WO2001018389A1 - Vorrichtung und verfahren zur druckgesteuerten einspritzung eines fluids - Google Patents

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WO2001018389A1
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injection
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injector
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Patrick Mattes
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Robert Bosch Gmbh
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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
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/21—Fuel-injection apparatus with piezoelectric or magnetostrictive elements

Definitions

  • the invention relates to a device for pressure-controlled injection of a fluid with at least one injection nozzle, which can be controlled as a function of a pressure supplied, and means for providing the pressure in a supply area of the injection nozzle.
  • the invention further relates to a method for pressure-controlled injection of a fluid, in particular for implementation by means of a device according to the invention, in which the opening pressure of the pressure-controlled injection system is built up in a feed area of at least one injection nozzle, so that the injection nozzle opens.
  • Pressure controlled injection systems are known.
  • An essential feature of a pressure-controlled injection system is that the nozzle opens as soon as a predetermined pressure, the opening pressure, has been reached in a supplied fluid.
  • Such pressure-controlled injection systems are used for fuel metering, fuel conditioning, shaping the injection process and sealing the fuel supply against the combustion chamber of an engine.
  • the time course of the volume flow can be controlled in an advantageous manner during the injection. This can have a positive influence on the performance, fuel consumption and pollutant emissions of the engine.
  • extremely high peak injection pressures can be achieved with pressure-controlled injection systems.
  • Pressure-controlled injection systems are generally implemented as a nozzle holder combination (DHK), which means that a compact component is available for equipping engines, especially diesel engines.
  • DHK nozzle holder combination
  • stroke-controlled injection systems In addition to pressure-controlled injection systems, stroke-controlled injection systems should be mentioned. These play a particular role in modern diesel accumulator injection systems ("common rail
  • the device according to the invention advantageously builds on the prior art in that compensating means are provided which controllably communicate with the feed area.
  • compensating means By providing compensating means, it is no longer necessary to return the entire control quantity, which is required for controlling a pressure-controlled injection system, to the fuel tank. Rather, the compensating means take on an interim storage function, which eliminates the volumes involved and the problems associated with them. By reducing the leakage rate, the hydraulic efficiency is increased.
  • the compensating means preferably communicate with the supply area via a controllable valve device.
  • the compensating means are, as required, coupled to the supply area and therefore to the injection nozzle, so that the compensating process can be influenced by actuating the valve device.
  • the valve device preferably has at least one solenoid valve.
  • Solenoid valves are reliable working Parts that can be controlled electrically and provide sufficient options with regard to the switching frequency.
  • the means for providing the pressure preferably comprise at least one stroke-controlled injector. This measure allows the pressure in the supply area of the injection nozzle to be built up extremely quickly. In this way, the injection timing can be set particularly precisely.
  • the injector is advantageously a piezo injector. These special injectors have proven particularly effective due to their reliability and compact design, as well as their advantageous switching properties.
  • the injector is preferably connected to a common rail.
  • the pressure-controlled injection system according to the present invention can thus advantageously be combined with a modern diesel accumulator injection system.
  • the injector is advantageously an injection profile injection injector (EVF injector).
  • EVF injector injection profile injection injector
  • the compensation means comprise at least one compensation container and elastic means, so that a pressure can be stored in the compensation container. If the injection process is terminated, for example, by opening the valve device - the pressure in the supply area of the injection nozzle drops below its opening pressure - then a large part of the control quantity, which was returned to the fuel tank according to the prior art, is now transferred according to the invention into the expansion tank. This pressure present in the expansion tank can then be used in the case of a preliminary pressure build-up in the supply area before the start of the next injection cycle.
  • the elastic means preferably comprise a membrane.
  • a membrane can subdivide the surge tank into two chambers, for example, one chamber being connected to the supply area via the valve device. The membrane is tensioned when the pressure in the supply area is reduced by opening the valve device. The pressure saved in this way is subsequently used for the preliminary pressure build-up.
  • the elastic means are implemented as pistons loaded with spring force.
  • the piston divides the compensating container into two areas, and by opening the valve device against the spring force it is pushed back into the area which is not connected to the supply area of the injection nozzle. A leakage amount of the fluid flowing past the piston is returned to the fuel tank, for example.
  • injection nozzle is arranged in a nozzle holder combination.
  • a nozzle holder combination is available as a proven, integrated component.
