WO1995017594A1 - Krafstoffeinspritzvorrichtung mit hochdruch-kraftstoffspeicher - Google Patents
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- 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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- F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
- F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator
Definitions
- the invention relates to a fuel injection device according to the preamble of claim 1.
- a fuel injection device is disclosed in DE 32 27 742 C2.
- An essential development motive for fuel injection devices with high-pressure fuel dispensers is the very variably controllable injection characteristic due to the suitability for this of particularly suitable electromagnetically controllable injection valves, and the flexible adaptation to the respective engine operating requirements.
- the injection characteristic is shaped by the cam stroke, which is why the injection timing and injection duration can only be varied to a limited extent.
- Electronically controlled storage injection systems thus allow fuel-efficient and low-pollutant operation of diesel engines.
- a high-pressure fuel dispenser is inflated with fuel from a high-pressure pump to a desired pressure level.
- the cylinder-like injection valves are connected to the high-pressure accumulator via hydraulic lines.
- the arrangement according to the invention has the advantage that, by arranging the check valves upstream of the injection valves, an almost immediate blocking of the fuel supply in the event of failure of an injection valve or of a downstream fuel-carrying part is ensured.
- the fuel flow is only blocked by the check valve when a defined pressure drop occurs downstream of the check valve and a certain injection quantity has been exceeded.
- the fuel flow through the shut-off valve is opened after opening the downstream injection valve, so that the required injection quantity can flow in through the shut-off valve to the injection nozzle.
- a check valve is provided in a fuel injection device in which an injection valve is assigned to each cylinder and connected to the fuel dispenser, so that in the event of failure the fuel supply can be selectively blocked for each cylinder or for each injection valve.
- the check valves are preferably each arranged between an injection valve and the fuel dispenser, thereby avoiding emptying of the fuel accumulator in the event of a leak. This is particularly recommended when assigning a separate fuel reservoir to each injection valve.
- the fuel dispensers are connected to one another to compensate for the pressure.
- the clear detection of a damage event and the correct response of the shut-off valve play a crucial role.
- the maximum flow rate of a check valve being greater than or equal to the maximum injection volume per injection interval and smaller than the volume of the fuel accumulator.
- This design means that with downstream pressure drops if, during the injection interval or in the event of leakage, the flow through the check valve is blocked as soon as a maximum injection volume has flowed through the check valve. The check valve is not blocked as long as a maximum flow rate is not exceeded during the pressure drop interval, that is to say during the injection process.
- a fuel-carrying connection for the two chamber sides of the valve chamber, in which the piston moves back and forth, is provided on the piston.
- Alternative, constructive designs of the connection are presented in claims 11 to 14, the design of the connection as an opening in the bottom of the piston ensuring that the check valve functions largely independently of the fuel viscosity, since a connection running in the longitudinal direction on the circumference of the piston is one Change in the piston friction force while sliding back and forth in the valve chamber.
- the valve chamber has a valve seat against which the piston rests in a sealing manner in the closed position.
- the pressure drop of a check valve during the injection process is a maximum of 1% of the fuel pressure on the inlet side.
- FIG. 1 a shows a diagram of a fuel injection device for a piston internal combustion engine with a collective pressure accumulator
- 1b shows a diagram of a fuel injection device with separate high-pressure fuel stores upstream of the check valves
- 1c shows a diagram of a fuel injection device with separate high-pressure fuel stores connected downstream of the shutoff valves
- Fig. 2a shows the longitudinal section of a check valve in the open position of the
- Fig. 3 shows a check valve with a mushroom-shaped design of the piston
- the fuel supply to an internal combustion engine designed as a diesel engine 1 takes place via a fuel injection device 2, as shown schematically in FIG. 1 for a cylinder 3 of the diesel engine 1.
- the fuel injection in a diesel engine 1 takes place separately for a cylinder 3 at intervals, the times of the start and end of injection as well as the injection quantity at a given injection pressure being controlled by an electronic control unit 4.
- the control unit 4 receives control variables of the engine and the given throttle position.
