and the valve piston surface, so that the response of the bypass valve and thus the flow control valve can be set by design specifications in a simple manner.
  • the embodiment of the invention also offers the advantage in multi-cylinder internal combustion engines, to dispense with a separate control for the control of the actuator of the bypass valve, if, according to the set firing order of the cylinder, the control for the mass limiting valve of a cylinder associated by-pass valve from the control is derived for the injection injector of another cylinder, is injected into the conditionally caused by the ignition offset of this cylinder in a period in which no injection takes place on the combustion chamber of the cylinder in the line connection to the high pressure source to be addressed in parallel bypass valve.
  • bypass valve proves to be suitable as a setting device for this one magnetic actuator, so that a respective injection injector and driven in response to this by-pass valve with minimal effort in a predetermined dependence, can be controlled and energized, with respect to a magnetic actuator in particular the determination of a limit force alone by the interpretation, and thus without additional effort is possible.
  • bypass valve is used whose blocking member is overflowed in the direction of adjustment.
  • the solution according to the invention is also to be realized with bypass valves, in which the locking member is adjustable transversely to the overflow direction and thus for the adjustment to overcome in the order of magnitude of each given pressure difference corresponding frictional force.
  • 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with its fuel injection system
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of the lying in the line connection of a high-pressure source to an injection injector quantity limiting valve with associated bypass valve as a quantity limiting arrangement
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a bypass valve, this works as a slide valve with transversely to the flow direction lying and across its displacement direction Differenzenzdruckin acted upon locking member.
  • FIG. 1 shows a fuel injection system 2 for an internal combustion engine 1 operating as a diesel engine.
  • the injection takes place, as shown in the figure for a cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine, in each case on a combustion chamber 3 via the injection nozzle 12 of a fuel injector 7, which is connected to a line connection 11 in which, starting from a fuel tank 10, a low-pressure Fuel pump 9 and, downstream as a high pressure source, a high-pressure fuel pump 5 are arranged with downstream high-pressure accumulator 6. From the high-pressure accumulator 6 is branched out the supply of the respective cylinders associated Kraftstoffinj sectors 7, wherein each of the injectors 7 is preceded by a respective quantity limiting arrangement 8.
  • the control of the injectors 7 takes place, as indicated schematically, via a control and regulation unit 4.
  • the quantity limiting arrangement 8 which is indicated only schematically in FIG. 1, is shown in more detail in FIG. 2 and comprises a quantity limiting valve 13 located in the line connection 11 and a bypass arrangement assigned to it, illustrated by a bypass valve 14, which is connected to the Inlet side 17 and the drain side 18 is connected to the Congressnbegrenzungs- valve 13 via line sections 15 and 16.
  • the separate representation of the quantity limiting valve 13 and the bypass valve 14 is a solution lying within the scope of the invention;
  • the Mengenbegrenzungs- arrangement 8 can also be structurally combined, for example, in a common housing.
  • the quantity limiting valve 13 has a conventional structure with a housing 19, in whose receiving bore 20, a valve piston 21 is guided tightly, which is supported by a spring 22 in the direction of the inlet side 17 and shown in Fig. 2 in its inlet-side stop position as a starting position is.
  • the illustrated position of the valve piston 21 corresponds to an operating situation in which the force acting on the valve piston 21 by the inlet side actuating force is smaller than the actuating force, which results from the outlet side pending pressure plus the force of the spring 22. If the actuating force acting on the valve piston 21 in the direction of its inlet-side starting position drops to a value which is smaller than the actuating force resulting from the inlet side, the valve piston 21 is displaced in the direction of the outlet side 18 and possibly reaches the stop position on the outlet side receiving housing 19 as a locked position.
  • the displacement, ie the stroke H of the valve piston 21 between its inlet-side starting position and its drain-side Sperrläge corresponds to a stroke volume which is at least equal to, preferably greater than the maximum injection volume of the injection injector. If the bypass valve 14 is closed, the valve piston 21 is displaced from its initial position according to FIG. 2 during the injection via the injection injector by an adjustment path which leads to a injection volume corresponding stroke volume correlated. If, for example, due to sticking of the nozzle needle of the nozzle 12 of the injection injector 7 in an open position, larger discharge amounts, the volume delimited via the valve piston 21 in its inlet-side starting position depletes the volume and the valve piston 21 displaces into its drainage line due to the pressure drop on the outlet side. tige blocking position, so that - apart from leaks - the further supply of fuel to and via the injection injector 7 is suppressed to the respective combustion chamber 3.
  • the bypass valve 14 must thus - in trouble-free operation - in the respective interval between successive injections of a respective Einspritzinjektors 7, bridging the flow restrictor 13, a connection between the inlet side 17 and the drain side 18 at least for a period unlock, but otherwise keep this connection closed or interrupt, both during the respective injection operations as well as in the cases in which an uncontrolled supply of fuel via the injection injector to the combustion chamber as a result of a Operational disturbance, for example, the sticking of the nozzle needle of the nozzle of the injection injector, takes place.
  • the bypass valve 14 with a locking member 23, preferably in the form of a valve body 24, which is acted upon in the direction of its locking position with the pressure difference between inlet side 17 and discharge side 18 of the flow control valve 13 and the only for adjusting in his Open position via a controlled adjusting device 25 is adjustable, wherein the adjusting device 25 is designed with respect to the applied about it force, that although an adjustment of the valve body 24 in its open position at differential pressures is possible, as they occur with trouble-free operation of the injection injector with corresponding injection volumes, but not in overlying differential pressures, as they adjust, for example, in a snagging of the nozzle needle of the injector injector with appropriate continuous injection.
  • FIG. 3 A preferred construction for such a bypass valve 14 is shown in Fig. 3, in which the line sections 15 and 16 terminate in end pieces 27, 28, which are connected via a clamping connection 29 sealingly.
  • the drain-side, the line 16 associated end piece 28 is formed as a receptacle for the valve body 24 and has a corresponding bore 30 which is widened in diameter to the cross section of the line section 16.
  • the end piece 28 thus forms a bore receptacle, and in the bore 30 of the valve body 24 is guided, wherein the bore in the flow direction 31 terminates on a seat surface 32 for the valve cone 33 of the valve body 24.