  • a compensating container is preferably provided for each injection nozzle. This allows the injection processes for the respective cylinders to be influenced separately in an advantageous manner. However, it can also be useful if a surge tank is provided for several injection nozzles. Thus, only one surge tank is required, which reduces the number of components and the complexity of the arrangement.
  • the elastic means are preferably designed such that the pressure generated by the elastic means is below the opening pressure of the pressure-controlled injection system. This ensures that the injection valve does not open unintentionally during the spray breaks. Only a preliminary pressure is made available, which is then increased by the main pressure build-up, preferably by the EVF injector; the injector can only open after this main pressure build-up.
  • the method according to the invention is advantageously based on the prior art in that the pressure in the feed area is changed by communicating the feed area with compensating means.
  • the pressure can be reduced almost suddenly due to an overflow of fluid to the compensating means, which results in the injection nozzle being closed securely.
  • the pressure can also be stored in the compensating means, so that it can be used to build up pressure during the next injection process.
  • the pressure build-up is preferably controlled. In this way, the function of the pressure-controlled injection system can be positively influenced.
  • the pressure build-up is formed by the injection course shaping of an injection course shaping injector (EVF injector). is controlled.
  • EMF injector injection course shaping injector
  • the pressure build-up can thus be influenced immediately when the pressure is generated in the feed area.
  • valve device arranged between the supply area and the compensating means.
  • This valve device can thus serve both as a modulation element for the build-up of pressure and as an element for the abrupt termination of the injection process.
  • the valve device is preferably closed before the opening pressure of the pressure-controlled injection system is exceeded.
  • the pressure build-up via the opening pressure of the pressure-controlled injection system therefore takes place exclusively in the feed area of the injection nozzle, without the compensating means having been subjected to additional pressure during this period.
  • the compensating means can therefore be designed so that their maximum pressure is always below the opening pressure of the pressure-controlled injection system.
  • the injection nozzle is closed by opening the valve device and ending the pressure build-up. Taking these measures almost simultaneously leads to a particularly precise closing of the injection nozzle, since the pressure in the supply area is released particularly quickly.
  • a pressure is built up in the supply area in the spray pause after the injection nozzle is closed, in that fluid flows from the compensating means into the supply area, the pressure being lower than the opening pressure of the pressure-controlled injection system.
  • the spray pause is thus used favorably to build up a preliminary pressure.
  • the compensating means therefore act m together with the means for the main pressure build-up.
  • the invention is based on the surprising finding that the problems of a pressure-controlled injection system can be eliminated by providing compensating means. This concerns in particular the problems with regard to pressure build-up and pressure modulation in the feed area of the injection nozzle. The difficulties associated with the large amount of tax in pressure-controlled systems are also eliminated.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a device according to the invention in a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of a device according to the invention in a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
  • An injection profile shaping injector 10 (EVF injector), preferably with a piezo actuator, is connected via a supply line 12 to a nozzle holder combination (DHK).
  • the nozzle holder combination contains an injection nozzle 14.
  • the EVF injector 10 is supplied via line 16 with almost constant pressure from a common rail (not shown).
  • the feed area 12 between the EVF injector and the injector 14 is connected to compensating means 20 via a solenoid valve 18.
  • the control quantity compensation container 20, which acts as a compensation means, is divided in its interior into a first chamber 22 and a second chamber 24 by a membrane 26.
  • the second chamber 24 is filled with air, for example, so that the compressibility of the air together with the membrane 26 can exert an elastic force.
  • the solenoid valve 18 is initially closed, so that a pressure can build up in the supply area 12 through a fluid injection from the injector 10. As soon as this pressure in the supply area 12 exceeds the opening pressure of the injection nozzle 14, the latter opens and the injection process into the combustion chamber of the vehicle engine begins.
  • the pressure build-up can be influenced by the EVF injector 10 itself and / or by modulation via the solenoid valve 18.
  • the solenoid valve 18 opens and the nozzle of the EVF injector 10 closes. As a result, the pressure in the supply area 12 is suddenly reduced, so that the injection nozzle 14 closes reliably.
  • the derived pressure and thus the control amount of the injector 14 is passed into the first chamber 22 of a surge tank 12. There, a membrane 26 is stretched, which, particularly through the air contained in a second chamber 24, exerts an elastic force on the medium.
  • this pressure of the expansion tank 20 present in the first chamber 22 can now be used to build up a preliminary pressure in the supply line 12.