- the " ""fuel injection device 2 comprises a high-dry force Fuel pump 5 for the continuous filling of a high-pressure fuel accumulator 6 and one injector 7 and one shut-off valve 8 for each cylinder 3. For the sake of simplicity, the injector 7 for only one cylinder 3 is shown.
- fuel is continuously delivered from the fuel tank 10 with a low-pressure fuel pump 9 and fed to the fuel accumulator 6.
- the pressure in the fuel dispenser 6 is 6,000 bar and more.
- the volume of the fuel reservoir 6 is a multiple of the fuel injection quantity per injection interval, approximately 100 times the amount, however, it is significantly less than the maximum tank volume of the fuel tank 10.
- the high-pressure fuel is supplied to the injection valves 7 via further pipelines 11, where it is then injected after the opening of the injection valves 7 via the cylinder-side injection nozzles 12 of the injection valves 7 for combustion with the compressed air located in the cylinders 3.
- a check valve 8 is interposed between the injection valves 7 and the fuel dispenser 6.
- the check valves 8 cause only a certain amount of fuel to flow through the check valve 8 during a pressure interval.
- a pressure interval is characterized by a pressure drop, which occurs either during the injection process or in the event of a leak downstream of the shut-off valve 8.
- a leak is, for example, an unintentional opening of an injection valve 7, which leads to an uninterrupted fuel flow to the relevant cylinder 3.
- FIG. Lb instead of a single NEN high-pressure fuel accumulator 6, as described for Fig. La, upstream of the check valves 8, a separate high-pressure fuel accumulator 6 '.
- the high-pressure accumulator volume is provided in separate, independent high-pressure fuel accumulators 6", which are each interposed between an injection valve 7 and a check valve 8.
- FIG. 2a, 2b and 2c show the design of a check valve 8 with a cup-shaped piston 14 loaded by a return spring 13.
- the piston 14 which is longitudinally displaceable in the cylindrical valve chamber 15 of the check valve 8 between a closed and open position is shown in FIG. 2a in its Open position shown.
- the valve chamber 15 through which flow flows in the longitudinal direction of the chamber, has stops 18a or 18b on its injection-side or inlet-side chamber side 16 or 17.
- the inlet-side stop 18b is formed by the cover 19 of the blocking valve 8, which spatially delimits the valve chamber 15 on the inlet side.
- the cover 19 screwed to the check valve housing 20 has a connection bore 21a.
- the check valve housing 20 also has a connection bore 21b on the injection-side chamber side 16.
- the piston 14 lies with the outside of its piston head 23 against the inlet-side stop 18b.
- FIG. 3 shows an alternative embodiment of the check valve 8 in which the piston 14 is mushroom-shaped.
- the piston head 25 is again cup-shaped, the injection-side opening of which reverses the return spring 13 and the side wall 26 guides the piston 14 in a longitudinally movable manner on the cylindrical running surface of the valve chamber 15.
- the sealing seat 28 acts with the one on the injection side end of the valve chamber 15 formed paragraph 22 together, so that the piston 14 in the paragraph 22 finds the injection-side stop 18a and thereby prevents an afterflow of fuel. Since the connection between the chamber sides 16 and 17 upstream of the sealing seat 28, which is necessary for the return of the piston 14, is provided as a bore in a recess in the piston head 25, the fuel can flow in only in the intermediate position of the piston 14.
- FIG. 4 shows a variant of the cup-shaped piston 14 shown in FIGS. 2a to 2c.
- This has two guide rings 29 which are spaced apart in the axial direction and which surround the piston 14 concentrically with breaks 30 on the circumference.
- the interruptions 30 serve as a connection between the two chamber sides 16 and 17 for the after-flow between the two chamber sides 16 and 17 which starts when the piston 14 returns.