  • the valve cone 33 is in turn connected to a shaft part of the valve body 24, which forms the armature 34 of the magnetic actuator 26 formed as a hollow shaft.
  • the valve body 24 flows centrally, in the region of the valve cone 33 overflowing, so that in the open position of the valve body 34 there is a flow, preferably a slightly restricted flow, through which the valve body optionally in addition to the spring 46 is loaded in the direction of its locking position due to the throttling differential pressure dependent.
  • the valve cone 33 and the end piece 28 in its receiving the bore 30 forming and overlapping the coil 35 of the magnetic actuator 26 lying region 45 are formed of non-magnetic material.
  • the latter In the closed position of the valve body 24, the latter is arranged at a predetermined travel distance from the end face of the end piece 27 partially overlapping the bore 30, so that the end piece 27 forms with its end face a stop limit for the valve body 24 in the opening direction.
  • the tensioning device 29 is realized for example by hat-like clamping sleeves 36, 37, the radial Paragraphs of the end pieces 27, 28 overlap, wherein in the shaft portion of the clamping sleeve 36, in a radial recess thereof, the coil 35 of the magnetic actuator 26 is housed, so that there is a very compact design.
  • Fig. 2 shows, only schematically indicated, the magnetic actuator 26 with its control line 38, wherein, according to the described function of the Kraftstoffein- injection system and the associated Mengenbegrenzungs- arrangement 8 energization of the magnetic actuator 26 is required only to open the bypass connection.
  • the bypass connection may and must be opened between successive injection intervals of the injection injector.
  • a corresponding activation can take place via the control and regulating device 4 assigned to the internal combustion engine 1.
  • the ignition offset between the individual cylinders of the internal combustion engine used for multicylinder internal combustion engines is used to control the bypass valve 14 or its magnetic actuator 26 such that the bypass valve 14 located in the line connection to a cylinder depends on the current flow of the cylinder Injection injector of another cylinder is energized, to which the injection takes place in the interval between two injections of the cylinder, in the supply of the controlled bypass valve 26 is located.
  • this is indicated in FIG. 1 by the fact that a control line 40 is branched off from the control line 39 for a cylinder, not shown here, which is connected to the quantity limiting arrangement 8 for the injection injector 7 of the illustrated cylinder.
  • FIG. 4 The operation in this regard is illustrated schematically in FIG. 4, in which the stroke of the valve piston 21 of a quantity-limiting valve 13 with respect to time is compared with reference to FIG. the following injections of a cylinder zugeordne ⁇ injection injector is shown.
  • the respective stroke for the valve piston 21 of a quantity-limiting valve 13, which lies in the line connection to an injection injector 7 that injects into a cylinder of the internal combustion engine 1, is removed.
  • the energization time of this injection injector hereinafter referred to as the first injection injector, is denoted by Tl.
  • the energization duration is indicated at T2 in FIG. 4, wherein the energization duration T2 of the bypass valve 14, as already explained, preferably the injection time of a second, to another cylinder of the combustion Engine injection injector injector corresponds, so that, undisturbed operation of the internal combustion engine assumes, essentially equal to Bestromungsinter- valle Tl and T2 result.
  • the drain-side line section 16 of the bypass valve 14 is connected to the bore 30 of the flow control valve so that even in those cases in which the working as a 2/2 valve bypass valve 14 can not be switched and possibly remains stuck in its open position, a shut-off of the discharge side 18 is to be achieved against the fuel injector 7, if over the fuel injector an unregulated outflow of fuel should take place on the respective combustion chamber.
  • the displacement of the valve piston 21 to its blocking position is to be achieved in such a case on the pressure difference, which results due to the throttle function when overflow of the bypass valve 14.
  • the throttle function leads to the establishment of a pressure difference between the inlet-side side of the piston 21 and its expiration-side application.
  • FIG. 6 another embodiment of a bypass valve, now designated 50, illustrated.
  • This bypass valve 50 comprises a slide 51 which is overflowed transversely to the direction of adjustment, wherein the overflow direction is again illustrated by the arrow 31.
  • the slide 51 assumes its blocking position, the adjusting device 52 is again used as a magnetic position. direction illustrated.
  • the slider 51 is provided with an overflow opening 53, which is indicated by dashed lines.
  • the situation shown corresponds to a closed position of the bypass valve 50, and at a pressure difference between upstream side and downstream side of the slide 51 is subjected to force transversely to its direction of adjustment, resulting in the slide 51 to be intercepted shear forces corresponding frictional forces against the slide housing 54.
  • the conditional by such pressure differences supporting forces between the slider 51 and the housing 54 are illustrated as transverse forces to the direction of adjustment of the slider by the arrows 55.
  • the adjusting device 52 is preferably also embodied here as a magnetic adjusting device, which in the present case is expediently designed as a linear adjusting device, which allows adjustment of the slider 51 to opposite sides.

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Description

Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Kraftstoff-Einspritzsysteme der vorgenannten Art sind aus der JP 61-138873 Al bekannt, bei der in einer Leitungsverbindung zwischen einer Hochdruckquelle und einem Einspritzinjektor ein Mengenbegrenzungsventil vorgesehen ist, zu dem überbrückend ein angesteuertes Bypassventil angeordnet ist. Das Mengenbegrenzungsventil umfasst einen dicht in einer Aufnahmebohrung geführten Ventilkolben, der zwischen einer zulaufsei- tigen Ausgangslage und einer auslaufseitigen Sperrlage verschiebbar ist, der auf die zulaufseitige Ausgangslage federnd abgestützt ist und der, gegen die federnde Abstützung in seine auslaufseitige Sperrlage verschoben, eine Anschlaglage einnimmt, wobei das entsprechend dem Verschiebeweg verdrängte Hubvolumen dem Einspritzinjektor zugeführt und über den Einspritzinjektor in abgemessener Menge in einer vorgegebenen Zeit auf den jeweiligen Brennraum eingespritzt wird. Abgesehen von Leckagen entspricht das dem Einspritzinjektor zugeführte Volumen dem über den Ventilkolben verdrängten Volumen, das in Vorbereitung auf einen nächsten Einspritzvorgang wieder aufgefüllt werden muss. Hierzu ist dem Mengenbegrenzungs- ventil das Bypassventil zugeordnet, über das nach Beendigung der Einspritzung die Zulaufseite und die Auslaufseite des Mengenbegrenzungsventiles verbunden wird, so dass aufgrund der federnden Abstützung des Ventilkolbens in Richtung auf seine zulaufseitige Ausgangslage das verdrängte Hubvolumen wieder aufgefüllt und der Ventilkolben in seine Ausgangslage zurückgedrängt werden kann, so dass der Ventilkolben wieder seine Ausgangslage für den nächsten Einspritzvorgang ein¬ nimmt .
