WO2004042224A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit integriertem druckverstärker - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit integriertem druckverstärker Download PDF

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WO2004042224A1
WO2004042224A1 PCT/DE2003/002530 DE0302530W WO2004042224A1 WO 2004042224 A1 WO2004042224 A1 WO 2004042224A1 DE 0302530 W DE0302530 W DE 0302530W WO 2004042224 A1 WO2004042224 A1 WO 2004042224A1
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Gerhard Geyer
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0043—Two-way valves

Definitions

  • Both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used to introduce fuel into the combustion chambers of self-igniting ner internal combustion engines.
  • Injection systems that include a high-pressure accumulator have the northern part that the injection pressure can be adapted to the load and speed of the ner combustion engine.
  • a high injection pressure is required to reduce the emissions produced and to achieve a high specific output of the ner internal combustion engine. Since the pressure level achievable by high-pressure fuel pumps in the high-pressure accumulator is limited for reasons of strength, a pressure intensifier can be assigned to the fuel injector in order to further increase the pressure in fuel injection devices with a high-pressure accumulator space.
  • the DE 101 23 911.4 relates to a fuel injection device with pressure booster and a pressure booster.
  • the fuel injection device for internal combustion engines comprises a fuel injector that can be supplied by a high-pressure fuel source.
  • a pressure transmission device containing a movable piston is arranged between the fuel injector and the high-pressure fuel source.
  • the movable piston separates a space connected to the high-pressure fuel source from a high-pressure space connected to the injector and from a rear space.
  • the high pressure space of the pressure booster device can be connected to the rear space via a fuel line.
  • the fuel line comprises a valve, which is designed in particular as a check valve, so that a backflow of fuel from the high-pressure chamber into the rear chamber can be prevented.
  • Both the Dmcl transmission device and a fuel injector are each actuated via a separate 2/2-way valve.
  • a pressure-boosted injection system can be provided, which is controlled via a simple 2/2 solenoid valve and which has two simple, hydraulically operated check valves for controlling the injection valve member and refilling the pressure booster.
  • the injection system proposed according to the invention can be used wherever no injection course shaping is necessary or the effort for this seems too great compared to the achievable benefit on the Nerbrermvmgskraftmaschine.
  • one solenoid valve per injector, including the necessary output stage can be saved in the control unit without sacrificing the advantages of pressure translation on the fuel injector.
  • One application would be - to give an example - the use of exhaust gas recirculation on internal combustion engines.
  • a throttle point can be omitted.
  • the arrangement of the simple, hydraulically operated valves allows a fuel injector to be controlled more quickly and without loss of outflow
  • Figure 1 is a fuel injection system in which for driving the
  • Pressure amplifier and the fuel injector each have a separate 2/2-way valve
  • FIG. 2 the fuel injection device proposed according to the invention with 2/2
  • Directional valve, compensation and filling valve in the rest position, 3 shows the fuel injection device according to FIG. 2 with energized 2/2-way
  • FIG. 4 shows the fuel injection device according to FIG. 2 with no current
  • FIG. 5 shows the fuel injection device with an opening compensation valve and an opening filling valve
  • FIG. 6 shows the fuel injection device with the filling valve closing
  • FIG. 7 shows an embodiment of the proposed according to the invention
  • FIG. 1 shows a fuel injection system in which a separate 2/2-way valve is used to control the pressure booster and the fuel injector.
  • the fuel injection device 1 shown in FIG. 1 comprises a pressure booster device 2 and a fuel injector denoted by reference number 3.
  • the pressure transmission device 2 is controlled via a first 2/2-way valve 4, which can be designed, for example, as a solenoid valve.
  • the pressure booster device 2 comprises a booster piston 5, which separates a work space 9 from a differential pressure space 10 (rear space) and a high pressure space 11. An overflow of fuel from the high pressure chamber 11 acted upon by the booster piston 5 into the working chamber 9 of the pressure booster device 2 is prevented by a check valve 12.
  • the booster piston 5 is acted upon by a return spring 20, which is accommodated in the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure booster device 2.
  • the working space 9 of the pressure transmission device 2 is acted upon by a high-pressure fuel source 21 such as, for example, a high-pressure storage space in common rail fuel injection systems.
  • a high-pressure fuel source 21 such as, for example, a high-pressure storage space in common rail fuel injection systems.
  • the high-pressure storage space 21 in turn, fuel is supplied via a high-pressure pump 6.
  • the high pressure pump 6 delivers fuel from a fuel tank 7 in which a fuel supply 8 is contained.
  • a high-pressure line extends from the high-pressure chamber 11 of the pressure transmission device 2 and, with the interposition of a throttle point, opens into a control chamber 13 on the fuel injector 3.
  • a pressure relief of the control chamber 13 of the fuel injector 3 takes place via a separate, second control valve 16, which can also be designed as a 2/2-way solenoid valve.
  • the high-pressure line branching off from the high-pressure chamber 11 of the pressure booster device 2 simultaneously acts on a nozzle chamber 15 surrounding an injection valve member 14 of the fuel injector 3.
  • the nozzle chamber 15 merges into an annular gap surrounding the injection valve member 14, which pressurizes injection openings 18 provided at the end of the fuel injector 3 on the combustion chamber side.
  • the injection valve member 14 of the fuel injector 3 comprises a pressure shoulder 19 surrounded by the nozzle chamber 15.
  • the injection valve member 14 which is for example a nozzle needle, opens and releases the combustion chamber-side injection openings 18, so that via the nozzle chamber 15 fuel under high pressure can be injected into the combustion chamber of the self-igniting internal combustion engine.
  • the fuel injector 3 comprises a compression spring 17 which acts on the injection valve member 14 and which, when the 2/2-way valve of the drain ratio device 2 is actuated, moves into its closed position and when the control valve 16 of the fuel injector 3 is actuated into its closed position and the pressure build-up in the control chamber 13 resulting therefrom Closes the injection valve member 14 in its combustion chamber-side seat and ends the injection.
  • FIG. 2 shows the fuel injection device proposed according to the invention with a 2/2-way valve and two hydraulically operated check valves in the rest position.
  • the propellant injection device 1 proposed according to the invention comprises the Dmcl transmission device 2, the fuel injector 3 and the 2/2-way valve 4 for actuating the Dracküberset2amgseir ⁇ cardi 2. within the
  • Dixick transmission device 2 accommodates the translation piston 5, which separates the working space 9 of the pressure transmission device 2 from the differential pressure space 10 (rear space) and the high pressure space 11 of the pressure transmission device 2.