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Abstract
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine ist als Speichereinspritzsystem mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (5) zur kontinuierlichen Befüllung eines Hochdruck-Kraftstoffspeichers (6) ausgebildet. Stromabwärts des Kraftstoffspeichers (6) werden über Rohrleitungen (11) Einspritzventile (7) an der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt. Zur Begrenzung der maximalen Durchflußmenge zu den Zylindern (3) der Brennkraftmaschine sind den Einspritzventilen (7) differenzdruck- und/oder durchflußmengengesteuerte Sperrventile (8) vorgeschaltet. Die Sperrventile stellen eine Sperrung der Kraftstoffzuführung bei Versagen eines Einspritzventils (7) sicher.
Description
Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit Hochdruck-Kraftstoffspeieher
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Kraftstoff- einspritzvorrichtung ist in der DE 32 27 742 C2 offenbart.
Ein wesentliches Entwicklungsmotiv für Kraftstoffeinspritzvorrichtun¬ gen mit Hochdruck-Kraftstoffspeiehern, also sogenannten Speicherein¬ spritzsystemen, liegt in der sehr variabel steuerbaren Einspritz¬ charakteristik aufgrund der Verwendbarkeit hierfür besonders geeig¬ neter elektromagnetisch steuerbarer Einspritzventile, sowie der flexiblen Anpassung an die jeweiligen Motorbetriebserfordernisse. Wo hingegen bei konventionellen, von einer Nockenwelle getriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Einspritzcharakteristik vom Nok¬ kenhub geprägt wird, weshalb Einspritzzeitpunkt und Einspritzdauer nur beschränkt variierbar sind. Elektronisch gesteuerte Speicherein¬ spritzsysteme erlauben somit einen kraftstoffeffizienten und schad¬ stoffarmen Betrieb von Dieselmotoren.
Bei einem wie in der DE 32 27 742 C2 gezeigten Speichereinspritzsy¬ stem wird ein Hochdruck-Kraftstoffspeieher von einer Hochdruckpumpe mit Kraftstoff auf ein gewünschtes Druckniveau aufgepumpt. Über hy¬ draulische Leitungen sind die zylinderweisen Einspritzventile mit dem Hochdruckspeicher verbunden. Soll zu einer bestimmten Kolbenstellung
1 der Brennkraftmaschine eine Einspritzung erfolgen, dann wird über die Einspritzventile der Durchfluß vom Kraftstoffspeicher zu den zy- linderseitigen Einspritzdüsen des Einspritzventils freigegeben und bei geforderter Beendigung der Einspritzung wieder versperrt. Die
5 Steuerung dieses Vorgangs erfolgt über eine elektronische Regelein¬ heit die u.a. von Zustandsgrößen der Brennkraftmaschine gesteuert wird.
Bei Versagen beispielsweise eines der Einspritzventile besteht die <-- Gefahr, daß die Einspritzdüsen fortdauernd in den Zylinderraum des Motors Kraftstoff einspritzen. Dies könnte Schädigungen des be¬ treffenden Motorzylinders zur Folge haben. Zudem wird der Hochdruck- Kraftstoffspeieher derart entladen, daß die Funktionsfähigkeit der anderen an den Kraftstoffspeieher angeschlossenen Einspritzventile 5 gestört wird, so daß die anderen Motorzylinder in ihrer Funktion ebenfalls beeinträchtigt sind. Zur Behebung dieses Problems wird in der Veröffentlichung SAE-Paper 910184 die Verwendung eines Durchflu߬ begrenzers für Kraftstoffeinspritzvorrichtungen vorgeschlagen.