Bei einer derartigen Ausbildung des Kraftstoff-Einspritzsystems wird über das Mengenbegrenzungsventil zwar sichergestellt, dass für die Einspritzung über den Kraftstoff- Einspritzinjektor jeweils nur die Kraftstoffmenge zur Verfügung steht, die über den Ventilkolben verdrängt wird, bis dieser seine jeweilige auslaufseitige Endlage, gegebenenfalls seine Sperrlage erreicht hat. Die so erreichte Sperrfunktion ist aber nur gewährleistet, wenn über das Bypassventil und eine entsprechende Ansteuerung desselben die KraftstoffZuführung auf den Injektor unterbrochen bleibt, was eine entsprechende Ansteuerung des Bypassventiles bedingt, somit einen weiteren Steuerungsaufwand, der zudem entsprechend überwacht und abgesichert sein muss, da ein unkontrollierter Zulauf von Kraftstoff auf den Brennraum eines Zylinders zur Zerstörung der Brennkraftmaschine führen kann.
Entsprechende Gegebenheiten liegen auch bei einem Kraftstoff- Einspritzsystem gemäß der DE 102 13 659 Al vor, ungeachtet dessen, dass bei dieser Lösung mit einem Druckverstärker gearbeitet wird, der zusätzlich die Funktion eines Mengen- begrenzungsventiles wahrnimmt.
Zur Mengenbegrenzung bei Fehlfunktionen des Einspritzinjektors infolge Hängenbleibens seiner für den Einspritzvorgang aus seiner Schließstellung anzuhebenden Düsennadel in eine Öffnungslage ist aus der DE 1 601 408 einmal die Verwendung eines Mengenbegrenzungsventiles bekannt, das mit einem gegen die Zulaufseite federnd abgestützten Ventilkolben arbeitet, der bei unzulässig hohem Einspritzvolumen, also zum Beispiel beim Hängenbleiben der Düsennadel differenzdruckabhängig in eine ablaufseitige Sperrlage verfahren wird und dessen dem ungestörten Einspritzbetrieb entsprechendes Verdrängungsvolumen zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen über eine gedrosselte BypassVerbindung jeweils wieder aufgefüllt wird. In der Sperrlage, die sich ergibt, wenn das Verdrängungsvolumen z.B. aufgrund von Dauereinspritzung oder Leckagen seitens des Injektors nicht mehr aufgefüllt werden kann, ist die BypassVerbindung über den Ventilkolben abgesteuert.
Weiter ist es aus dieser Druckschrift auch bekannt, zur Mengenbegrenzung in der zum Einspritzinjektor führenden Leitungsverbindung ein Akkumuliervolumen vorzusehen, das bei störungsfreiem Arbeiten des Einspritzinjektors aufgrund entsprechender Bemessung der zu- und ablaufseitigen Querschnitte ein vorgegebenes Druckniveau hält, unter dieses Druckniveau aber zum Beispiel bei Dauereinspritzung abfällt, so dass durch Erfassung des Druckniveaus über einen Messkolben ein Wagensignal ausgelöst werden kann. Beide Lösungen arbeiten von der Steuerung des Einspritzinjektors unabhängig.
Mengenbegrenzungsventile, die differenzdruckabhängig auch als Sperrventile arbeiten, sind des Weiteren aus der DE 196 40 085 Cl bekannt, und zwar mit Bemessung der druckbeaufschlagten Gesamtfläche ihres Ventilkolbens derart, dass beim Starten der Brennkraftmaschine ein Öffnen des Ventilkolbens - Freigabe des Kraftstoffdurchlaufes - schon dann erfolgt, wenn an einer Teilfläche ein Druck anliegt, der ein Verschieben des Ventilkolbens im Schadensfall bis zur einspritzseitigen Schließstellung gegen die Federkraft ermöglicht.
Weiter ist aus der DE 195 48 610 Al ein den dem nachgeordne- ten Einspritzinjektor zugeführten Volumenstrom begrenzendes und zusätzlich als Mengenbegrenzungsventil auch differenz- druckabhängig sowie als Sperrventil arbeitendes fremdenergie- gesteuertes Ventil bekannt, dessen Ventilkolben durch eine über ein variables elektromagnetisches Feld bestimmte Rück¬ stellkraft beaufschlagbar ist, so dass die Arbeitsweise des Ventiles in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine gesteuert werden kann. Konstruktiv ist hierzu der als Anker genutzte Ventilkolben gehäuseseitig von einer Magnetspule umschlossen, wobei das Gehäuse zumindest im Über¬ deckungsbereich zur Magnetspule aus amagnetischen Materialien besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoff- Einspritzsystem der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, dass das Bypassventil zwar aktiv, bevorzugt hinsichtlich der Durchlaufzeit angesteuert wird, ggf. auch hinsichtlich der Durchlaufmenge pro Zeiteinheit - also des Volumenstromes, die aktive Ansteuerung aber ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand in ihren Auswirkungen blockiert ist, sofern der Betrieb des Einspritzinjektors gestört ist und Kraftstoff dem Brennraum der Brennkraftmaschine bezogen auf den störungsfreien Betrieb des Einspritzinjektors in Übermenge, und somit nicht in vorgegebener Weise über den Einspritzinjektor kontrolliert, dem Brennraum zugeführt wird.
Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht, demzufolge das Sperrglied des Bypassventiles in Richtung auf seine Sperrstellung, insbesondere in seiner Sperrstellung mit einer der Druckdifferenz zwischen Zulaufseite und Ablaufseite des Mengenbegrenzungsventiles entsprechenden Schließkraft kraftstoffbeaufschlagt ist und dem Bypassventil eine Stelleinrichtung zugeordnet ist, über die dessen Sperrglied in Gegenrichtung, d. h. in Richtung auf seine zulaufseitige Offenstellung, verstellbar ist. Die Größe der über die Stelleinrichtung aufzubringenden Stellkraft ist dabei derart auf die über die bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors durch die Druckdifferenz bedingte Schließ- kraft abgestimmt ist, dass das Sperrglied bei gestörtem Be¬ trieb des Einspritzinjektors, und dadurch bedingter höherer Druckdifferenz, in seiner Sperrstellung verbleibt, ungeachtet einer versuchten Verstellung über die Stelleinrichtung. Maßgeblich hierfür ist, dass die über die Stelleinrichtung aufzubringende Stellkraft kleiner ist als die in diesem Betriebszustand gegebene Schließkraft, die sich durch Federkraft, und in Offenstellung des Sperrgliedes bevorzugt strö- mungs- und drosselungsabhängig ergibt und die bei störungsfreiem Betrieb kleiner ist als die Öffnungskraft, die über die Stelleinrichtung aufgebracht werden kann.
Damit ist für das Bypassventil die Sperrstellung des Sperrgliedes unabhängig von jeder Ansteuerung gewährleistet, sobald sich über den Einspritzinjektor eine auf den Brennraum des jeweiligen Zylinders zugeführte Kraftstoffmenge ergibt, die seitens des Mengenbegrenzungsventils eine Druckdifferenz zur Folge hat, welche über der Druckdifferenz liegt, die sich im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine und bei vorgegebener, störungsfreier Arbeitsweise des Einspritzinjektors ergibt. Eine Drosselung bei Überströmen des Sperrgliedes bleibt aufgrund der vorgesehenen Öffnung des Bypassventiles außerhalb des zeitlichen Einspritzbereiches des über das Mengenbegrenzungsventil versorgten Einspritzinjektors ohne negativen Einfluss auf den Einspritzdruck, da während der Einspritzphase - aufgrund des zeitlichen Versatzes - kein Druckverlust auftritt.
Bezüglich des Bypassventiles bedarf es somit, da dessen Sperrstellung sich differenzdruckabhängig ergibt, bezogen auf die Umstellung in die Sperrstellung keiner Ansteuerung, sondern lediglich bezüglich der Umstellung auf die Offenstellung, wobei Fehler in der diesbezüglichen Ansteuerung nicht sicherheitsrelevant werden können, da sich ergebende übermä- ßige Einspritzmengen zu erhöhten Druckdifferenzen führen, die ihrerseits unabhängig von jeder Ansteuerung eine Umstellung des Sperrgliedes des Bypassventiles in die Sperrstellung zur Folge haben, und damit eine Blockierung der Kraftstoffzufuhr auf den Brennraum des jeweiligen Zylinders.
Die Höhe der Druckdifferenz bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors liegt in der Größenordnung des Produktes der den Ventilkolben des Mengenbegrenzungsventiles auf seine Ausgangslage beaufschlagenden Federkraft und der Ventilkolbenfläche, so dass das Ansprechverhalten des Bypassventiles und damit auch des Mengenbegrenzungsventiles durch konstruktive Vorgaben in einfacher Weise festgelegt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet darüber hinaus auch bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen den Vorteil, auf eine gesonderte Regelung für die Ansteuerung der Stelleinrichtung des Bypassventiles verzichten zu können, wenn, entsprechend der festgelegten Zündfolge der Zylinder, die Ansteuerung für das dem Mengenbegrenzungsventil eines Zylinders zugeordnete Bypassventil aus der Ansteuerung für den Einspritzinjektor eines anderen Zylinders abgeleitet wird, auf den bedingt durch den Zündversatz dieses Zylinders in einem Zeitraum eingespritzt wird, in dem auf den Brennraum des Zylinders keine Einspritzung erfolgt, in dessen LeitungsVerbindung zur Hochdruckquelle das parallel anzusprechende Bypassventil liegt.
Im Hinblick auf die Ansteuerung des Bypassventiles erweist sich als Stelleinrichtung für dieses ein Magnetsteller als zweckmäßig, so dass ein jeweiliger Einspritzinjektor und ein in Abhängigkeit von diesem angesteuertes Bypassventil bei minimalem Aufwand in vorgegebener Abhängigkeit, angesteuert und bestromt werden können, wobei bezüglich eines Magnetstellers insbesondere auch die Festlegung einer Grenzkraft allein durch die Auslegung, und damit ohne Zusatzaufwand möglich ist.
Bevorzugt findet im Rahmen der Erfindung ein Bypassventil Verwendung, dessen Sperrglied in Stellrichtung überströmt wird. Die erfindungsgemäße Lösung ist aber auch mit Bypass- ventilen zu realisieren, bei denen das Sperrglied quer zur Überströmungsrichtung verstellbar ist und somit für die Verstellung eine in der Größenordnung der jeweils gegebenen Druckdifferenz entsprechende Reibkraft zu überwinden ist.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit ihrem Kraftstoff-Einspritzsystem,
Fig. 2 in schematisierter Schnittdarstellung das in der Leitungsverbindung einer Hochdruckquelle zu einem Einspritzinjektor liegende Mengenbegrenzungsventil mit zugeordnetem Bypassventil als Mengenbegrenzungsanordnung,
Fig. 3 wiederum stark schematisiert im Schnitt, eine Ausgestaltung des Bypassventiles ,
Fig. 4 bezogen auf ein Mengenbegrenzungsventil , das in der LeitungsVerbindung der Hochdruckquelle zu einem Einspritzinjektor liegt, die dessen Ventilkolben den Hubweg über der Zeit bei störungsfreiem Betrieb des zugehörigen Einspritzinjektors, Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende schematisierte Dar¬ stellung, bei der der ablaufseitige Leitungsabschnitt auf die Aufnahmebohrung des Mengenbegren- zungsventiles ausmündet und über das Mengenbegrenzungsventil an die Leitungsverbindung zum Einspritzinjektor angeschlossen ist, und
Fig. 6 eine weitere Ausgestaltungsform für ein Bypassven- til, wobei dieses als Schieberventil mit quer zur Durchströmungsrichtung liegendem und quer zu seiner Verstellrichtung differenzdruckabhängig beaufschlagtem Sperrglied arbeitet.