  • the working space 9 is connected via a high-pressure storage space 21 (common rail) high pressure fuel.
  • the translator piston 5 of the Drac translation device 2 is acted upon by a return spring 20.
  • An overflow line 24 extends from the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the jerk transmission device 2, via which the differential pressure chamber 10 of the Drac transmission unit 2 and the control chamber 13 of the fuel injector 3 are hydraulically connected.
  • the spring element 17 is received, which acts on the upper end face of the injection valve member 14, which can be designed, for example, as a nozzle needle.
  • the differential area on the injection valve member 14 is connected to a return 23 on the low-pressure side.
  • the injection valve member 14 of the fuel injector 3 is enclosed by the nozzle chamber 15.
  • a differential surface 19 is formed on the injection valve member 14 and can be designed, for example, as a pressure shoulder. In the rest position shown in FIG. 2 of the fuel injection device 1 proposed according to the invention, the injection valve member 14 closes a seat 38 on the combustion chamber side, so that no fuel can be injected into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine via the closed injection openings 18.
  • the solenoid valve 4 which is assigned to the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the drain ratio device 2 and is designed as a 2/2-way valve, comprises a valve body 39 which is acted upon by a return spring 41. Via the return spring 41, the valve body 39 of the 2/2 solenoid valve 4 is placed in its de-energized state in its seat 40, which closes the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure transmission device 2.
  • a solenoid 22 of the 2/2-way valve 4 is energized, the seat 40 of the 2/2-way solenoid valve 4 is opened so that the pressure in the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure transmission device 2 can be relieved of pressure in the return 23 on the low-pressure side.
  • the return 23 on the low-pressure side is connected to a fuel reservoir, not shown in FIG. 2, to which the deactivated fuel flows.
  • the pressure transmission device 2 comprises the high-pressure space 11, which acts on the nozzle space 15 of the fuel injector 3 via a nozzle space inlet 37.
  • a flow connection 25 branches off from the high pressure space 11 of the pressure booster device 2.
  • the flow connection 25 extends to a compensating valve 26 designed as a non-return valve and to a filling valve 31 also designed as a hydraulically actuated non-return valve.
  • An end face 28 of the compensating valve 26 and an end face 35 of the filling valve 31 are acted upon hydraulically via the flow connection 25.
  • the compensation valve 26, which is designed as a hydraulically operated check valve, is acted upon by a spring element 27 and contains a seat 29 which can either be released or closed.
  • a chamber is formed on the compensating valve 26, which is hydraulically connected to the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the drain transmission device 2. Due to the spring element 27 assigned to the compensating valve 26, the valve body of the compensating valve 26 is biased counter to a hydraulic force acting on the end face 28.
  • the filling valve 31, which can also be acted upon via the flow connection 25, comprises a chamber 36, in which a spring element 34 is received, which acts on the end face 35 of the valve body 33 of the filling valve 31. The valve body 33 of the filling valve 31 is held in its seat 32 in the closed position by the spring element 34.
  • the compensating valve 26 and the filling valve 31 are in flow communication with the working chamber 9 of the pressure booster device 2 via a further connecting line 30.
  • the 2/2 solenoid valve 4 In the rest position of the fuel injection device 1 proposed according to the invention shown in FIG. 2, the 2/2 solenoid valve 4 is not energized and is placed in its seat 40 by the return spring 41.
  • the differential pressure space 10 (rear space) of the pressure booster device 2 is thus closed.
  • the high-pressure chamber 11 is connected to the nozzle chamber 15 of the fuel injector 3 via the nozzle chamber inlet 37.
  • the injection valve member 14 Since the control chamber 13 of the fuel injector 3 is acted upon by the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the drain ratio device 2 via the overflow line 24, the injection valve member 14 is held in its closed position in the idle state of the fuel injection device 1 proposed according to the invention.
  • the area of the upper end face of the injection valve member 14 delimiting the control chamber 13 of the fuel injector 3 exceeds the differential area 19 (drain shoulder) on the injection valve member 14 effective in the nozzle chamber 15, so that the forces acting in the closing direction predominate.
  • FIG. 3 shows the fuel injection device according to Figure 2 with energized 2/2-way valve.
  • the 2/2-way valve 4 is energized, ie the solenoid 22 pulls the armature opposite it, which is connected to the valve body 39, against the action of the return spring 41.
  • the valve body 39 of the 2/2-way valve 4 moves out of its seat 40.
  • the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure transmission device 2 is relieved of pressure, and fuel flows out of the control chamber 13, which is connected to the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the drain transmission device 2 via the overflow line 24, into the low-pressure-side return 23.
  • the intensifier piston 5 moves into the high pressure chamber 11.
  • a pressure which is further increased compared to the pressure prevailing in the high-pressure source 21 is generated in the high-pressure chamber 11.
  • the further increased pressure generated in the high-pressure chamber 11 of the drain ratio device 2 is present in the nozzle chamber 15 of the fuel injector 3 via the nozzle chamber inlet 37.
  • the further increased pressure prevailing in the high-pressure chamber 11 is via the flow connection
  • the filling valve 31 is also pressed into its seat 32 by the further increased pressure prevailing in the flow connection 25.
  • injection valve member 14 that can be formed moves up in the vertical direction and opens the injection openings 18 at the end of the fuel injector 3 on the combustion chamber side.
  • the injection process is symbolized in FIG. 3 by the fuel drops emerging from the injection openings 18.
  • the compensating valve 26 and the fill valve 31 remain closed due to the further increased pressure prevailing in the flow connection 25.
  • FIG. 4 shows the fuel injection device proposed according to the invention as shown in FIG. 2 with the 2/2-way valve not supplied with current and with the injection valve member 14 closing.
  • the valve body 39 of the 2/2-way valve 4 moves into its seat 40 and closes the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure transmission device 2.
  • the booster piston 5 is stopped in its downward movement.
  • the injection valve member 14 is moved back into its seat 38 on the combustion chamber side.
  • the injection openings 18 are thus closed at the end of the fuel injector 3 on the combustion chamber side, and the injection of fuel has ended.