0 Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung anzugeben, bei der derartige Probleme in einfacher Weise, wirksam und zuverlässig vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil ^ des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß durch Anordnung der Sperrventile stromaufwärts der Einspritzventile eine nahezu ver¬ zugslose Sperrung der Kraftstoffzuführung bei Versagen eines Ein- spritzventils oder eines nachgeschalteten kraftstofführenden Teiles gewährleistet ist. Bei der vorzugsweisen Ausführung der Erfindung mit druck- und durchflußmengengesteuerten Sperrventilen erfolgt eine Sperrung des KraftstoffStromes durch das Sperrventil erst dann, wenn ein definierter Druckabfall stromabwärts des Sperrventiles auftritt
und eine bestimmte Einspritzmenge überschritten wurde. Bei einem ungestörten Einspritzzyklus ist der Kraftstoffdurchfluß durch das Sperrventil nach Öffnen des nachgeschalteten Einspritzventiles ge¬ öffnet, so daß die erforderliche Einspritzmenge durch das Sperrventil bis zur Einspritzdüse nachströmen kann. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß eine Leckage stromab des Sperrventils zuverlässig erkannt und ein unerwünschtes Nachfließen von Kraftstoff unterbrochen wird. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 19.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist bei einer Kraftstoff¬ einspritzvorrichtung, bei der je Zylinder ein, dem Kraftstoffspeieher nachgeschaltetes Einspritzventil zugeordnet ist, je ein Sperrventil vorgesehen, so daß im Versagensfall selektiv für jeden Zylinder bzw. für jedes Einspritzventil die Kraftstoffzuführung gesperrt werden kann.
Vorzugsweise sind die Sperrventile jeweils zwischen einem Einspritz¬ ventil und dem Kraftstoffspeieher angeordnet, wodurch ein Entleeren des Kraftstoffspeichers im Leckagefall vermieden wird. Insbesondere empfiehlt sich dies bei Zuordnung eines separaten Kraftstoffspeichers zu jedem Einspritzventil. Zur Gewährleistung gleichmäßiger Einspritz¬ charakteristiken aller Zylinder sind die Kraftstoffspeieher unter¬ einander durckausgleichend verbunden.
Für den zuverlässigen Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung sowohl im störungsfreien Einspritzbetrieb als auch im Leckagefall, beispielsweise im Falle eines schadhaften Einspritzventils, spielt die eindeutige Erkennung eines Schadenfalles sowie die korrekte Reak- tion des Sperrventils darauf eine entscheidende Rolle. Dies wird ermöglicht, in dem die maximale Durchflußmenge eines Sperrventils größer oder gleich ist als das maximale Einspritzvolumen je Ein¬ spritzintervall und kleiner ist als das Volumen des Kraftstoff- speichers. Diese Auslegung bewirkt, daß bei stromabwärtigem Druckab-
fall also während des Einspritzintervalls oder bei Leckage der Durch¬ fluß durch das Sperrventil gesperrt wird sobald ein maximales Ein¬ spritzvolumen das Sperrventil durchströmt hat. Eine Sperrung des Sperrventils unterbleibt, solange während des Druckabfallintervalls, also während des Einspritzvorganges eine maximale Durchflußmenge nicht überschritten wird.
Für eine zuverlässig arbeitende Ausführung wird ein Sperrventil mit einem längsverschieblichen Kolben als Stellglied gemäß den Merkmalen des Anspruches 8 vorgeschlagen. Für den Zwangsrücklauf des Kolbens nach Einspritzende ist eine Rücklauffeder gemäß der Ansprüche 9 und 10 vorgesehen.
Um den Rücklauf des Kolbens gegen die zulaufseitige Kraftstoffsäule und ein Nachströmen von Kraftstoff stromab des Kolbens sicher zu stellen, ist am Kolben eine kraftstofführende Verbindung für die beiden Kammerseiten der Ventilkammer, in welcher sich der Kolben hin und her bewegt, vorgesehen. Alternative, konstruktive Ausführungen der Verbindung sind in den Ansprüchen 11 bis 14 dargestellt, wobei die Ausführung der Verbindung als Öffnung im Boden des Kolbens eine von der Kraftstoffviskosität weitgehend unabhängige Funktionstüchtig¬ keit des Sperrventils sicherstellt, da eine in Längsrichtung ver¬ laufende Verbindung am Kolbenumfang eine Änderung der Kolbenreibkraft während des Hin- und Hergleitens in der Ventilkammer verursachen kann.
Zur Unterbindung des Kraftstoffdurchflusses durch das Sperrventil im Schließfall weist die Ventilkammer einen Ventilsitz auf, an welchem der Kolben bei Schließstellung dichtend anliegt.