In Fig. 1 ist für eine als Dieselmotor arbeitende Brennkraftmaschine 1 ein Kraftstoff-Einspritzsystem 2 gezeigt. Die Einspritzung erfolgt, wie in der Figur für einen Zylinder der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine gezeigt, jeweils auf einen Brennraum 3 über die Einspritzdüse 12 eines Kraftstoffinj ek- tors 7, der an eine Leitungsverbindung 11 angeschlossen ist, in der ausgehend von einem Kraftstofftank 10 eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 9 und, nachgeordnet als Hochdruckquelle, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 5 mit nachgeordnetem Hochdruckspeicher 6 angeordnet sind. Vom Hochdruckspeicher 6 aus erfolgt verzweigend die Versorgung der den jeweiligen Zylindern zugeordneten Kraftstoffinj ektoren 7, wobei jedem der Injektoren 7 jeweils eine Mengenbegrenzungsanordnung 8 vorgelagert ist. Die Ansteuerung der Injektoren 7 erfolgt, wie schematisch angedeutet, über eine Steuer- und Regeleinheit 4.
Die in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Mengenbegrenzungs- anordnung 8 ist in Fig. 2 detaillierter dargestellt und um- fasst ein in der Leitungsverbindung 11 liegendes Mengenbegrenzungsventil 13 sowie eine diesem zugeordnete Bypassanord- nung, veranschaulicht durch ein Bypassventil 14, das mit der Zulaufseite 17 und der Ablaufseite 18 zum Mengenbegrenzungs- ventil 13 über Leitungsabschnitte 15 und 16 verbunden ist. Die getrennte Darstellung des Mengenbegrenzungsventils 13 und des Bypassventiles 14 ist eine im Rahmen der Erfindung liegende Lösung; selbstverständlich kann die Mengenbegrenzungs- anordnung 8 auch baulich zusammengefasst ausgebildet sein, beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse. Das Mengenbegrenzungsventil 13 weist herkömmlichen Aufbau auf mit einem Gehäuse 19, in dessen Aufnahmebohrung 20 ein Ventilkolben 21 dicht geführt ist, der über eine Feder 22 in Richtung auf die Zulaufseite 17 abgestützt ist und in Fig. 2 in seiner zulauf- seitigen Anschlaglage als Ausgangslage gezeigt ist.
Die dargestellte Lage des Ventilkolbens 21 entspricht einer Betriebssituation, bei der die durch den zulaufseitig anstehenden Druck auf den Ventilkolben 21 wirkende Stellkraft kleiner ist als die Stellkraft, die aus dem ablaufseitig anstehenden Druck zuzüglich der Kraft der Feder 22 resultiert. Sinkt die den Ventilkolben 21 in Richtung auf seine zulaufseitige Ausgangslage wirkende Stellkraft auf einen Wert, der kleiner ist als die aus dem zulaufseitig anstehenden Druck resultierende Stellkraft, so wird der Ventilkolben 21 in Richtung auf die Ablaufseite 18 verlagert und erreicht gegebenenfalls die ablaufseitig gegebene Anschlaglage zum aufnehmenden Gehäuse 19 als Sperrlage.
Der Verstellweg, also der Hub H des Ventilkolbens 21 zwischen seiner zulaufseitigen Ausgangslage und seiner ablaufseitigen Sperrläge entspricht einem Hubvolumen, das zumindest gleich, bevorzugt größer ist als das maximale Einspritzvolumen des Einspritzinjektors. Geschlossenes Bypassventil 14 vorausgesetzt, verlagert sich der Ventilkolben 21 aus seiner Ausgangslage gemäß Fig. 2 bei der Einspritzung über den Einspritzinjektor um einen Verstellweg, der zu einem dem Ein- spritzvolumen entsprechenden Hubvolumen korreliert. Ergeben sich, beispielsweise durch Hängenbleiben der Düsennadel der Düse 12 des Einspritzinjektors 7 in einer Offenstellung größere Ablaufmengen, so erschöpft das über den Ventilkolben 21 in seiner zulaufseitigen Ausgangslage ablaufseitig abgegrenzte Volumen und es verlagert sich der Ventilkolben 21 infolge des ablaufseitig gegebenen Druckabfalles in seine ablaufsei- tige Sperrlage, so dass - von Leckagen abgesehen - der weitere Zulauf von Kraftstoff zum und über den Einspritzinjektor 7 auf den jeweiligen Brennraum 3 unterbunden ist.
In entsprechender Weise ergibt sich auch bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors 7 bei jedem Einspritzvorgang eine Verlagerung des Ventilkolbens 21 in Richtung auf seine ablaufseitige Sperrlage, mit einer entsprechenden Druckdifferenz zwischen Zulaufseite 17 und Ablaufseite 18, und die Rückstellung des Ventilkolbens 21 auf seine zulaufseitige Ausgangslage erfolgt nach Abschluss des Einspritzvorganges dadurch, dass über das Bypassventil 14 die Auslaufseite 18 mit der Zulaufseite 17 verbunden wird, so dass das über den Ventilkolben 21 abgegrenzte Hubvolumen wieder aufgefüllt und der Ventilkolben 21 über die Feder 22 wieder in seine zulaufseitige Ausgangslage zurückgestellt werden kann.
Das Bypassventil 14 muss somit - bei störungsfreiem Betrieb - in dem jeweiligen Intervall zwischen aufeinander folgenden Einspritzungen eines jeweiligen Einspritzinjektors 7, das Mengenbegrenzungsventil 13 überbrückend, eine Verbindung zwischen der Zulaufseite 17 und der Ablaufseite 18 zumindest für einen Zeitabschnitt freischalten, diese Verbindung ansonsten aber geschlossen halten bzw. unterbrechen, und zwar sowohl während der jeweiligen Einspritzvorgänge wie auch in den Fällen, in denen ein unkontrollierter Zulauf von Kraftstoff über den Einspritzinjektor auf den Brennraum infolge einer be- trieblichen Störung, beispielsweise des Hängenbleibens der Düsennadel der Düse des Einspritzinjektors, erfolgt. Hierzu wird im Rahmen der Erfindung das Bypassventil 14 mit einem Sperrglied 23, bevorzugt in Form eines Ventilkörpers 24, ausgebildet, der in Richtung auf seine Sperrstellung mit der Druckdifferenz zwischen Zulaufseite 17 und Ablaufseite 18 des Mengenbegrenzungsventiles 13 beaufschlagt ist und der lediglich zum Verstellen in seine Offenstellung über eine angesteuerte Stelleinrichtung 25 verstellbar ist, wobei die Stelleinrichtung 25 hinsichtlich der über sie aufzubringenden Stellkraft so ausgelegt ist, dass zwar eine Verstellung des Ventilkörpers 24 in seine Offenstellung bei Differenzdrücken möglich ist, wie sie bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors mit entsprechenden Einspritzvolumina auftreten, nicht aber bei darüber liegenden Differenzdrücken, wie sie sich beispielsweise bei einem Hängenbleiben der Düsennadel der Düse des Einspritzinjektors mit entsprechender Dauereinspritzung einstellen.