  • the solenoid valve closes til 18, and the EVF injector finally ensures the desired build-up of a pressure above the opening pressure of the pressure-controlled injection system 14.
  • FIG. 10 A second exemplary embodiment is shown in FIG. Except for the compensating means, this is identical to the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the compensating means here likewise comprise a compensating container 20, in which a piston 30, which is acted upon by springs 28, is guided.
  • the elastic counterforce is therefore mainly applied by the spring force. Fluid which occurs in the area of the piston facing away from the feed area 12 is discharged as a leakage amount via an opening 32.
  • the operation of the device according to FIG. 2 corresponds to the operation of the device from FIG. 1 except for the fact that, instead of a membrane 26 as an elastic means, a piston 30 acted upon by spring force is responsible for the build-up of the preliminary pressure in the supply area 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids mit mindestens einer Einspritzdüse (14), welche in Abhängigkeit eines zugeführten Druckes steuerbar ist, und Mitteln zum Bereitstellen des Druckes in einem Zuführbereich (12) der Einspritzdüse (14), wobei Ausgleichsmittel (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) vorgesehen sind, die mit dem Zuführbereich (12) steuerbar kommunizieren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids, bei dem in einem Zuführbereich (12) mindestens einer Einspritzdüse (14) der Öffnungsdruck der druckzesteuerten Einspritzsystems aufgebaut wird, so dass die Einspritzdüse (14) öffnet, wobei durch ein Kommunizieren des Zuführbereiches (12) mit Ausgleichsmitteln (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) der Druck in dem Zuführbereich (12) verändert wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids mit mindestens einer Einspritzdüse, welche in Abhängigkeit eines zugefuhrten Druckes steuerbar ist und Mitteln zum Bereitstellen des Druckes in einem Zufuhrbereich der Einspritzdüse. Die Erfindung be- trifft ferner ein Verfahren zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids, insbesondere zur Durchfuhrung mittels einer erfindungsgemaßen Vorrichtung, bei dem in einem Zufuhrbereich mindestens einer Einspritzdüse der Offnungs- druck des druckgesteuerten Einspritzsystems aufgebaut wird, so daß die Einspritzdüse öffnet.
Druckgesteuerte Einspritzsysteme sind bekannt. Ein wesentliches Merkmal eines druckgesteuerten Einspritzsystems besteht darin, daß die Düse öffnet, sobald in einem zugefuhrten Fluid ein vorbestimmter Druck, der Offnungsdruck, erreicht ist. Derartige druckgesteuerte Einspritzsysteme dienen der Kraftstoffdosierung, der Kraftstoffaufbereitung, der Formung des Einspritzverlaufs und einer Abdichtung der Kraftstoffzufuhrung gegen den Brennraum eines Motors. Mit druckgesteuerten Einspritzsystemen laßt sich der zeitliche Verlauf des Mengenstroms wahrend der Einspritzung in vorteilhaf er Weise steuern. Damit kann ein positiver Einfluß auf die Leistung, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission des Motors genommen werden. Insbesondere sind mit druckgesteuerten Einspritzsysteme extrem hohe Spitzeneinspritzdrucke erreichbar .
Problematisch bei druckgesteuerten Systemen ist aber stets, daß ein großer Anteil des beteiligten Fluids als Steuermenge benotigt wird, wodurch die Leckmenge des Einspritzsystems in unvorteilhafter Weise ansteigt. Wegen der großen Leckmengen, die in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt werden, sind der Druckaufbau und die Steuerung der Druckmodulation behindert. Ebenso wird durch die vergrößerte Leckmenge eine höhere Leistung der Hochdruckpumpe erforderlich.
Druckgesteuerte Einspritzsysteme sind im allgemeinen als Du- senhalterkombination (DHK) realisiert, wodurch ein kompaktes Bauteil zur Bestückung von Motoren, insbesondere Dieselmotoren, zur Verfugung steht.
Neben druckgesteuerten Einspritzsystemen sind hubgesteuerte Einspritzsysteme zu erwähnen. Diese spielen insbesondere bei modernen Diesel-Speichereinspritzsystemen ("Common-Rail-
Systemen") eine wichtige Rolle. Bei der Speichereinspritzung "Common-Rail" sind Druckerzeugung und Einspritzung entkoppelt. Der Einspritzdruck wird unabhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt und steht im "Rail" (KraftstoffSpeicher) für die Einspritzung bereit. Durch den Hub eines Steuerventils, welches vorzugsweise durch ein Piezoelement ansteuerbar ist, wird eine Einspritzdüse geöffnet, und der nahezu konstante Druck des Common- Rail kann über die Einspritzdüse in den Verbrennungsraum eingespritzt werden. Neben der Ansteuerung durch Piezoele- mente ist auch die Ansteuerung über Magnetventile bekannt.