  • the hydraulic forces prevailing in the control chamber 13 and the closing force applied via the spring element 17 to the upper end face of the injection valve member 14 return the injection valve member 14 to the combustion chamber-side seat 38 in the closed position.
  • FIG. 5 shows the fuel injection device with the filling valve opening.
  • the differential pressure chamber 10 (rear chamber) of the pressure booster device 2 is refilled via the working chamber 9 and the connecting line 30 extending from the latter to the compensating valve 26 9 via the connecting line 30 and supported by the spring element 27 acting on the valve body of the compensating valve 26 in the opening direction, it opens at its seat 29, so that fuel flows into the differential pressure space 10 (rear space) of the pressure transmission device 2.
  • the compensating valve 26 Due to the pressure falling in the high-pressure chamber 11 of the drain ratio device 2, the compensating valve 26 is opened at its seat 29 and the differential pressure chamber 10 (rear chamber) is filled. The filling valve 31 now also opens. The valve body 33 of the filling valve 31 is exposed to the fuel pressure effective in the working space 9 of the pressure transmission device 2, which is higher than the closing force which is exerted on the end face 35 of the valve body 33 via the spring element 34. Due to the falling pressure in the high pressure chamber 11 of the Drac transmission device 2, the hydraulic portion of the front face 35 of the Valve body 33 attacking closing force steadily, so that the valve body 33 of the filling valve 31 extends from its seat 32.
  • FIG. 6 shows the fuel injection device with the filling valve closing after the high pressure chamber of the pressure booster device has been refilled.
  • a simply constructed 2/2-way valve 4 and two simple, hydraulically operated check valves, the compensating valve 26 and the filling valve 31, for controlling the injection valve member 14 or for refilling the high-pressure chamber 11 or of the differential pressure space 10 (rear space) of a drain ratio device 2 are used. Due to the elimination of throttle points and the arrangement of the simple, hydraulically operated check valves 26 and 31 in the manner described above, the fuel injector 3 can be activated more quickly and without loss of outflow.
  • the spring 17 accommodated in the control chamber 13 of the fuel injector 3 is to be dimensioned correspondingly stronger, so that this spring element 17 applies the closing force which moves the injection valve member 14 into its closed position.
  • the overflow line 24 between the differential pressure chamber 10 of the Draclc translation device 2 and the control chamber 13 of the fuel injector 3 can be omitted.
  • Another embodiment variant is to accommodate the compensating valves 26 and 31, which are designed as hydraulically actuated non-return valves, constructively within the booster piston 5.
  • the dead volumes contained in the flow connection 25, the connecting line 30 and the chambers of the compensating valve 26 and the filling valve 31 could be avoided.
  • the line connections to and from the check valves 26 and 31 would be eliminated.
  • FIG 7 shows the embodiment variant of the fuel injection device 1 proposed according to the invention, in which the check valve serving as compensating valve 26 and the check valve 31 serving as filling valve are accommodated within the booster piston 5.
  • the working space 9 of the pressure transmission device 2 and the high pressure room 11 of the pressure transmission device 2, via which the nozzle chamber 15 of the fuel injector 3 is supplied with fuel, are in flow connection via the check valves 26 and 31.
  • the valve body 33 of the compensating valve 26 is acted upon in the opening direction by a spring element 27, while the valve body 33 of the filling valve 31 is acted upon in the closing direction with respect to the seat 32 by a spring element 34 acting on its end face 35.
  • the differential pressure chamber 10 is filled with the equalization valve 26 open via a bore between the differential pressure chamber 10 of the drain ratio device 2 and the chamber receiving the valve body 33 of the equalization valve 26.
  • Fuel injection device 1 corresponds to that which has already been described in detail in connection with FIGS. 2 to 6.
  • the advantage that can be achieved with the embodiment variant according to FIG. 7 lies in the more compact design of the fuel injection device 1 proposed according to the invention while avoiding additional lines or additional dead volumes that have to be moved and impair the efficiency of the fuel injection device 1 proposed according to the invention.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem von einer Hochdruckquelle (21) versdrgbaren Kraftstoffinjektor (3). Zwischen dem Kraftstoffinjektor (3) und der Kraftstoffhochdruckquelle (21) ist eine einen Übersetzerkolben (5) enthaltende Druckübersetzungseinrichtung (2) geschaltet. Der Übersetzerkolben (5) trennt einen an die Kraftstoffhochdruckquelle (21) angeschlossenen Raum (9) von einem mit dem Kraftstoffimjektor (3) verbundenen Hochdruckraum (11) und einen Differenzdruckraum (10). Die Betätigung der Druckübersetzungseinrichtung (2) erfolgt über ein dem Differenzdruckraum (10) zugeordnetes 2/2-Wege-Ventil (4). Zur Wiederbefüllung des Differenzdruckraumes (10) und des Hochdruckraumes (11) der Druckübersetzungseinrichtung (2) sind hydraulisch betätigte Rückschlagventile (26, 31) vorgesehen, die bei Druckentlastung des Differenzdruckraumes (10) über eine vom Hochdruckraum (11) der Druckübersetzungseinrichtung (2) abzweigende Strömungsverbindung (25) hydraulisch beaufschlagt sind.

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit integriertem Druckverstärker
Technisches Gebiet
Zur Einbringung von Kraftstoff in Brennräume selbstzündender Nerbrennungskraftmaschinen können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme eingesetzt werden. Einspritzsysteme, die einen Hochdruckspeicher umfassen, haben den Norteil, dass der Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Nerbrennungskraftmaschine angepasst werden kann. Zur Reduzierung der entstehenden Emissionen und zur Erzielung einer hohen spezifischen Leistung der Nerbrennungskraftmaschine ist ein hoher Einspritzdruck erforderlich. Da das durch Hochdruck-Kraftstoffpumpen im Hochdruckspeicher erreichbare Druckniveau aus Festigkeitsgründen begrenzt ist, kann zur weiteren Drucksteigerung bei Kraftstoffeinspritzeinrichtungen mit einem Hochdruckspeicherraum ein Drackverstärker dem Kraftstoffinjektor zugeordnet werden.
