WO2004074675A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung - Google Patents

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WO2004074675A1
WO2004074675A1 PCT/EP2004/001509 EP2004001509W WO2004074675A1 WO 2004074675 A1 WO2004074675 A1 WO 2004074675A1 EP 2004001509 W EP2004001509 W EP 2004001509W WO 2004074675 A1 WO2004074675 A1 WO 2004074675A1
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control
pump
piston
pump piston
pressure
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PCT/EP2004/001509
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Hans-Joachim Koch
Horst Ressel
Wolfgang Scheibe
Günther SCHRÖDLEN
Norbert Walter
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L'orange Gmbh
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    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device with a fuel pump designed as a double piston pump, which delivers fuel to an injector assigned to it for injection into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • a cross section of the nozzle needle is acted upon by the fuel supplied by the fuel pump, which causes an opening force on the nozzle needle in the opening direction.
  • the fuel pressure increases during an injection until a maximum pressure is reached and then drops again.
  • a double piston pump of the presupposed type which is state of the art per se, has two pump pistons, each pump piston being assigned a control rod with which the start and end of delivery of the respective pump piston can be regulated by rotating the pump piston.
  • Double piston pumps of this type have the advantage that large delivery volumes are possible with a small construction volume.
  • one of the two pump pistons is used to set the start and end of delivery.
  • the fact that both pump pistons deliver in parallel on a common line means that the pump piston, which is not controlled, is delivered before and after delivery. most of the fuel quantity is discharged via the control bores of the controlled pump piston.
  • the invention specified in claim 1 is based on the problem of optimizing a fuel injection device containing a double-piston pump with regard to the injection process.
  • the double pump on the first pump piston pelkolpump the start of delivery and the delivery end is set on the second pump piston, the second pump piston leading the first pump piston in terms of the start of delivery and the second pump piston lagging the first pump piston in terms of the end of delivery, the fuel delivered by the second pump piston before the start of delivery of the first pump piston via control bores assigned to the first pump piston are discharged, and the fuel delivered by the first pump piston after the delivery end of the second pump piston is discharged via the control openings assigned to the second pump piston.
  • a control line is provided which is connected to the first control chambers of all injectors and provides a control pressure which pressurizes the pistons assigned to the nozzle needle in the closing direction for variable adjustment of the force acting in the closing direction on the nozzle needle before the start of an injection depending on engine operating parameters.
  • control rod is expediently adjusted as a function of the pressure prevailing in the control line.
  • the control rod can be adjusted, for example, hydraulically or electrically by means of an electric motor.
  • control pressure present in the control line is expediently used directly for setting the control rod of the pump piston regulating the start of delivery.
  • the control pressure present in the control line is expediently set to be higher as a function of operating parameters at low engine speeds than at higher speeds.
  • a high, low engine speed speaking control pressure on the first pump piston (70) corresponds to an adjustment of the start of delivery in the EARLY direction
  • a low, high speed corresponding control pressure corresponds to an adjustment of the start of delivery in the LATE direction.
  • a further control line can be provided with which the closing force acting on the nozzle needle is increased during the injection in order to raise the closing pressure.
  • the necessary control pressure can be taken from a bore which is arranged in the pump cylinder of the second pump piston of the double-piston pump which controls the delivery end in order to use the control pressure to act on the nozzle needle in the closing direction before the pressure drop at the delivery end reaches the injection nozzle.
  • the first pump piston which can be rotated by the control rod and which cooperates with the control bores, is assigned on the circumference, which is formed with steps.
  • the steps are preferably designed in the form of steps and the step width is greater than the diameter of the control bores.
  • the control rod (71) is expediently adjusted in steps to match the stepped design of the control edge.
  • the control rod (71) can preferably be acted upon by step-wise variable control pressure for stepwise adjustment.
  • FIG. 1 shows an injection system with injectors that can be adjusted with respect to the opening and closing pressure, to which a double-piston fuel pump is assigned in each case;
  • FIG. 2 shows a pump piston with a stepped control edge, as can be used for the gradual adjustment of the start of injection in the double-piston fuel pump.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device with two injectors 5, each of which is assigned a double-piston pump 1.
  • the pump pistons 70, 73 of the fuel pump 1 are each driven by a cam, which is not shown, however. Due to the delivery characteristics of the fuel pump, the pressure in an injection line 4, which is connected to the feed line 6 of an injector 5, increases until a maximum value is reached and then drops again at the end.