Die hubgesteuerten Diesel-Speichereinspritzsysteme liefern an sich sehr zufriedenstellende Ergebnisse. Es ist jedoch fraglich, ob mit solchen Systemen langfristig ahnlich gute Ergebnisse wie mit druckgesteuerten Systemen im Hinblick auf die Schadstoffemission und den Kraftstoffverbrauch erzielbar sind.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemaße Vorrichtung baut auf dem Stand der Technik in vorteilhafter Weise dadurch auf, daß Ausgleichs- mittel vorgesehen sind, die mit dem Zufuhrbereich steuerbar kommunizieren. Durch das Bereitstellen von Ausgleichsmitteln ist es nicht mehr erforderlich, die gesamte Steuermenge, welche zur Steuerung eines druckgesteuerten Einspritzsyste- mes benotigt wird, in den Kraftstoffbehälter zurückzuführen. Vielmehr übernehmen die Ausgleichsmittel eine zwischenzeitliche Speicherungsfunktion, was die beteiligten Volumina und die damit in Verbindung stehenden Probleme beseitigt. Durch die Verminderung der Leckmenge stellt sich ein erhöhter hydraulischer Wirkungsgrad ein.
Vorzugsweise kommunizieren die Ausgleichsmittel mit dem Zufuhrbereich über eine steuerbare Ventileinrichtung. Auf diese Weise sind die Ausgleichsmittel je nach Bedarf mit dem Zufuhrbereich und daher mit der Einspritzdüse gekoppelt, so daß durch das Ansteuern der Ventileinrichtung der Ausgleichsprozeß beeinflußt werden kann.
Bevorzugt weist die Ventileinrichtung mindestens ein Magnetventil auf. Magnetventile sind zuverlässig arbeitende Bau- teile, welche sich elektrisch ansteuern lassen und ausreichende Möglichkeiten im Hinblick auf die Schaltfrequenz zur Verfugung stellen.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Bereitstellen des Druk- kes mindestens einen hubgesteuerten Injektor. Durch diese Maßnahme laßt sich der Druck in dem Zufuhrbereich der Einspritzdüse extrem schnell aufbauen. Auf diese Weise laßt sich der Einspritzzeitpunkt besonders genau einstellen.
Vorteilhafterweise ist der Injektor ein Piezoin ektor . Diese speziellen Injektoren haben sich aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und ihrer kompakten Bauart sowie aufgrund der vorteilhaften Schalteigenschaften besonders bewahrt.
Bevorzugt steht der Injektor mit einem Common-Rail in Verbindung. Das druckgesteuerte Einspritzsystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit in vorteilhafter Weise mit einem modernen Diesel-Speichereinspritzsystem kombiniert werden.
Vorteilhafterweise ist der Injektor ein Einspritz-Verlaufs- For ungs-Injektor (EVF-Injektor) . Die Druckverhaltnisse in dem Zufuhrbereich können somit durch die Einspritz-Verlaufs- Formung beeinflußt werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausgleichsmittel mindestens einen Ausgleichsbehalter sowie elastische Mittel umfassen, so daß in dem Ausgleichsbehalter ein Druck speicher- bar ist. Wird der Einspritzvorgang etwa durch das Offnen der Ventileinrichtung beendet - der Druck in den Zufuhrbereich der Einspritzdüse sinkt unter ihren Offnungsdruck - so wird ein großer Teil der Steuermenge, welcher gemäß dem Stand der Technik in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt wurde, nunmehr erfindungsgemaß in den Ausgleichsbehalter überfuhrt. Dieser in dem Ausgleichsbehalter vorliegende Druck kann dann bei einem vorlaufigen Druckaufbau in dem Zufuhrbereich vor dem Beginn des nächsten Einspritzzyklus genutzt werden.