Stand der Technik
DE 101 23 911.4 bezieht sich auf eine &aftstoffeinspritzeinrichtung mit Druckübersetzungseinrichtung und eine Druckübersetzungseinrichtung. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen umfasst einen von einer Kraftstoffhochdruckquelle versorgbaren Kraftstoffinjektor. Zwischen dem Kraftstoffinjektor und der Kraftstoffhochdruckquelle ist eine einen beweglichen Kolben enthaltende Druckübersetzungseinrichtung angeordnet. Der bewegliche Kolben trennt einen an die Kraftstoffhochdruckquelle angeschlossenen Raum von einem mit dem Injektor verbundenen Hochdruckraum sowie von einem Rückraum. Der Hochdruckraum der Druckübersetzungseinrichtung ist mit dem Rückraum über eine Kraftstoffleitung verbindbar. Die Kraftstoffleitung umfasst ein Ventil, welches insbesondere als Rückschlagventil ausgebildet ist, so dass ein Rückfluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum in den Rückraum unterbunden werden kann. Gemäß dieser Lösung wird sowohl die Dmcl bersetzungseinrichtung als auch ein Kraftstoffinjektor jeweils über ein separates 2/2-Wege-Nentil betätigt.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann ein druckübersetztes Einspritzsystem bereitgestellt werden, dessen Ansteuerung über ein einfaches 2/2- Magnetventil erfolgt und das über zwei einfache, hydraulisch betätigte Rückschlagventile zur Steuerung des Einspritzventilgliedes und Wiederbefüllung des Druckübersetzers verfügt. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Einspritzsystem kann überall dort eingesetzt werden, wo keine Einspritzverlaufsformung notwendig ist oder der Aufwand hierfür gegenüber dem erzielbaren Nutzen an der Nerbrermvmgskraftmaschine zu groß erscheint. Bei Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung können ein Magnetventil pro Injektor einschließlich notwendiger Endstufe im Steuergerät eingespart werden, ohne auf die Vorteile einer Druckübersetzung am Kraftstoffinjektor zu verzichten. Ein Anwendungsfall wäre - um ein Beispiel zu nennen - die Verwendung von Abgasrückfuhrungen an Verbrennungskraftmaschinen.
Nach der erfindungsgemäßen Lösung kann eine Drosselstelle entfallen. Die Anordnung der einfachen, hydraulisch betätigten Ventile erlaubt eine schnellere und abströmungsverlustfreie Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors eines
Hochdruckeinspritzsystems. Je geringer die Abströmverluste gehalten werden können ein desto besserer hydraulischer Wirkungsgrad eines Einspritzsystemes stellt sich ein.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem für die Ansteuerung des
D uckverstärkers und des Kraftstoffinjektors jeweils ein separates 2/2- Wege-Nentil eingesetzt wird,
Figur 2 die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit 2/2-
Wege-Nentil, Ausgleichs- und Füllventil in Ruhestellung, Figur 3 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Figur 2 mit bestromtem 2/2-Wege-
Nentil,
Figur 4 die Kraftstoffemspritzeinrichrung gemäß Figur 2 mit stromlosem
Magnetventil und schließender Düsennadel,
Figur 5 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit öffnendem Ausgleichs- und öffnendem Füllventil,
Figur 6 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit schließendem Füllventil nach
Wiederbefüllung des Hochdruckraumes und
Figur 7 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit in den Übersetzerkolben integriertem federbeaufschlagten Rückschlagventilen.
Ausführungsvarianten
Figur 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem für die Ansteuerung des Druckverstärkers und des Kraftstoffinjektors jeweils ein separates 2/2-Wege-Nentil eingesetzt wird.
Die in Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 umfasst eine Druckübersetzungseinrichtung 2 sowie einen mit Bezugszeichen 3 bezeichneten Kraftstoffinjektor. Die Ansteuerung der Dmckübersetzungseinrichtung 2 erfolgt über ein erstes 2/2- Wege- Ventil 4, welches beispielsweise als ein Magnetventil beschaffen sein kann. Die Druckübersetzungseinrichtung 2 umfasst einen Übersetzerkolben 5, welcher einen Arbeitsraum 9 von einem Differenzdruckraum 10 (Rückraum) und einem Hochdruckraum 11 trennt. Ein Überströmen von Kraftstoff aus dem durch dem Übersetzerkoben 5 beaufschlagten Hochdruckraum 11 in den Arbeitsraum 9 der Druckübersetzungseinrichtung 2 wird über ein Rückschlagventil 12 unterbunden. Der Übersetzerkolben 5 ist durch eine Rückstellfeder 20 beaufschlagt, die im Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Dmckübersetzungseinrichtung 2 aufgenommen ist.
Der Arbeitsraum 9 der D ckübersetzungseinrichtung 2 wird von einer Kraftstoffhochdruckquelle 21 wie beispielsweise eines Hochdruckspeicherraumes bei Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen beaufschlagt. Der Hochdruckspeicherraum 21 seinerseits wird über eine Hochdruckpumpe 6 mit Kraftstoff beaufschlagt. Die Hochdruckpumpe 6 fördert Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 7 in welchem ein Kraftstoffvorrat 8 enthalten ist.
Vom Hochdrucloraum 11 der D ckübersetzungseinrichtung 2 erstreckt sich eine Hochdruckleitung, die unter Zwischenschaltung einer Drosselstelle in einen Steuerraum 13 am Kraftstoffinjektor 3 mündet. Eine Druckentlastung des Steuerraumes 13 des Kraftstoffinjektors 3 erfolgt über ein separates, zweites Ansteuerventil 16, welches ebenfalls als 2/2-Wege-Magnetventil ausgestaltet sein kann. Die vom Hochdruckraum 11 der Druckübersetzungseinrichtung 2 abzweigende Hochdruckleitung beaufschlagt gleichzeitig einen ein Einspritzventilglied 14 des Kraftstoffinjektors 3 umgebenden Düsenraum 15. Der Düsenraum 15 geht in einen das Einspritzventilglied 14 umgebenden Ringspalt über, welcher am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 3 vorgesehene Einspritzöffnungen 18 beaufschlagt. Das Einspritzventilglied 14 des Kraftstoffinjektors 3 umfasst eine vom Düsenraum 15 umgebene Drackschulter 19. Bei Druckentlastung des Steuerraumes 13 durch Schalten des Ansteuerventiles 16 des Kraftstoffinjektors 3 öffnet das als Düsennadel beispielsweise beschaffene Einspritzventilglied 14 und gibt die brennraumseitigen Einspritzöffnungen 18 frei, so dass über den Düsenraum 15 unter hohem Druck stehender Kraftstoff in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmasc ne eingespritzt werden kann. Der Kraftstoffinjektor 3 umfasst eine das Einspritzventilglied 14 beauschlagende Druckfeder 17, welche bei Betätigung des 2/2-Wege- Ventils der Drackübersetzungseinrichtung 2 in seine Schließstellung und bei Betätigung des Ansteuerventiles 16 des Kraftstoffinjektors 3 in seine Schließstellung und dem daraus resultierenden Druckaufbau im Steuerraum 13 ein Schließen des Einspritzventilgliedes 14 in seinen brennraumseitigen Sitz herbeiführt und die Einspritzung beendet.