  • the injectors 5 are pressure-controlled, that is to say that the injection is controlled by the application of fuel pressure to a nozzle chamber 11 which acts on a collar of the nozzle needle 12 which is an annular surface which lies between the sealing seat diameter and the nozzle needle guide diameter.
  • control line 9 is shown in the figure, which leads via first 7 and second 8 control lines branching therefrom is connected to each injector 5.
  • the control pressure acts on pistons 16 and 17, which are assigned to control rooms 13 and 14.
  • the control pressure present in the first control chamber 13 before the start of injection causes an increase in the nozzle opening pressure.
  • the control pressure is preferably also applied to the control rod 71 of the double-piston pump 1 via a control line 9.
  • the control pressure on the control rod 71 is used to adjust the start of delivery to compensate for the start of injection adjustment by increasing the nozzle opening pressure.
  • control signal can be derived from the control pressure, which is converted into a new electrical or hydraulic control variable.
  • electronically stored tables can be used to generate suitable electrical or hydraulic control variables from the control signal.
  • a device for generating the control pressure consists, for example, of an engine control unit 82 which controls a pressure control valve 83.
  • Engine oil for example, which is taken from a engine oil tank 81 by a pump 80, can serve as the control fluid.
  • the double-piston pump 1 is designed with a first 70 and a second 73 pump piston with pump cylinders 72, 75. Control rods 71 and 77 are assigned to the pump pistons 70, 73. According to the invention, the first pump piston 70 is used to control the start of delivery and the second pump piston 73 is used to control the end of delivery. The fuel delivered reaches the nozzle chamber 11 of the injector 5 via an injection line 4. The start of delivery of the first pump piston is adjusted, for example, by the pressure applied to the control rod 71 via the control line 9, 7 at a low engine speed in the direction of EARLY and at higher speeds in the direction LATE. The adjustment of the control rod can also require different control strategies depending on the engine operating state.
  • control rod 71 must then be provided with an actuating device which can be controlled independently of the pressure prevailing in the control line.
  • the second pump piston 73 can lead the first pump piston 70 in terms of the start of delivery, the fuel delivered by the second pump piston 73 before the start of delivery of the first pump piston 70 being discharged via the control bores assigned to the first pump piston 70.
  • the injector can be additionally pressurized with fuel pressure or another control fluid via the second control chamber 14 during an injection via the second control line 8 in order to increase the closing pressure.
  • a valve 20 is used for this purpose, which is automatically opened by the stroke of the nozzle needle 12.
  • the second control lines 8 can branch off from the common control line 9 or can be connected to a further control line (not shown) that is separate from the control line 9 and has a different pressure level.
  • control chamber 14 can also be connected to a bore 61 of the pump cylinder 75 via a control line 60, which is shown only in parts for reasons of clarity.
  • the bore is arranged in the pump cylinder 75 such that the cut-off pressure is present in the control line 61 before the pressure drop at the delivery end causes the injection nozzles se reached.
  • the closing pressure can be increased further.
  • the control line 60 can also replace the second control lines 8 and only serve to regulate the closing pressure.
  • the pump piston 70 shown in FIG. 2 with a stepped control edge 100 can be used in the double piston pump instead of a pump piston with a continuously running control edge to control the start of injection.
  • the start of spraying is undesirably postponed.
  • the control rod 71 corrects the rotational position of the pump piston 70.
  • control rod 71 can be carried out by any means, for example also with the aid of the control pressure present in the control line 9, which acts on a control piston of the control rod 71, and by rotating the control rod 71 causes the pump piston 70 to rotate.
  • the control piston of the control rod 71 works against a force that increases with increasing travel, for example the force of a spring, so that each control pressure can be assigned a certain travel that corresponds to a certain rotational position of the pump piston 70.
  • the horizontal, circumferential and axially offset sections are arranged like the steps of a staircase.
  • the transition from a horizontal step to the next horizontal step is preferably designed such that the next possible step is reached with the smallest possible rotation angle of the pump piston 70.
  • a useful design are steps with horizontal and approximately vertical sections. Vertical means running in the direction of the longitudinal axis of the pump piston.
  • This step of the control edge is particularly advantageous if the control pressure is also changed in defined steps.
  • a deviation of the rotational position of the pump piston 70 from the desired rotational position nevertheless leads to the same start of delivery and thus start of spraying on the various double-piston pumps 1.