Bevorzugt umfassen die elastischen Mittel eine Membran. Eine Membran kann den Ausgleichsbehalter beispielsweise in zwei Kammern unterteilen, wobei die eine Kammer mit dem Zufuhrbereich über die Ventileinrichtung in Verbindung steht. Beim Druckabbau im Zufuhrbereich durch Offnen der Ventileinrich- tung wird die Membran gespannt. Der hierdurch gespeicherte Druck wird nachfolgend für den vorlaufigen Druckaufbau genutzt .
Es kann auch vorteilhaft sein, daß die elastischen Mittel als mit Federkraft beaufschlagter Kolben realisiert sind.
Auch hier ist es nutzlicherweise so, daß der Kolben den Ausgleichsbehalter in zwei Bereiche unterteilt, wobei er durch das Offnen der Ventileinrichtung gegen die Federkraft in den Bereich zurückgedrängt wird, welcher nicht mit dem Zufuhrbe- reich der Einspritzdüse in Verbindung steht. Eine Leckmenge des am Kolben vorbeistromenden Fluids wird beispielsweise in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Einspritzdüse in einer Dusenhalterkombination angeordnet ist. Eine Dusenhalterkom- bination steht als bewahrtes integriertes Bauteil zur Verfugung.
Vorzugsweise ist pro Einspritzdüse ein Ausgleichsbehalter vorgesehen. Damit lassen sich die Einspritzvorgange für die jeweiligen Zylinder separat in vorteilhafter Weise beeinflussen. Es kann aber auch nutzlich sein, wenn für mehrere Einspritzdüsen ein Ausgleichsbehalter vorgesehen ist. Es ist somit nur ein Ausgleichsbehalter erforderlich, was die Anzahl der Bauteile sowie die Komplexität der Anordnung verringert.
Bevorzugt sind die elastischen Mittel so ausgelegt, daß der durch die elastischen Mittel erzeugte Druck unterhalb des Offnungsdruckes des druckgesteuerten Einspritzsystems liegt. Somit ist gewahrleistet, daß das Einspritzventil wahrend der Spritzpausen nicht unbeabsichtigt öffnet. Es wird lediglich ein vorlaufiger Druck zur Verfugung gestellt, welcher dann durch den Hauptdruckaufbau, vorzugsweise durch den EVF-In- jektor, erhöht wird; erst nach diesem Hauptdruckaufbau kann die Einspritzdüse offnen.
Das erfindungsgemaße Verfahren baut auf dem Stand der Technik in vorteilhafter Weise dadurch auf, daß durch ein Kommunizieren des Zufuhrbereiches mit Ausgleichsmitteln der Druck in dem Zufuhrbereich verändert wird. Insbesondere kann also der Druckabbau durch ein Überströmen von Fluid zu den Ausgleichsmitteln nahezu schlagartig erfolgen, was ein sicheres Schließen der Einspritzdüse zur Folge hat. Ebenso kann der Druck in den Ausgleichsmitteln gespeichert werden, so daß er für den Druckaufbau beim nächsten Einspritzvorgang genutzt werden kann.
Vorzugsweise wird der Druckaufbau gesteuert. Auf diese Weise kann die Funktion des druckgesteuerten Einspritzsystems positiv beeinflußt werden.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Druckaufbau durch die Einspritz-Verlaufs-Formung eines Einspritz-Verlaufs-Formungs-Injektors (EVF-Injektors) ge- steuert wird. Eine Beeinflussung des Druckaufbaus kann somit sofort bei der Druckerzeugung im Zufuhrbereich erfolgen.
Es kann aber auch nutzlich sein, wenn der Druckaufbau durch eine zwischen dem Zufuhrbereich und den Ausgleichsmitteln angeordnete Ventileinrichtung gesteuert wird. Diese Ventileinrichtung kann somit zugleich als Modulationsorgan für den Druckaufbau dienen, als auch als Organ zur schlagartigen Beendigung des Einspritzvorganges.
Vorzugsweise wird vor dem Überschreiten des Offnungsdruckes des druckgesteuerten Einspritzsystems die Ventileinrichtung geschlossen. Der Druckaufbau über den Offnungsdruck des druckgesteuerten Einspritzsystems erfolgt daher ausschließ- lieh in dem Zufuhrbereich der Einspritzdüse, ohne daß die Ausgleichsmittel in diesem Zeitraum mit zusatzlichem Druck beaufschlagt wurden. Die Ausgleichsmittel können daher so ausgelegt sein, daß ihr Maximaldruck stets unterhalb des Offnungsdruckes des druckgesteuerten Einspritzsystems liegt.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Einspritzdüse geschlossen wird, indem die Ventileinrichtung geöffnet und der Druckaufbau beendet wird. Diese Maßnahmen nahezu gleichzeitig zu ergreifen, fuhrt zu einem besonders exakten Schließen der Einspritzdüse, da der Druck in dem Zufuhrbereich besonders rasch abgebaut wird.