Die sich bei solchen Gegebenheiten einstellenden Druckdifferenzen haben zur Folge, dass das durch den Ventilkörper 24 gebildete und in Stellrichtung angeströmte Sperrglied 23 bedingt durch die beschränkte Stellkraft der Stelleinrichtung 25 nicht mehr in eine Offenstellung verstellt werden kann, in der der Durchlauf von Kraftstoff über das Bypassventil 14 möglich ist, und dies ungeachtet dessen, ob die Stelleinrichtung 25 im Sinne einer Betätigung des Sperrgliedes 23 angesprochen ist oder nicht.
Realisieren lässt sich eine derartige Funktion in besonders einfacher Weise über eine Stelleinrichtung 25 in Form eines Magnetstellers 26. Ein bevorzugter Aufbau für ein derartiges Bypassventil 14 ist in Fig. 3 gezeigt, bei der die Leitungsabschnitte 15 und 16 in Endstücken 27, 28 auslaufen, die über eine Spannverbindung 29 dichtend miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist das ablaufseitige, der Leitung 16 zugeordnete Endstück 28 als Aufnahme für den Ventilkörper 24 ausgebildet und weist eine entsprechende Bohrung 30 auf, die im Durchmesser zum Querschnitt des Leitungsabschnittes 16 erweitert ist. Das Endstück 28 bildet somit eine Bohrungsaufnahme, und in der Bohrung 30 ist der Ventilkörper 24 geführt, wobei die Bohrung in Durchflussrichtung 31 auf eine Sitzfläche 32 für den Ventilkegel 33 des Ventilkörpers 24 ausläuft. Der Ventilkegel 33 ist seinerseits mit einem Schaftteil des Ventilkörpers 24 verbunden, der als Hohlschaft ausgebildet den Magnetanker 34 des Magnetstellers 26 bildet. Im Bereich des als Hohlschaft ausgebildeten Magnetankers 34 ist der Ventilkörper 24 zentral durchströmt, im Bereich des Ventilkegels 33 umfangsseitig überströmt, so dass in der Offenstellung des Ventilkörpers 34 eine Durchströmung, bevorzugt eine etwas gedrosselte Durchströmung stattfindet, durch die der Ventilkörper gegebenenfalls ergänzend zur Feder 46 in Richtung auf seine Sperrstellung aufgrund der Drosselung differenzdruckab- hängig belastet ist. Der Ventilkegel 33 und das Endstück 28 in seinem die Aufnahme für die Bohrung 30 bildenden und in Überlappung zur Spule 35 des Magnetstellers 26 liegenden Bereich 45 sind aus amagnetischem Material ausgebildet.
In der Schließstellung des Ventilkörpers 24 ist dieser um einen vorgegebenen Stellweg beabstandet zur Stirnseite des teilweise in Überdeckung zur Bohrung 30 liegenden Endstückes 27 angeordnet, so dass das Endstück 27 mit seiner Stirnseite eine Anschlagbegrenzung für den Ventilkörper 24 in Öffnungs- richtung bildet. Die Spannvorrichtung 29 ist beispielsweise durch hutartige Spannhülsen 36, 37 realisiert, die radiale Absätze der Endstücke 27, 28 übergreifen, wobei im Schaftteil der Spannhülse 36, in einer radialen Aussparung derselben, auch die Spule 35 des Magnetstellers 26 untergebracht ist, so dass sich eine sehr kompakte Bauweise ergibt.
Fig. 2 zeigt, nur schematisch angedeutet, den Magnetsteller 26 mit seiner Steuerleitung 38, wobei, entsprechend der geschilderten Funktion des erfindungsgemäßen Kraftstoffein- spritzsystems und der diesem zugeordneten Mengenbegrenzungs- anordnung 8 eine Bestromung des Magnetstellers 26 nur zum Öffnen der BypassVerbindung erforderlich ist. Geöffnet werden darf und muss die BypassVerbindung zwischen aufeinander folgenden Einspritzintervallen des Einspritzinjektors. Eine entsprechende Ansteuerung kann über die der Brennkraftmaschine 1 zugeordnete Steuer- und Regeleinrichtung 4 erfolgen. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, den bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen gegebenen Zündversatz zwischen den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine für die Ansteuerung des Bypassventiles 14 bzw. dessen Magnetstellers 26 zu nutzen, derart, dass das in der LeitungsVerbindung zu einem Zylinder liegende Bypassventil 14 in Abhängigkeit von der Bestromung des Einspritzinjektors eines anderen Zylinders bestromt wird, auf den die Einspritzung in dem Intervall zwischen zwei Einspritzungen des Zylinders erfolgt, in dessen Versorgung das angesteuerte Bypassventil 26 liegt. Schematisiert ist dies in Fig. 1 dadurch angedeutet, dass von der Ansteuerleitung 39 für einen hier nicht dargestellten Zylinder eine Steuerleitung 40 abgezweigt ist, die mit der Mengenbegrenzungsanordnung 8 für den Einspritzinjektor 7 des dargestellten Zylinders verbunden ist.