  • the permissible tolerance deviations are greater the larger the horizontal step sections in relation to the diameter of the control opening 101.
  • the adjustment error compensation that can be achieved with the stepped control edge 100 is advantageous not only in connection with the type of actuation shown with pressurization of the control rod 71. Rather, the stepped control edge 100 can also be used advantageously in conjunction with other means for actuating the control rod 71.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer als Doppelkolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpe, die zum Einspritzen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zu einem ihr jeweils zugeordneten Injektor fördert, und die hinsichtlich des Einspritzverlaufs optimiert ist. Die Doppelkolbenpumpe besitzt zwei parallel auf eine gemeinsame Leitung fördernde Pumpenkolben (70, 73) mit Steuerkanten, wobei jedem Pumpenkolben (70, 73) eine Steuerstange (71, 74) zugeordnet ist, mit der Förderbeginn und Förderende steuerbar sind. Dabei ist am ersten Pumpenkolben (70) der Förderbeginn und am zweiten Pumpenkolben (73) das Förderende einstellbar. Zur variablen Einstellung der in Schliessrichtung auf die Düsennadel (12) wirkenden Kraft wird vor Beginn einer Einspritzung in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern ein Steuerdruck bereit gestellt, der eine Druckbeaufschlagung der Düsennadel (12) in Schliessrichtung erlaubt. Zur Kompensation der dadurch verursachten Spritzbeginnänderung erfolgt eine entsprechende Verstellung der Steuerstange (71) des den Förderbeginn regelnden ersten Pumpenkolbens (70).

Description

KraftStoffeinspritzeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, mit einer als Doppelkolbenpumpe ausgebildeten Kraftstoffpumpe, die zum Einspritzen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine Kraftstoff zu einem ihr jeweils zugeordneten Injektor fördert. Zur Steuerung von Beginn und Ende einer Einspritzung wird ein Querschnitt der Düsennadel mit dem von der Kraftstoffpumpe gelieferten Kraftstoff beaufschlagt, der eine Öffnungskraft an der Düsennadel in Öffnungsrichtung bewirkt. Entsprechend der Fördercharakteristik der Doppelkolbenpumpe steigt der Kraftstoffdruck während einer Einspritzung bis zum Erreichen eines Höchstdrucks an, um dann wieder abzufallen.
Eine Doppelkolbenpumpe der vorausgesetzten Bauart, die an sich Stand der Technik ist, besitzt zwei Pumpenkolben, wobei jedem Pumpenkolben eine Steuerstange zugeordnet ist, mit der Förderbeginn und Förderende des jeweiligen Pumpenkolbens durch Verdrehung des Pumpenkolbens regelbar ist. Derartige Doppelkolbenpumpen haben den Vorteil, dass große Fördermengen möglich sind bei kleinem Bauvolumen. Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Anwendung wird jeweils einer der beiden Pumpenkolben dazu benutzt, um Förderbeginn und Förderende einzustellen. Dadurch, dass beide Pumpenkolben parallel auf eine gemeinsame Leitung fördern, wird die vor Förderbeginn und nach Förderende vom nicht gesteuerten Pumpenkolben geför- derte Kraftstoffmenge über die Steuerbohrungen des gesteuerten Pumpenkolbens abgesteuert.
Im Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, bei Einspritzsystemen mit Einfachkolbenpumpen den Öffnungsdruck eines Einspritzventils in Abhängigkeit von Motorparametern zu variieren, um eine bessere Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs zu erreichen. Ein derartiges Kraftstoffeinspritz- system geht beispielsweise aus der US 4,403,585 als bekannt hervor, bei dem die Düsennadelzuhaltekraft durch hydraulische Beaufschlagung eines auf die Ventilschließfeder wirkenden Kolbens variiert wird. Nachteil bei diesem System ist, dass mit Erhöhung der Zuhaltekraft zwar der Beginn der Einspritzung zu höheren Einspritzdrücken hin verschoben wird, aber mit der Verschiebung des Einspritzbeginns zugleich eine ungewollte Verschiebung des Einspritzbeginns nach SPÄT verbunden ist .