Vorteilhafterweise wird in der Spritzpause nach dem Schließen der Einspritzdüse ein Druck in dem Zufuhrbereich aufge- baut, indem Fluid von den Ausgleichsmitteln in den Zufuhrbereich strömt, wobei der Druck geringer ist als der Offnungs- druck des druckgesteuerten Einspritzsystems. Die Spritzpause wird somit in gunstiger Weise zum Aufbau eines vorlaufigen Druckes genutzt. Die Ausgleichsmittel wirken daher m gun- stiger Weise mit den Mitteln für den Hauptdruckaufbau zusammen.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß sich die Probleme eines druckgesteuerten Einspritzsystems durch die Bereitstellung von Ausgleichsmitteln beseitigen lassen. Dies betrifft insbesondere die Probleme im Hinblick auf den Druckaufbau und die Druckmodulation im Zufuhrbereich der Einspritzdüse. Ferner werden die Schwierig- keiten, die mit der großen Steuermenge bei druckgesteuerten Systemen zusammenhangen, ausgeräumt.
Zeichnung
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausfuhrungsformen mit Bezug auf die beigefugte Zeichnung naher erläutert .
Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungs- gemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausfuhrungsform;
Figur 2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungs- gemaßen Vorrichtung in einer zweiten Ausfuhrungsform.
Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
In Figur 1 ist eine erste Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Einspritz-Verlaufs-Formungs-In- jektor 10 (EVF-Injektor) , vorzugsweise mit Piezosteller, ist über eine Zufuhrleitung 12 mit einer Dusenhalterkombination (DHK) verbunden. Die Dusenhalterkombination enthalt eine Einspritzdüse 14. Der EVF-Injektor 10 wird über eine Leitung 16 mit nahezu konstantem Druck aus einem (nicht dargestellten) Common-Rail versorgt. Der Zufuhrbereich 12 zwischen dem EVF-Injektor und der Einspritzdüse 14 ist über ein Magnetventil 18 mit Ausgleichsmitteln 20 verbunden.
Der als Ausgleichsmittel wirkende Steuermengenausgleichsbe- halter 20 ist in seinem Inneren in eine erste Kammer 22 und eine zweite Kammer 24 durch eine Membran 26 unterteilt. Die zweite Kammer 24 ist beispielsweise mit Luft gef llt, so daß die Kompressibilität der Luft zusammen mit der Membran 26 eine elastische Kraft ausüben kann.
Anhand von Figur 1 laßt sich ein vorteilhafter Verfahrensablauf zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids erläutern. Das Magnetventil 18 ist zunächst geschlossen, so daß sich durch eine Fluidinjektion aus dem Injektor 10 ein Druck in dem Zufuhrbereich 12 aufbauen kann. Sobald dieser Druck in dem Zufuhrbereich 12 den Offnungsdruck der Einspritzdüse 14 übersteigt, öffnet diese, und der Einspritzvorgang in den Verbrennungsraum des Fahrzeugmotors beginnt. Der Druckaufbau kann von dem EVF-Injektor 10 selbst und/oder durch eine Modulation über das Magnetventil 18 beeinflußt werden. Zum Beenden des Einspritzvorganges, d.h. zum Schließen der Einspritzdüse 14, öffnet das Magnetventil 18, und die Düse des EVF-Injektors 10 schließt. Hierdurch wird der Druck in dem Zufuhrbereich 12 schlagartig abgebaut, so daß die Ein- spritzduse 14 zuverlässig schließt. Der abgeleitete Druck und damit die Steuermenge der Einspritzdüse 14 wird in die erste Kammer 22 eines Ausgleichsbehalters 12 geleitet. Dort wird eine Membran 26 gespannt, welche, insbesondere durch die in einer zweiten Kammer 24 enthaltene Luft, eine elasti- sehe Kraft auf das Medium ausübt. Zur Vorbereitung der nächsten Einspritzung kann nun dieser in der ersten Kammer 22 vorliegende Druck des Ausgleichsbehalters 20 zum Aufbau eines vorlaufigen Druckes in der Zufuhrleitung 12 verwendet werden. Zum Aufbau des Hauptdruckes schließt das Magnetven- til 18, und der EVF-Injektor sorgt schließlich für den erwünschten Aufbau eines Druckes oberhalb des Offnungsdruckes des druckgesteuerten Einspritzsystems 14.