Der diesbezügliche Betriebsablauf ist schematisch in Fig. 4 veranschaulicht, in der der Hub des Ventilkolbens 21 eines Mengenbegrenzungsventiles 13 über der Zeit bezogen auf einan- der folgender Einspritzungen eines einem Zylinder zugeordne¬ ten Einspritzinjektors dargestellt ist. Abgetragen ist der jeweilige Hub für den Ventilkolben 21 eines Mengenbegren- zungsventiles 13, das in der Leitungsverbindung zu einem auf einen Zylinder der Brennkraftmaschine 1 einspritzenden Einspritzinjektor 7 liegt. Die Bestromungszeit dieses Einspritzinjektors, im Folgenden als erster Einspritzinjektor bezeichnet, ist mit Tl bezeichnet.
In Verbindung mit der bei der Einspritzung abfließenden Kraftstoffmenge und der sich dadurch einstellenden Druckdifferenz ergibt sich eine Verschiebung des Ventilkolbens 21 in Richtung auf seine auslaufseitige Sperrlage, diese wird bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors aber nicht erreicht. Der einer störungsfreien Einspritzung entsprechende Hubweg ist mit 41 abgetragen. Die so erreichte Hubstellung des Ventilkolbens 21 wird im Wesentlichen beibehalten, bis das Bypassventil 14 öffnet, so dass infolge der Verringerung der Druckdifferenz der Ventilkolben 21 wieder in seine zu- laufseitige Ausgangslage zurückkehrt. Der entsprechende Hubweg ist bei 42 abgetragen. Die Kurvenzüge 43 und 44 deuten an, dass sich der Ventilkolben 21 aufgrund von Leckagen sowohl während der Einspritzung (Kurvenzug 43) wie auch im Intervall zwischen zwei aufeinander folgenden Einspritzungen auf den gleichen Zylinder (Kurvenzug 44) in seiner Hubstellung etwas verlagert. Die Rückstellung des Ventilkolbens 21 auf seine zulaufseitige Ausgangslage gemäß dem Abschnitt 42 der Hubkurve erfolgt aufgrund der Öffnung des Bypassventiles 14.
Für das Bypassventil 14 ist in Fig. 4 die Bestromungsdauer mit T2 angegeben, wobei die Bestromungsdauer T2 des Bypass- ventiles 14, wie bereits erläutert, bevorzugt der Einspritzzeit eines zweiten, auf einen anderen Zylinder der Brenn- kraftmaschine einspritzenden Einspritzinjektors entspricht, so dass sich, störungsfreier Betrieb der Brennkraftmaschine unterstellt, im Wesentlichen gleich große Bestromungsinter- valle Tl und T2 ergeben.
Insgesamt wird somit durch die Erfindung ein Kraftstoff- Einspritzsystem dahingehend ausgestaltet, dass bei mechanisch einfachem Aufbau und geringem Steuerungsaufwand eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet wird.
In Fig. 5 ist abweichend zu Fig. 2 der ablaufseitige Leitungsabschnitt 16 des Bypassventiles 14 an die Bohrung 30 des Mengenbegrenzungsventiles angeschlossen so dass auch in jenen Fällen, in denen das als 2/2-Ventil arbeitende Bypassventil 14 nicht geschaltet werden kann und ggf. in seiner Offenstellung hängen bleibt, eine Absperrung der Ablaufseite 18 gegen den Kraftstoffinjektor 7 zu erreichen ist, falls über den Kraftstoffinjektor ein ungeregelter Abfluss von Kraftstoff auf den jeweiligen Brennraum erfolgen sollte. Die Verlagerung des Ventilkolbens 21 auf seine Sperrlage ist in einem solchen Fall über die Druckdifferenz zu erreichen, die sich aufgrund der Drosselfunktion beim Überströmen des Bypassventiles 14 ergibt. Die Drosselfunktion führt zum Aufbau einer Druckdifferenz zwischen der zulaufseitigen Seite des Kolbens 21 und dessen ablaufseitiger Beaufschlagung.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Bypassventiles, nunmehr mit 50 bezeichnet, veranschaulicht. Dieses Bypassventil 50 umfasst einen Schieber 51 der quer zur Stellrichtung überströmt wird, wobei die Überströmungsrichtung wiederum über den Pfeil 31 veranschaulicht ist. In der Darstellung nimmt der Schieber 51 seine Sperrstellung ein, die Stelleinrichtung 52 ist wiederum als magnetische Stellein- richtung veranschaulicht. Versehen ist der Schieber 51 mit einer Überströmöffnung 53, die strichliert angedeutet ist.
Die gezeigte Situation entspricht einer Schließstellung des Bypassventiles 50, und bei einer Druckdifferenz zwischen An- strömseite und Abströmseite ist der Schieber 51 quer zu seiner Stellrichtung kraftbeaufschlagt, wodurch sich für den Schieber 51 den abzufangenden Querkräften entsprechende Reibkräfte gegenüber dem Schiebergehäuse 54 ergeben. Die durch solche Druckdifferenzen bedingten Stützkräfte zwischen dem Schieber 51 und dem Gehäuse 54 sind als Querkräfte zur Stellrichtung des Schiebers durch die Pfeile 55 veranschaulicht.
Aus Druckdifferenzen, beispielsweise bei übermäßigen Leckagen, beim Hängenbleiben des Injektors in seiner Spritzstellung oder dergleichen ergeben sich Querbelastungen des Schiebers 51, und der Größe der Druckdifferenzen entsprechende Stützkräfte (Pfeile 55), aus denen einer Verstellung des Schiebers 51 entgegenwirkende Reibkräfte resultieren. Zur Ü- berwindung dieser Reibkräfte sind, wie zur Überwindung der Druckdifferenzen, entsprechende Stellkräfte erforderlich.
Ist ein entsprechendes Stellkraftangebot, wie erfindungsgemäß vorgesehen, beschränkt, so kann auch der solchen Druckdifferenzen entsprechende Stellkraftbedarf zur Verstellung des Schiebers 51 nicht gedeckt werden, mit der Folge, dass der Schieber 51, analog zum Ventilkörper 24, in seiner Sperrstellung verbleibt, wenn bei Störungen das zur Verfügung stehende Stellkraftangebot überschritten wird.