Für ein optimales Steuerverhalten des Sperrventils ist vorgesehen, daß der Druckabfall eines Sperrventils beim Einspritzvorgang maximal 1% des zulaufseitigen Kraftstoffdruckes beträgt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. la Schema einer Kraftstoffeinspritzvorriehtung für eine Kol¬ benbrennkraftmaschine mit einem Sammeldruckspeicher,
Fig. lb Schema einer Kraftstoffeinspritzvorriehtung mit separaten, den Sperrventilen vorgeschalteten Hochdruck-Kraftstoff¬ speichern,
Fig. lc Schema einer Kraftstoffeinspritzvorriehtung mit den Sperr¬ ventilen nachgeschalteten separaten Hochdruck-Kraftstoff- speichern,
Fig. 2a den Längsschnitt eines Sperrventils in Offenstellung des
Kolbens,
Fig. 2b ein Sperrventil mit Zwischenstellung des Kolbens,
Fig. 2c ein Sperrventil mit Schließstellung des Kolbens und
Fig. 3 ein Sperrventil mit pilzförmiger Ausbildung des Kolbens
Die Kraftstoffversorgung einer als Dieselmotor 1 ausgeführten Brenn- kraftmaschine erfolgt über eine Kraftstoffeinspritzvorriehtung 2, wie in Fig. 1 schematisch für einen Zylinder 3 des Dieselmotors 1 ge¬ zeigt. Die Kraftstoffeinspritzung bei einem Dieselmotor 1 erfolgt intervallweise jeweils separat für einen Zylinder 3, wobei die Zeit¬ punkte des Einspritzbeginns und des -endes sowie der Einspritzmenge bei einem gegebenen Einspritzdruck von einer elektronischen Regelein¬ heit 4 gesteuert wird. Die Regeleinheit 4 wiederum erhält Steuer¬ größen des Motors und die gegebene Gashebelstellung.
Die '" "aftstoffeinspritzvorrichtung 2 umfaßt eine Hochdrock-Kraft-
stoffpumpe 5 zur kontinuierlichen Befüllung eines Hochdruck-Kraft¬ stoffspeichers 6 und je Zylinder 3 ein Einspritzventil 7 und ein Sperrventil 8. Der Einfachheit halber ist das Einspritzventil 7 für nur einen Zylinder 3 dargestellt.
Während des Betriebes des Dieselmotors 1 wird kontinuierlich mit einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe 9 Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 10 gefördert und dem Kraftstoffspeicher 6 zugeführt. Die zwischen der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 9 und dem HochdruckKraftstoffspeicher 6 angeordnete, vom Dieselmotor 1 angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 5 sorgt für das geforderte Druckniveau im Kraftstoffspeicher 6. Je nach Auslegung der Kraftstoffeinspritzvorriehtung 2 beträgt der Druck im Kraftstoffspeieher 6 1000 bar und mehr. Das Volumen des Kraft¬ stoffspeichers 6 beträgt ein Vielfaches der Kraftstoffeinspritzmenge je Einspritzintervall , etwa die lOOfache Menges Sie ist jedoch deut¬ lich geringer als das maximale Tankvolumen des Kraftstofftanks 10. Über weitere Rohrleitungen 11 wird der unter Hochdruck stehende Kraftstoff den Einspritzventilen 7 zugeführt, wo er dann nach Öffnung der Einspritzventile 7 über die zylinderseitigen Einspritzdüsen 12 der Einspritzventile 7 zur Verbrennung mit der in den Zylindern 3 befindlichen komprimierten Luft eingespritzt wird. Zur Durch¬ flußmengenbegrenzung ist jeweils zwischen den Einspritzventilen 7 und dem Kraftstoffspeieher 6 ein Sperrventil 8 zwischengeschaltet. Die Sperrventile 8 bewirken während eines Druckintervalls nur eine be- stimmte Kraftstoffmenge durch das Sperrventil 8 hindurchfließen kann. Ein Druckintervall ist characterisiert durch einen Druckabfall, wel¬ cher entweder während des Einspitzvorganges oder im Leckagefall stromabwärts des Sperrventils 8 auftritt. Ein Leckagefall ist bei¬ spielsweise ein unbeabsichtigtes Offenbleiben eines Einspritzventils 7, was zu einem ununterbrochenen Kraftstoffström zu dem betreffenden Zylinder 3 führt.