Im Weiteren ist es beispielsweise aus der DE 25 00 644 C2 bekannt, dass Kraftstoffeinspritzventile in Folge der unterschiedlichen Beaufschlagungsquerschnitte für den Kraftstoff in geschlossenem und geöffneten Zustand eine Differenz zwischen Öffnungs- und Schließdruck aufweisen. Deshalb wird der Schließdruck über den durch die Nadelgeometrie bestimmten Wert angehoben, indem die Düsennadel nach Einspritzbeginn mit einer zusätzlichen Schließkraft beaufschlagt wird.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine eine Doppelkolbenpumpe enthaltende Kraftstoffeinspritzeinrichtung hinsichtlich des Einspritzverlaufs zu optimieren.
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch aufgeführten Merkmale dadurch gelöst, dass am ersten Pumpenkolben der Dop- pelkolbenpumpe der Förderbeginn und am zweiten Pumpenkolben das Förderende eingestellt wird, wobei der zweite Pumpenkolben dem ersten Pumpenkolben hinsichtlich des Förderbeginns voreilt und der zweite Pumpenkolben dem ersten Pumpenkolben hinsichtlich des Förderendes nacheilt, wobei der vom zweiten Pumpenkolben vor dem Förderbeginn des ersten Pumpenkolbens geförderte Kraftstoff über die dem ersten Pumpenkolben zugeordneten Steuerbohrungen abgeführt wird, und wobei der vom ersten Pumpenkolben nach dem Förderende des zweiten Pumpenkolbens geförderte Kraftstoff über die dem zweiten Pumpenkolben zugeordneten Steueröffnungen abgeführt wird. Des weiteren ist eine Steuerleitung vorgesehen, die mit ersten Steuerräumen aller Injektoren verbunden ist und einen Steuerdruck bereitstellt, der eine Druckbeaufschlagung von den Steuerräumen zugeordneten, auf die Düsennadel in Schließrichtung wirkenden Kolben zur variablen Einstellung der in Schließrichtung auf die Düsennadel wirkenden Kraft vor Beginn einer Einspritzung in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern ermöglicht.
Zur Kompensation der damit verbundenen Spritzbeginnveränderung erfolgt eine Verstellung der Steuerstange zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von dem in der Steuerleitung herrschenden Druck. Die Verstellung der Steuerstange kann beispielsweise hydraulisch oder auch elektrisch mittels eines Elektromotors erfolgen.
Zweckmäßigerweise wird der in der Steuerleitung anliegende Steuerdruck unmittelbar zur Einstellung der Steuerstange des den Förderbeginn regelnden Pumpenkolbens benutzt.
Zweckmäßigerweise wird der in der Steuerleitung anliegende Steuerdruck in Abhängigkeit von Betriebsparametern- bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine höher eingestellt als bei höheren Drehzahlen. Ein hoher, niedrigen Drehzahlen ent- sprechender Steuerdruck entspricht am ersten Pumpenkolben (70) einer Verstellung des Förderbeginns in Richtung FRÜH, ein niedriger, hohen Drehzahlen entsprechender Steuerdruck entspricht einer Verstellung des Förderbeginns in Richtung SPÄT. Mit dieser Kopplung wird erreicht, dass einerseits eine Einspritzung bei niedrigen Einspritzdrücken vermieden wird. Gleichzeitig wird die mit der Öffnungsdruckerhöhung verbundene Verschiebung des Einspritzbeginns in Richtung SPÄT durch eine Verstellung des Förderbeginns am Pumpenkolben in Richtung FRÜH ausgeglichen. Grundsätzlich sind aber auch je nach Motorbetriebserfordernissen davon abweichende Regelstrategien möglich.
In weiterer Ausgestaltung gemäß den Unteransprüchen kann eine weitere Steuerleitung vorgesehen sein, mit der die auf die Düsennadel wirkende Schließkraft während der Einspritzung erhöht wird, um den Schließdruck anzuheben. Der notwendige Steuerdruck kann an einer Bohrung abgenommen werden, die im Pumpenzylinder des das Förderende steuernden zweiten Pumpenkolbens der Doppelkolbenpumpe angeordnet ist, um den Absteu- erdruck zur Beaufschlagung der Düsennadel in Schließrichtung zu nutzen, bevor der Druckabfall am Förderende die Einspritzdüse erreicht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind dem ersten, durch die Steuerstange verdrehbaren Pumpenkolben mit den Steuerbohrungen zusammenwirkende Steuerkanten auf dem Umfang zugeordnet, die mit Stufen ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind die Stufen treppenförmig ausgebildet, und die Stufenbreite ist größer als der Durchmesser der Steuerbohrungen angelegt . Zweckmäßigerweise erfolgt die Verstellung der Steuerstange (71) in Anpassung auf die stufenförmige Ausbildung der Steuerkante stufenweise.