Figur 2 ist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem 2/2- Wege-Nentil, und zwei hydraulisch betätigten Rückschlagventilen in Ruhestellung zu entnehmen.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene I raftstofϊeinspritzeinrichtung 1 umfasst die Dmcl bersetzungseinrichtung 2, den Kraftstoffinjektor 3 sowie das 2/2- Wege- Ventil 4 zur Betätigung der Dracküberset2amgseirιrichtung 2. innerhalb der
Dixickübersetzungseinrichtung 2 ist der Übersetzerkolben 5 aufgenommen, der den Arbeitsraum 9 der Drackübersetzungseinrichtung 2 vom Differenzdruckraum 10 (Rückraum) und dem Hochdruckraum 11 der Drackübersetzungseinrichtung 2 trennt. Der Arbeitsraum 9 wird über einen Hochdruckspeicherraum 21 (Common-Rail) mit unter hohem Drack stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Der Übersetzerkolben 5 der Drac bersetzungseinrichtung 2 ist von einer Rückstellfeder 20 beaufschlagt. Vom Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der ruckübersetzungseinrichtung 2 erstreckt sich eine Überströmleitung 24, über die der Differenzdrackraum 10 der DracMbersetzungseinrichtung 2 und der Steuerraum 13 des Kraftstoff-injektors 3 hydraulisch verbunden sind. Innerhalb des Steuerraumes 13 des Kraftstoffinjektors 3 ist das Federelement 17 aufgenommen, welches die obere Stirnseite des beispielsweise als Düsennadel ausbildbaren Einspritzventilgliedes 14 beaufschlagt. Die Differenzfläche am Einspritzventilglied 14 steht mit einem niederdruckseitigen Rücklauf 23 in Verbindung. Das Einspritzventilglied 14 des Kraftstoffinjektors 3 ist vom Düsenraum 15 umschlossen. Am Einspritzventilglied 14 ist eine Differerrzfiäche 19 ausgebildet, die beispielsweise als Drackschulter ausgebildet sein kann. In der in Figur 2 dargestellten Ruhestellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 verschließt das Einspritzventilglied 14 einen brennraumseitigen Sitz 38, so dass über die geschlossenen Einspritzöffnungen 18 kein Kraftstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann.
Das dem Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 zugeordnete, als 2/2- Wege- Ventil beschaffene Magnetventil 4 umfasst einen Ventilkörper 39, der über eine Rückstellfeder 41 beaufschlagt ist. Über die Rückstellfeder 41 wird der Ventilkörper 39 des 2/2-Magnetventiles 4 im unbestromten Zustand in seinen, den Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der Druckübersetzungseinrichtung 2 verschließenden Sitz 40 gestellt. Bei Bestromung einer Magnetspule 22 des 2/2- Wege- Ventiles 4 erfolgt das Öffnen des Sitzes 40 des 2/2-Magnetventiles 4, so dass eine Druckentlastung des Differenzdruckraumes 10 (Rückraum) der Druckübersetzungseinrichrung 2 in den niederdruckseitigen Rücklauf 23 erfolgen kann. Der niederdruckseitige Rücklauf 23 ist mit einem in Figur 2 nicht dargestellten Kraftstoffreservoir verbunden, welchem der abgesteuerte Kraftstoff zuströmt.
Die Druckübersetzungseinrichtung 2 umfasst den Hochdruckraurn 11, welcher über einen Düsenraumzulauf 37 den Düsenraum 15 des Kraftstoffinjektors 3 beaufschlagt. Vom Hochdruckraurn 11 der Druckübersetzungseinrichtung 2 zweigt weiterhin eine Strömungsverbindung 25 ab. Die Strömungsverbindung 25 erstreckt sich zu einem als Rückschlagventil ausgebildeten Ausgleichsventil 26 sowie zu einem ebenfalls als hydraulisch betätigtes Rückschlagventil ausgebildeten Füllventil 31. Über die Strömungsverbindung 25 wird eine Stirnfläche 28 des Ausgleichsventils 26 sowie eine Stirnfläche 35 des Füllventils 31 hydraulisch beaufschlagt. Das als hydraulisch betätigtes Rückschlagventil ausgebildete Ausgleichsventil 26 ist von einem Federelement 27 beaufschlagt und enthält einen Sitz 29, der entweder freigegeben oder verschlossen werden kann. Am Ausgleichsventil 26 ist eine Kammer ausgebildet, welche mit dem Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 hydraulisch verbunden ist. Durch das dem Ausgleichsventil 26 zugeordnete Federelement 27 ist der Ventilkörper des Ausgleichsventils 26 einer an der Stirnseite 28 angreitenden hydraulischen Kraft entgegengesetzt vorgespannt. Das ebenfalls über die Strömungsverbindung 25 beaufschlagbare Füllventil 31 umfasst eine Kammer 36, in welcher ein Federelement 34 aufgenommen ist, welches die Stirnseite 35 des Ventilkörpers 33 des Füllventiles 31 beaufschlagt. Durch das Federelement 34 wird der Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 in seinem Sitz 32 in Schließstellung gehalten.
Das Ausgleichsventil 26 sowie das Füllventil 31 stehen über eine weitere Verbindungsleitung 30 mit dem Arbeitsraum 9 der Druckübersetzungseinrichtung 2 in Strömungsverbindung.