Die Fig. lb und lc zeigen alternative Ausführungsformen der Kraft¬ stoffeinspritzvorriehtung 2'. Bei Fig. lb ist anstelle eines einzel-
nen Hochdruck-Kraftstoffspeichers 6, wie zu Fig. la beschrieben, den Sperrventilen 8 jeweils ein separater Hochdruck-Kraftstoffspeicher 6' vorgeschaltet.
Bei der Ausführung der Kraftstoffeinspritzvorriehtung 2" nach Fig. lc ist das Hochdruckspeichervolumen in separaten, voneinander unab¬ hängigen Hochdruck-Kraftstoffspeichern 6" vorgesehen, die jeweils zwischen einem Einspritzventil 7 und einem Sperrventil 8 zwischenge¬ schaltet sind.
Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen die Ausführung eines Sperrventils 8 mit einem von einer Rücklauffeder 13 belasteten tassenförmigen Kolben 14. Der in der zylindrischen Ventilkammer 15 des Sperrventils 8 zwischen einer Schließ- und Offenstellung längsverschiebliche Kolben 14 ist in Fig. 2a in seiner Offenstellung dargestellt. Für eine definierte Schließ- und Offenstellung des Kolbens 14 weist die in Kammerlängs¬ richtung durchströmte Ventilkammer 15 an ihrer einspritzseitigen bzw. zulaufseitigen Kammerseite 16 bzw. 17 Anschläge 18a bzw. 18b auf. Der zulaufseitige Anschlag 18b wird vom Deckel 19 des Sperrven- tils 8 gebildet, der die Ventilkammer 15 zulaufseitig räumlich be¬ grenzt. Für den pumpen- bzw. speieherseitigen Kraftstoffzulauf zur Ventilkammer 15 weist der mit dem Sperrventilgehäuse 20 verschraubte Deckel 19 eine Anschlußbohrung 21a auf. Für den Kraftstoffablauf zum Einspritzventil 7 weist das Sperrventilgehäuse 20 an der einspritz- seitigen Kammerseite 16 ebenfalls eine Anschlußbohrung 21b auf. Die schraubenförmige, in Axialrichtung ausgerichtete, als Druckfeder ausgebildete Rücklauffeder 13 liegt mit ihrem einen Ende einspritz- seitig an einem Absatz 22 des Sperrventilgehäuses 20 auf und drückt mit ihrem anderen Ende gegen die Innenseite des Kolbenbodens 23. Dabei ist der trassenförmig ausgebildete Kolben 14 mit seiner Öff¬ nungsseite zur einspritzseitigen Kammerseite 16 hin ausgerichtet und umstülpt die Rücklauffeder 13 ein Stück weit. Wie in der Offenstel¬ lung gemäß Fig. 2a zu erkennen, liegt der Kolben 14 mit der Außen¬ seite seines Kolbenbodens 23 am zulaufseitigen Anschlag 18b an. Tritt
1 nun einspritzseitig Druckabfall aufgrund des einsetzenden Einspritz¬ vorganges oder eines Schadenfalles ein, so bewegt sich der Kolben 14 gegen die Kraft der Rücklauffeder 13 zur einspritzseitigen Kammern¬ seite 16 hin. Nachdem die erforderliche Kraftstoffmenge in den Zy- ^ linder 3 eingespritzt wurde, schließt das Einspritzventil 7 den Kraftstoffdurchgang zum Zylinder 3, so daß der Kolben 14 in einer Zwischenstellung zwischen Schließ- und Offenstellung zum Stehen kommt und schließlich aufgrund des wieder ansteigenden Kraftstoffdruckes stromabwärts des Kolbens 14 und der Kraftwirkung der Rücklauffeder 13 0 der Kolben 14 wieder in seine Offenstellung zurückbewegt wird. In¬ folge des Radialspiels zwischen Kolben 14 und der Ventilkammer 15 verbleibt während des Zurückgleitens eine Verbindung zwischen den beiden Kammerseiten 16 und 17, so daß Kraftstoff an der Seitenwand des Kolbens 14 entlang in die Ventilkammer 15 einspritzseitig nach- 5 strömen kann. Hält jedoch der Druckabfall aufgrund eines Schaden- falles einspritzseitig an und strömt über die maximale Einspritzmenge hinaus Kraftstoff ab, so kommt der Kolben 14 mit seinem Umfangsrand 24 am einspritzseitigen Anschlag 18a zur Anlage. Der Kolben 14 unter¬ bricht ein weiteres Nachströmen von Kraftstoff, indem er zum einen in 0 seiner Schließstellung keine Verdrängungsbewegung mehr ausführen kann und zum anderen durch das am gesamtem Umfang dichte Anliegen des Kolbenrandes 24 am Anschlag 18a die Verbindung unterbrochen wird, so daß Kraftstoff nicht mehr am Radialspalt nachströmen kann.