In Figur 2 ist ein zweites Ausfuhrungsbeispiel dargestellt. Dieses ist bis auf die Ausgleichsmittel identisch zu dem in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel. Die Ausgleichsmittel umfassen hier ebenfalls einen Ausgleichsbehalter 20, in welchem ein durch Federn 28 mit Kraft beaufschlagter Kol- ben 30 gefuhrt wird. Die elastische Gegenkraft wird daher hauptsachlich durch die Federkraft aufgebracht. Fluid, welches in dem dem Zufuhrbereich 12 abgewandten Bereich des Kolbens auftritt, wird als Leckmenge über eine Öffnung 32 abgeführt.
Die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß Figur 2 entspricht der Funktionsweise der Vorrichtung aus Figur 1 bis auf den Umstand, daß anstelle einer Membran 26 als elastischem Mittel ein mit Federkraft beaufschlagter Kolben 30 für den Auf- bau des vorlaufigen Druckes in dem Zufuhrbereich 12 verantwortlich ist.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschrankung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids mit mindestens einer Einspritzdüse (14), welche in Abhängigkeit eines zugefuhrten Druckes steuerbar ist, und Mitteln zum Bereitstellen des Druckes in einem Zufuhrbereich (12) der Einspritzdüse (14) , dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleichsmittel (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) vorgesehen sind, die mit dem Zufuhrbereich (12) steuerbar kommunizieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmittel (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) mit dem Zufuhrbereich (12) über eine steuerbare Ventileinrichtung (18) kommunizieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung mindestens ein Magnetventil (18) aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bereitstellen des Druckes mindestens einen hubgesteuerten Injektor (10) umfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor ein Piezoinjektor (10) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich- net, daß der Injektor (10) mit einem Common-Rail in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor ein Einspritz-Verlaufs-For- mungs-Injektor (10) (EVF-Injektor) ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmittel (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) mindestens einen Ausgleichsbehalter (20) und elastische Mittel (24, 26, 28) umfassen, so daß in dem Ausgleichsbehalter (20) ein Druck speicherbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel eine Membran (26) umfassen.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel als mit Federkraft beaufschlagter Kolben (30) realisiert sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (14) in einer Dusenhalterkombination angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß pro Einspritzdüse (14) ein Ausgleichsbehalter (20) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für mehrere Einspritzdüsen (14) ein Ausgleichsbehalter (20) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel (24, 26, 28) so ausgelegt sind, daß der durch die elastischen Mittel (24, 26, 28) erzeugte Druck unterhalb des Offnungsdruckes des druckgesteuerten Einspritzsystems liegt.
15. Verfahren zur druckgesteuerten Einspritzung eines Fluids, bei dem in einem Zufuhrbereich (12) mindestens einer Einspritzdüse (14) der Offnungsdruck des druckgesteuerten Einspritzsystems aufgebaut wird, so daß die Einspritzdüse (14) öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Kommunizieren des Zufuhrbereiches (12) mit Ausgleichsmitteln (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) der Druck in dem Zufuhrbereich (12) verändert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbau gesteuert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbau durch die Einspritz-Verlaufs-Formung eines Einspritz-Verlaufs-Formungs-Injektors (10) (EVF-Injektor) gesteuert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbau durch eine zwischen dem Zufuhrbe- reich (12) und den Ausgleichsmitteln (20, 22, 24, 26, 28, 30, 32) angeordnete Ventileinrichtung (18) gesteuert wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Überschreiten des Offnungs- druckes des druckgesteuerten Einspritzsystems die Ventileinrichtung (18) geschlossen wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (14) geschlossen wird, indem die Ventileinrichtung (18) geöffnet und der Druckaufbau beendet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spritzpause nach dem Schließen der Einspritzdüse (14) ein Druck in dem Zufuhrbereich (12) aufgebaut wird, indem Fluid von den Ausgleichsmitteln (20,
22. 24, 26, 28, 30, 32) in den Zufuhrbereich (12) strömt, wobei der Druck geringer ist als der Offnungsdruck des druckgesteuerten Einspritzsystems.
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