In der in Figur 2 dargestellten Ruhestellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ist das 2/2-Magnetventil 4 nicht bestromt und wird durch die Rückstellfeder 41 in seinen Sitz 40 gestellt. Damit ist der Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Druckübersetzungseinrichtung 2 geschlossen. Im Arbeitsraum 9 der Druckübersetzungseinrichtung 2 und im Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 herrscht aufgrund des geöffneten Sitzes 29 am Ausgleichsventil 26 der gleiche Drack, ebenso wie im Hochdruckraum 11 der Druckübersetzungseinrichtung 2, welcher zuvor über das Füllventil 31 befüllt wurde. Der Hochdruckraum 11 ist über den Düsenraumzulauf 37 mit dem Düsenraum 15 des Kraftstoffinjektors 3 verbunden. Da vom Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 der Steuerraum 13 des Kraftstoffinjektors 3 über die Überströmleitung 24 beaufschlagt ist, wird im Ruhezustand der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 das Einspritzventilglied 14 in seiner Schließstellung gehalten. Die den Steuerraum 13 des Kraftstoffinjektors 3 begrenzende Fläche der oberen Stirnseite des Einspritzventilgliedes 14 übersteigt die im Düsenraum 15 wirksame Differenzfläche 19 (Drackschulter) am Einspritzventilglied 14, so dass die in Schließrichtung wirkenden Kräfte überwiegen.
Figur 3 zeigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Figur 2 bei bestromtem 2/2- Wege- Ventil. Im in Figur 3 dargestellten Schaltzustand der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ist das 2/2- Wege- Ventil 4 bestromt, d. h. die Magnetspule 22 zieht den dieser gegenüberliegenden Anker, der mit dem Ventilkörper 39 verbunden ist, entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 41 an. Dadurch fährt der Ventilkörper 39 des 2/2- Wege- Ventiles 4 aus seinem Sitz 40 aus. Dadurch wird der Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 druckentlastet, ferner strömt aus dem Steuerraum 13, der über die Überströmleitung 24 dem Differenzdrackraum 10 (Rückraum) der Drackübersetzungseinrichtung 2 in Verbindung steht, Kraftstoff in den niederdruckseitigen Rücklauf 23 ab. Der Übersetzerkolben 5 fährt aufgrund der Druckentlastung des Differenzdrackraumes 10 (Rückraum) der Drackübersetzmigseinrichtung 2 in den Hochdruckraurn 11 ein. Entsprechend des Flächenverhältnisses am Übersetzerkolben 5 wird im Hochdruckraum 11 ein gegenüber dem in der Hochdruckquelle 21 herrschenden Druck, weiter erhöhter Druck erzeugt. Der im Hochdruckraum 11 der Drackübersetzungseinrichtung 2 erzeugte, weiter erhöhte Druck steht über den Düsenraumzulauf 37 im Düsenraum 15 des Kraftstoffinjektors 3 an. Der im Hochdruckraum 11 herrschende, weiter erhöhte Druck steht über die Strömungsverbindung
25 ebenfalls an der Stirnseite 28 des Ventilkörpers des hydraulisch betätigten Ausgleichsventiles 26 an und stellt diesen in seinen Sitz 29, so dass das Ausgleichsventil
26 geschlossen ist. Das Füllventil 31 ist durch den in der Strömungsverbindung 25 herrschenden, weiter erhöhten Druck ebenfalls in seinen Sitz 32 gedrückt.
Aufgrund des im Hochdruckraum 11 herrschenden, weiter erhöhten Druckes und des im Steuerraum 13 des Kraftstoffinjektors 3 abfallenden Druckes, überwiegen die an der Differenzfläche 19 (Druckschulter) des Einspritzventilgliedes 14 anstehenden hydraulischen Kräfte, die über das Federelement 17 ausgeübten Schließkräfte, so dass das als Düsennadel beispielsweise ausbildbare Einspritzventilglied 14 in vertikaler Richtung auffahrt und die Einspritzöffnungen 18 am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 3 freigibt. Der Einspritzvorgang ist in Figur 3 durch die aus den Einspritzöffnungen 18 austretenden Kraftstofftropfen symbolisiert. Während des Einspritzvorganges von unter weiter erhöhtem Druck stehenden Kraftstoff über die Einspritzöff ungen 18 in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine, bleiben das Ausgleichsventil 26 sowie das Füllventil 31 aufgrund des in der Strömungsverbindung 25 herrschenden, weiter erhöhten Druckes geschlossen. Der im Hochdruckraurn 11 der Drackübersetzungseinrichtung 2 erzeugte, weiter erhöhte Kraftstoffdruck beaufschlagt über die Strömungsverbindung 25 die Stirnseiten 28 bzw. 35 des Ausgleichsventiles 26 sowie des Füllventiles 31. Deren Sitze 29 bzw. 32 sind geschlossen, so dass der im Hochdruckraurn 11 erzeugte, weiter erhöhte Druck nicht über die Verbindungsleitung 30 abzuströmen vermag. Figur 4 zeigt die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Figur 2 mit nicht bestromtem 2/2- Wege- Ventil und schließendem Einspritzventilglied 14.
Wird das 2/2- Wege- Ventil 4 stromlos, so fährt der Ventilkörper 39 des 2/2-Wege-Ventiles 4 in seinen Sitz 40 und verschließt den Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Druclcübersetzungseinrichtung 2. Aufgrand des im Differenzdrackraum 10 (Rückraum) durch den jetzt über das 2/2- Wege- Ventil 4 verschlossenen Ablauf baut sich im Differenzdruckraum 10 (Rückraum) Druck auf, der Übersetzerkolben 5 wird in seiner Abwärtsbewegung angehalten. Aufgrand des im Steuerraum 13 aufgenommenen Federelementes 17 und des im Rahmen der Wiederbefüllung ansteigenden Druckes im Differenzdruckraum 10 (Rückraum) und im Steuerraum 13 durch das öffnende Ausgleichsventil 26, wird das Einspritzventilglied 14 wieder in seinen brennraumseitigen Sitz 38 gefahren. Somit werden die Emspritzöff ungen 18 am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 3 verschlossen, die Einspritzung von Kraftstoff ist beendet. Die im Steuerraum 13 herrschenden hydraulischen Kräfte sowie die über das Federelement 17 auf die obere Stirnseite des Einspritzventilgliedes 14 aufgebrachte Schließkraft stellen das Einspritzventilglied 14 in den brennraumseitigen Sitz 38 in Schließstellung zurück.
Figur 5 zeigt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit öffnendem Füllventil.