° In Fig. 3 ist eine alternative Ausführung des Sperrventils 8 gezeigt, bei der der Kolben 14 pilzförmig ausgebildet ist. Der Kolbenkopf 25 ist wieder tassenförmig ausgebildet, dessen einspritzseitige Öffnung die Rücklauffeder 13 stückweise umstülpt und die Seitenwand 26 den Kolben 14 auf der zylinderförmigen Lauffläche der Ventilkammer 15 längsbeweglich führt. Am Kolbenkopf 25 ist ein in Längsrichtung in¬ nerhalb der schraubenförmigen Rücklauffeder 13 sich erstreckender Dorn 27 angebracht, dessen dem Kolbenkopf 25 abgewandtes Ende als Dichtsitz 28 ausgebildet ist. In der in Fig. 3 dargestellten Schlie߬ stellung des Kolbens 14 wirkt der Dichtsitz 28 mit dem am einspritz-
seitigen Ende der Ventilkammer 15 ausgebildeten Absatz 22 zusammen, so daß der Kolben 14 im Absatz 22 den einspritzseitigen Anschlag 18a findet und dadurch ein Nachströmen von Kraftstoff unterbindet. Da die für den Rücklauf des Kolbens 14 notwendige Verbindung zwischen den Kammerseiten 16 und 17 stromaufwärts des Dichtsitzes 28 in einer Vertiefung des Kolbenkopfes 25 als Bohrung angebracht ist, kann der Kraftstoff nur in Zwischenstellung des Kolbens 14 nachströmen.
Fig. 4 zeigt eine Variante des in den Fig. 2a bis 2c gezeigten tas- senförmigen Kolbens 14. Dieser weist zwei in Axialrichtung voneinan¬ der beabstandete Führungsringe 29 auf, die den Kolben 14 am Umfang mit Unterbrechungen 30 konzentrisch umfassen. Die Unterbrechungen 30 dienen als Verbindung zwischen den beiden Kammerseiten 16 und 17 für das bei Rücklauf des Kolbens 14 einsetzende Nachströmen zwischen den beiden Kammerseiten 16 und 17.
Claims
1. Kraftstoffeinspritzvorriehtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe zur KraftstoffVersorgung zumindest eines Hochdruck-Kraftstoffspeichers, mit steuerbaren Einspritz¬ ventilen über deren zylinderseitigen Einspritzdüsen Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeieher in die Zylinder der Brennkraftmaschine intervallweise eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der maximalen Durchflußmenge zu den Zylindern (3) den Einspritzventilen (7) differenzdruck- und/oder durchflußmengen- gesteuerte Sperrventile (8) vorgeschaltet sind.
2. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß je Zylinder (3) ein den Kraftstoffspeiehern (6) nachgeschaltetes Einspritzventil (7) zugeordnet ist.
3. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Einspritzventil (7) ein Sperrventil (8) vorgesehen ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrventile (8) jeweils zwischen den Einspritzventilen (7) und dem Kraftstoffspeieher (6) angeordnet sind. 5
5. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je Einspritzventil (7) ein separater Kraft¬ stoffspeicher (6') zugeordnet ist, wobei jeweils zwischen Ein¬ spritzventil (7) und zugeordnetem Kraftstoffspeieher (6') ein 0 Sperrventil (8) vorgesehen ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kraftstoffspeieher (6') untereinander druckaus¬ gleichend verbunden sind. 5
7. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Durchflu߬ menge eines Sperrventils (8) größer oder gleich ist als das maximale Einspritzvolumen je Einspritzintervall und kleiner ist als das Volumen des KraftstoffSpeichers (6, 6', 6").
8. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrventil (8) eine Ventilkammer (15) mit eine einspritzseitige und eine zulaufseitige Kammerseite
-*" (16, 17) aufweist, die durch einen in der Ventilkammer (15) zwi¬ schen einer Schließ- und Offenstellung längsverschieblichen Kolben (14) voneinander räumlich getrennt sind und der Kolben (14) in Zwischenstellung zwischen Schließ- und Offenstellung eine Verbin¬ dung von einer zur anderen Kammerseite (16 bzw. 17) freigibt und in Schließstellung den Durchfluß durch das Sperrventil (8) sperrt, wobei das maximale Verdrängungsvolumen des Kolbens (14) größer oder gleich ist, als das maximale Einspritzvolumen je Einspritz¬ intervall und kleiner ist als das Volumen des KraftstoffSpeichers
(6).
9. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) mit einer in Öffnungsrichtung wirkenden Rücklauffeder (13) belastet ist, wobei die Federkraft stets geringer ist als die auf den Kolben (14) wirkende Kraft, die sich aus dem einspritzseitigen Druckabfall während des Einspritz- intervalls ergibt.
10. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch 9, dadurch'ge¬ kennzeichnet, daß die Rücklauffeder (13) eine in der Ventilkammer (15) plazierte Druckfeder ist, die an einem Ende an einer ein¬ spritzseitigen Kolbenfläche anliegt und am anderen Ende an einer Stützfläche (22) der einspritzseitigen Kammerseite (16) anliegt.
11. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als Radialspalt zwi¬ schen Kolben (14) und Ventilkammer (15) ausgeführt ist.
12. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als sich in Längsrich- tung am Kolbenmantel und/oder an der Zylinderfläche der Ven¬ tilkammer (15) erstreckende Nut ausgeführt ist.
13. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) zumindest zwei in Längsrichtung voneinander beabstandete Führungsringe (29) auf¬ weist, die den Kolben (14) mit als Verbindung dienende Unter¬ brechungen (30) konzentrisch umfassen.
14. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung als Öffnung im Boden (23) des Kolbens (14) ausgeführt ist.
15. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) einspritzseitig einen Dichtsitz (28) aufweist, welcher bei Schließstellung des Kolbens (14) an einem an der Ventilkammer (15) ausgebildeten Ventilsitz dichtend, den Durchfluß sperrend, anliegt.
16. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach Anspruch, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Ventilsitz als Absatz (22) mit ringförmiger Sitzfläche ausgebildet ist.
17. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kolben (14) tassenförmig ausgebildet ist und öffnungsseitig eine der Schließstellung entgegenwirkende, in Läng¬ srichtung sich erstreckende, schraubenförmige Rücklauffeder (13) aufnimmt und am öffnungsseitigen Rand (24) des Kolbens (14) der Dichtsitz (28) ausgebildet ist.
18. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Rücklauffeder (13) und/oder der Engstquerschnitt der Verbindung derart ausgebildet sind, daß sich der Kolben (14) bei Einspritzbeginn in Offenste!- lung befindet.
19. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung am Kolben (14) strom¬ aufwärts des Ventilsitzes (27) vorgesehen ist.
20. Kraftstoffeinspritzvorriehtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall eines Sperrventils (8) beim Einspritzvorgang maximal 1% des zulauf¬ seitigen Kraftstoffdruckes beträgt.
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