Die Stelleinrichtung 52 ist bevorzugt auch hier als magnetische Stelleinrichtung ausgebildet, die vorliegend zweckmäßigerweise als lineare Stelleinrichtung ausgebildet ist, welche eine Verstellung des Schiebers 51 nach entgegengesetzten Seiten ermöglicht.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoff-Hochdruckquelle, mit einem Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine zugeordnetem Einspritzinjektor, mit einer in einer Leitungsverbindung der Hochdruckquelle zum Einspritzinjektor liegenden Mengenbegrenzungsanordnung, umfassend ein Mengenbegrenzungsventil und eine Bypassanordnung hierzu, und mit in einer Aufnahmebohrung des Mengenbegrenzungsventils dicht geführtem Ventilkolben, der zwischen einer Zulaufseitigen Ausgangslage und einer auslaufseitigen Sperrlage als Anschlaglage verschiebbar ist, der auf die zulaufseitige Ausgangslage federnd abgestützt ist und dessen Verstellweg zwischen der Ausgangslage und der Sperrlage einem Hubvolumen entspricht, das gleich oder größer ist als das maximale Einspritzvolumen des Injektors, wobei sich im Betrieb zwischen der Zulaufseite und der Auslaufseite des Mengenbegrenzungsventils eine Druckdifferenz einstellt und wobei die Bypassanordnung zum Mengenbegrenzungsventil dessen Zulaufseite und dessen Auslaufseite verbindet und in der Bypassanordnung ein als absperrbares Durchflussventil ausgebildetes Bypassventil liegt, das ein Sperrglied aufweist, welches zwischen einer Sperrstellung und einer Durchgangsstellung über eine Stelleinrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (14) außerhalb des Zeitbereiches der Einspritzung des ablaufseitig nachgeordneten Kraftstoff- Einspritzinjektors (7) über die Stelleinrichtung (25) offengeschaltet ist und dass das Sperrglied (23) des Bypassventi- les (14) in Richtung auf seine Sperrstellung, insbesondere in seiner Sperrstellung mit der Druckdifferenz zwischen Zulauf- seite (17) und Ablaufseite (18) des Mengenbegrenzungsventils (13) entsprechender Schließkraft kraftstoffbeaufschlagt und in Gegenrichtung über die Stelleinrichtung (25) verstellbar ist und dass die maximale Stellkraft der Stelleinrichtung (25) um ein vorgegebenes Maß kleiner als die Schließkraft ist, die sich bei einer einem gestörten Betrieb des Kraftstoff-Injektors (7) auftretenden Druckdifferenz ergibt.
2. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkraft der Stelleinrichtung (25) um einen Sicherheitsschwellwert größer ist als die Schließkraft, die der bei störungsfreiem Betrieb des Kraftstoff-Injektors (7) und in Schließstellung befindlichen Ventilkörper (24) des Bypass- ventiles (14) auf den Ventilkörper (24) wirkenden Druckdifferenz entspricht.
3. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (24) in Richtung auf seine Schließstel- lung federbelastet ist.
4. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (24) des Ventiles (14) in seiner Öffnungsstellung mit einer strömungsbedingten Kraft in Richtung auf seine Schließstellung belastet ist.
5. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bei störungsfreiem Betrieb des Einspritzinjektors (7) am Ventilkolben (21) des Mengenbegrenzungsventiles (13) gegebene Druckdifferenz in der Größenordnung der den Ventil- kolben (21) in Richtung auf seine Ausgangslage beaufschlagenden Federkraft liegt.
6. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (25) des Bypassventiles (14) als elektrisch betätigte Stelleinrichtung ausgebildet ist.
7. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (25) des Bypassventiles (14) als magnetische Stelleinrichtung ausgebildet ist.
8. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (14) als Sperrglied (23) ein in Durchflussrichtung auf seine Sperrstellung differenzdruckbeauf- schlagten, dichtend in einer Bohrung (30) geführten Ventilkörper (24) aufweist, der im Überdeckungsbereich zu einer die Bohrungsaufnahme umschließenden Erregerspule (35) einen Magnetanker (34) bildet, wobei die Bohrungsaufnähme zumindest im Bereich (45) zwischen Erregerspule (35) und Magnetanker (34) aus amagnetischem Material besteht.
9. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (30) in Durchflussrichtung auf eine Sitzfläche (32) der Bohrungsaufnähme ausläuft und der Magnetanker (34) einen der Sitzfläche (32) zugeordneten Ventilkegel (33) trägt, der aus amagnetischem Material besteht.
10. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (34) als Hohlschaft ausgebildet ist.
11. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerbereich des Ventilkörpers (24) zentral durch¬ strömt und der Ventilkegel (33) außenseitig überströmt wird.
12. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - bei mehrzylindriger Ausbildung der Brennkraftmaschine (1) und auf die Brennräume (3) der Zylinder jeweils entsprechend der Zündfolge zeitversetzt einspritzendem, elektrisch angesteuertem Einspritzinjektor (7) - für das Bypassventil (14), das einem in der LeitungsVerbindung (11) zu einem auf den Brennraum (3) eines ersten Zylinders einspritzenden Einspritzinjektor (7) liegenden Mengenbegrenzungsventil (13) zugeordnet ist, und für einen auf den Brennraum (3) eines zweiten, in der Zündfolge zeitversetzten Zylinders einspritzenden Einspritzinjektor eine Ansteuerung im gleichen Zeitbereich vorgesehen ist.
13. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Bestromung des auf den zweiten Zylinder einspritzenden Einspritzinjektors (7) eine Bestromung des By- passventiles (14) des Mengenbegrenzungsventiles (13) verbunden ist, das in der LeitungsVerbindung (11) zum auf den ersten Zylinder einspritzenden Einspritzinjektor (7) liegt.
14. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Bestromung des auf den zweiten Zylinder einspritzenden Einspritzventiles (17) und des Bypassventiles (14) vorgesehen ist, das dem Mengenbegrenzungsventil (13) des auf den ersten Zylinder einspritzenden Einspritzinjektors (7) zugeordnet ist.
15. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (24) des Bypassventiles (14) in seiner Stellrichtung überströmt ist.
16. Kraftstoff-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (Schieber 51) des Bypassventiles (50) quer zu seiner Stellrichtung überströmt ist.
17. Kraftstoff-Einspritzinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (14) ablaufsei- tig auf die Aufnahmebohrung des Mengenbegrenzungsventiles (13) in einem Bereich ausmündet, der über den Ventilkolben (21) gegen die AbIaufVerbindung zum Kraftstoff-Injektor (7) absperrbar ist.
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