Bei nicht bestromtem 2/2- Wege- Ventil 4 (vergleiche Darstellung gemäß Figur 4) erfolgt eine Wiederbefüllung des Differenzdruckraumes 10 (Rückraum) der Druckübersetzungseinrichtung 2 über den Arbeitsraum 9 und die sich von diesem zum Ausgleichsventil 26 erstreckende Verbindungsleitung 30. Aufgrund des vom Arbeitsraum 9 über die Verbindungsleitung 30 anstehenden Druckes und unterstützt durch das dem Ventilkörper des Ausgleichsventils 26 in Öffhungsrichtung beaufschlagende Federelement 27, öffnet dieses an seinem Sitz 29, so dass Kraftstoff in den Differenzdruckraum 10 (Rückraum) der Druclcübersetzungseinrichtung 2 einströmt.
Aufgrund des im Hochdruckraurn 11 der Drackübersetzungseinrichtung 2 fallenden Druckes erfolgt ein Öffnen des Ausgleichsventiles 26 an seinem Sitz 29 sowie die Befüllung des Differenzdrackraumes 10 (Rückraum). Das Füllventil 31 öffnet nun ebenfalls. Der Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 ist dem im Arbeitsraum 9 der Druckübersetzungseinrichtung 2 wirksamen Kraftstoffdruck ausgesetzt, der höher ist als die Schließkraft, die über das Federelement 34 auf die Stirnseite 35 des Ventilkörpers 33 ausgeübt wird. Aufgrund des fallenden Druckes im Hochdruckraurn 11 der Drac bersetzungseinrichtung 2 nimmt der hydraulische Anteil der an der Stirnseite 35 des Ventilkörpers 33 angreifenden Schließkraft stetig ab, so dass der Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 aus seinem Sitz 32 ausfährt. In die den Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 umgebende Kammer 36 strömt über die Verbindungsleitung 30 vom Arbeitsraum 9 der Drackübersetzungseinrichtung 2 Kraftstoff ein und dem Hochdruckraum 11 sowie dem Düsenraum 15 des Kraftstoffinjektors 3 zu. Dadurch erfolgt eine Wiederbefüllung des Hochdrackraumes 11 der Druckübersetzungseinrichtung 2.
Figur 6 zeigt die KJraftstoffeinspritzeinrichtung mit schließendem Füllventil nach Wiederbefüllung des Hochdruckraumes der Druckübersetzungseinrichtung.
Über das gemäß der Darstellung in Figur 5 an seinem Sitz 32 geöffnete Füllventil 31 strömt Kraftstoff vom Arbeitsraum 9 der Drackübersetzungseinrichtung 2 in die den Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 umgebende Kammer 36 und von dort über die Strömungsverbindung 29 in den Hochdrackraum 11 der Druckübersetzungseinrichtung 2 nach. Herrscht im Hochdruckraum 11 sowie im Arbeitsraum 9 der Dracldibersetzungseinrichtung 2 weitgehend gleicher Druck, so wird der Ventilkörper 33 aufgrund des seine Stirnseite 35 beaufschlagenden Federelementes 34 in seinen Sitz 32 gedrückt und verhindert das weitere Nachströmen von Kraftstoff in das Füllventil 31. Dieser in Figur 6 dargestellte Zustand entspricht dem in Figur 2 dargestellten Ruhezustand der erfmdungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1.
Mit der oben beschriebenen Ausführung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 können ein einfach aufgebautes 2/2-Wege-Ventil 4 und zwei einfache, hydraulisch betätigte Rückschlagventile, das Ausgleichsventil 26 sowie das Füllventil 31, zur Steuerung des Einspritzventilgliedes 14 bzw. zur Wiederbefüllung des Hochdruckraumes 11 bzw. des Differenzdruckraumes 10 (Rückraum) einer Drackübersetzungseinrichtung 2 eingesetzt werden. Durch den Entfall von Drosselstellen und die Anordnung der einfachen, hydraulisch betätigten Rückschlagventile 26 bzw. 31 in der oben beschriebenen Weise, kann eine schnellere und abströmungsverlustfreie Ansteuerung des Kraftstoffinjektors 3 erzielt werden. Dies bietet sich beispielsweise bei solchen Einsatzfällen an, bei denen auf die Vorteile einer durch eine Drackübersetzungseinrichtung 2 erzielten Kraftstoffdruckerhöhung nicht verzichtet werden soll, jedoch eine Einspritzverlaufsformung nicht erforderlich ist oder der Aufwand zur Erzielung einer Einspritzverlaufsformung (Einsatz zweier Magnetventile sowie dazu notwendiger Endstufen im Steuergerät) an einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine nicht vertretbar erscheint. Weitere zeichnerisch jedoch nicht dargestellte Ausfnhrungen können beispielsweise darin liegen, dass die obere Stirnfläche des als Düsennadel beispielsweise ausgebildeten Einspritzventilgliedes 14 unmittelbar mit dem niederdrackseitigen Rücklauf 23 verbunden sein kann. In dieser Ausführungsvariante ist die im Steuerraum 13 des Kraftstoffinjektors 3 aufgenommene Feder 17 entsprechend stärker zu dimensionieren, so dass dieses Federelement 17 die das Einspritzventilglied 14 in seine Schließstellung bewegende Schließkraft aufbringt. In diesem Falle kann die Überströmleitung 24 zwischen dem Differenzdrackraum 10 der Draclcübersetzungseinrichtung 2 und dem Steuerraum 13 des Kraftstoffinjektors 3 entfallen.
Eine weitere AusfLihrungsvariante liegt darin, die als hydraulisch betätigte Rückschlagventile ausgebildeten Ausgleichsventile 26 bzw. 31 konstruktiv innerhalb des Übersetzerkolbens 5 unterzubringen. Gemäß dieser Ausführungsvariante könnten die in der Strömungsverbindung 25, der Verbindungsleitung 30 sowie den Kammern des Ausgleichsventils 26 und des Füllventiles 31 enthaltenden Totvolumina vermieden werden. Ferner entfiele gemäß dieser Ausfuhrungsvariante die Leitungsverbindungen zu bzw. von den Rückschlagventilen 26 bzw. 31.
Aus der Darstellung gemäß Figur 7 geht die Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 hervor, bei welcher das als Ausgleichsventil 26 dienende Rückschlagventil und das als Füllventil dienende Rückschlagventil 31 innerhalb des Übersetzerkolbens 5 aufgenommen sind.
Gemäß dieser Ausfiihrungsvariante stehen der Arbeitsraum 9 der Drackübersetzungseinrichtung 2 sowie der Hochdrackraum 11 der Drackübersetzungseinrichtung 2, über welcher der Düsenraum 15 des Kraftstoffinjektors 3 mit Kraftstoff beaufschlagt wird über die Rückschlagventile 26 bzw. 31 in Strömungsverbindung. Der Ventilkörper 33 des Ausgleichsventiles 26 ist über ein Federelement 27 in Öffnungsrichtung beaufschlagt, während der Ventilkörper 33 des Füllventiles 31 durch ein an dessen Stirnseite 35 beaufschlagendes Federelement 34 in Schließrichtung in Bezug auf den Sitz 32 beaufschlagt ist. Die Befüllung des Differenzdruckraumes 10 bei geöffnetem Ausgleichsventil 26 erfolgt über eine Bohrung zwischen dem Differenzdrackraum 10 der Drackübersetzungseinrichtung 2 und der den Ventilkörper 33 des Ausgleichsventiles 26 aufnehmenden Kammer. Gemäß der in Figur 7 dargestellten Ausführungsvariante der erfϊndungsgemäßen Lösung lässt sich eine direkte Verbindung zwischen den Räumen 9 und 10 bzw. 9 und 11 erreichen, ohne dass zusätzliche Leitungen oder Totvolumina auftreten. Die hydraulische Funktionsweise der in Figur 7 dargestellten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffemspritzeinrichtung 1 entspricht derjenigen, welche bereits im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 6 detailliert beschrieben wurde. Der mit der Ausführangsvariante gemäß Figur 7 erzielbare Vorteil liegt in der kompakteren Bauweise erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 unter Vermeidung zusätzlicher Leitungen bzw. zusätzlich zu bewegender und den Wirkungsgrad der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 beeinträchtigender Totvolumina.
Bezugszeichenliste
Kraftstoffeinspritzeinrichtung Druckübersetzungseinrichtung Kraftstoffinjektor 2/2-Wege-Ventil Übersetzerkolben Hochdrackpumpe Kraftstofftank Kraftstoffvorrat Arbeitsraum Differenzdruckraum (Rückraum) Hochdruckraum Rückschlagventil Steuerraum Kraftstoffinj ektor Einspritzventilglied Düsenraum Ansteuerventil Kraftstoffinjektor (2/2-MV) Schließfeder Einspritzöffnungen Differenzfläche (Druckschulter) Rückstellfeder Hochdruckquelle (Hochdruckspeicherraum) Magnetspule niederdruckseitiger Rücklauf Überströmleitung zum Steuerraum 13 Strömungsverbindung Hochdrackraum-Rückschlagventile 26, 31 Ausgleichsventil Federelement für Ausgleichsventil Stirnseite Sitz Verbindungsleitung Arbeitsraum 9 Rückschlagventile 26, 31 Füllventil Sitz Ventilkörper Füllventil Federelement Füllventil Stirnseite Kammer Füll ventil Düsenraumzulauf brennraumseitiger Sitz Einspritzventilglied
Ventilkörper 2/2-Magnetventil
Sitz
Rückstellfeder

Claims

Patentansprüche
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem von einer Kraftstoffhochdruckquelle (21) versorgbaren Kraftstoffinjektor (3), wobei zwischen dem Kraftstoffinjektor (3) und der Kraftstoffhochdruckquelle (21) eine einen beweglichen Übersetzerkolben (5) aufweisende Drackübersetzungseinrichtung (2) geschaltet ist, der Übersetzerkolben (5) einen an die Kraftstoffhochdruckquelle (21) angeschlossenen Raum (9) von einem mit dem Kraftstoffinjektor (3) verbundenen Hochdrackraum (11) und einen Differenzdrackraum (10) trennt und die Betätigung der Druckübersetzungseinrichtung (2) über ein dem Differenzdrackraum (10) zugeordnetes 2/2- Wege-Ventil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wiederbefüllung des Differenzdrackraumes (10) und des Hochdrackraumes (1 1) der Druckübersetzungseinrichtung (2) über hydraulisch betätigte Rückschlagventile (26, 31) erfolgt, die bei Druckentlastung des Differenzdruckraumes (10) vom im Hochdrackraum (11) herrschenden Drackniveau beaufschlagt sind.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Befüllung des Differenzdrackraumes (10) dienende Rückschlagventil als Ausgleichsventil (26) durch ein in Öffnungsrichtung des Ausgleichsventiles (26) wirkendes Federelement (27) beaufschlagt ist.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Befüllung dienende Rückschlagventil als Füllventil (31) .durch ein in Schließrichtung des Füllventiles (31) wirkendes Federelement (34) beaufschlagt ist.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (26, 31) in den Übersetzerkolben (5) der Drackübersetzungseinrichtung (2) integriert sind.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ventilkörper (33) der Rückschlagventile (26, 31) jeweils eine Stirnfläche (28, 35) umfassen, die über den Hochdrackraum (11) unmittelbar hydraulisch beaufschlagbar sind.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass das als Ausgleichsventil (26) dienende Rückschlagventil in einer Verbindungsleitung (30) zwischen dem Differenzdrackraum (10) und dem Arbeitsraum (9) der Drackübersetzungseinrichtung (2) aufgenommen ist.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, dass das als Füllventil (31) dienende Rückschlagventil in einer Strömungsverbindung (25, 30) zwischen dem Hochdrackraum (11) und dem Arbeitsraum (9) der Drackübersetzungseinrichtung (2) aufgenommen ist.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerraum (13) des Kraftstoffinjektors (3) und der Differenzdrackraum (10) der Drackübersetzungseinrichtung (2) über eine Überströmleitung (24) hydraulisch verbunden sind.
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (26, 31) jeweils dem Arbeitsraum (9) der Druckübersetzungseinrichtung (2) zugewandte Sitze (29, 32) aufweisen, die bei Drackbeaufschlagung des Hochdruckraumes (11) durch die Ventilkörper (33) der Rückschlagventile (26, 31) verschlossen sind.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (13) ein Schließfederelement (17) aufweist, welches das Einspritzventilglied (14) in Schließrichtung beaufschlagt.
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulisch wirksame Fläche der dem Steuerraum (13) zuweisenden Stirnseite des Einspritzventilgliedes (14) eine Differenzfläche (19) am Urnfang des Einspritzventilgliedes (14) übersteigt.
PCT/DE2003/002530 2002-11-08 2003-07-28 Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit integriertem druckverstärker WO2004042224A1 (de)

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