Vorzugsweise ist die Steuerstange (71) zur stufenweisen Verstellung mit stufenweise veränderbarem Steuerdruck beaufschlagbar .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Figur 1 zeigt ein Einspritzsystem mit bezüglich des Öffnungsund Schließdrucks anpassbaren Injektoren, denen jeweils eine Doppelkolbenkraftstoffpumpe zugeordnet ist;
Figur 2 zeigt einen Pumpenkolben mit stufenförmiger Steuerkante, wie er zur stufenweise Verstellung des Spritzbeginns bei der Doppelkolbenkraftstoffpumpe Anwendung finden kann.
In der Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit zwei Injektoren 5 dargestellt, denen jeweils eine Doppelkolbenpumpe 1 zugeordnet ist. Die Pumpenkolben 70, 73 der Kraftstoffpumpe 1 werden jeweils von einem Nocken angetrieben, der jedoch nicht dargestellt ist. Auf Grund der Fördercharakteristik der Kraftstoffpumpe nimmt der Druck in einer Einspritzleitung 4, die mit der Zulaufleitung 6 eines Injektors 5 verbunden ist, bis zum Erreichen eines Höchstwerts zu, um am Ende dann wieder abzufallen. Die Injektoren 5 sind druckgesteuert, das heißt, dass die Einspritzung durch Beaufschlagung eines Düsenraums 11 mit dem Kraftstoffdruck gesteuert wird, der auf einen Bund der Düsennadel 12 wirkt, der eine Kreisringfläche ist, die zwischen dem dichtenden Sitzdurchmesser und dem Düsennadelführungsdurchmesser liegt. Im Weiteren ist in der Figur eine Steuerleitung 9 dargestellt, die über davon abzweigende erste 7 und zweite 8 S euerleitungen mit jedem Injektor 5 verbunden ist. Der Steuerdruck wirkt auf Kolben 16 und 17, die Steuerräumen 13 und 14 zugeordnet sind. Der im ersten Steuerraum 13 vor Beginn der Einspritzung anliegende Steuerdruck bewirkt eine Erhöhung des Düsenöffnungs- druck. Vorzugsweise liegt der Steuerdruck über eine Steuerleitung 9 auch an der Steuerstange 71 der Doppelkolbenpumpe 1 an. Der Steuerdruck wird an der Steuerstange 71 dazu benutzt, den Förderbeginn zu verstellen, um die Einspritzbeginnverstellung durch Erhöhung des Düsenöffnungsdrucks zu kompensieren. Um die Steuerstange beispielsweise in Abhängigkeit von Motorbetriebszuständen abweichend von dem in der Steuerleitung 9 herrschenden Druck verstellen zu können, ist es zweckmäßig, die Einsteileinrichtung für die Steuerstange nicht unmittelbar mit dem Steuerdruck in der Steuerleitung 9 zu beaufschlagen, sondern einen separaten hydraulischen oder e- lektrischen Steuerkreis zu verwenden. Gegebenenfalls kann aus dem Steuerdruck ein Steuersignal abgeleitet, das in eine neue elektrische oder hydraulische Stellgröße umgewandelt wird. Zur Erzeugung geeigneter elektrischer oder hydraulischer Stellgrößen aus dem Steuersignal können beispielweise elektronisch hinterlegte Tabellen verwendet werden.
Eine Einrichtung zur Erzeugung des Steuerdrucks besteht beispielsweise aus einem Motorsteuergerät 82, das ein Druckregelventil 83 steuert. Als Steuerfluid kann beispielsweise Mo- toröl dienen, das von einer Pumpe 80 aus einem Motoröltank 81 entnommen wird.
Die Doppelkolbenpumpe 1 ist mit einem ersten 70 und einem zweiten 73 Pumpenkolben mit Pumpenzylindern 72, 75 ausgebildet. Den Pumpenkolben 70, 73 sind Steuerstangen 71 und 77 zugeordnet. Der erste Pumpenkolben 70 wird erfindungsgemäß zum Steuern des Förderbeginns und der zweite Pumpenkolben 73 zum Steuern des Förderendes benutzt. Der geförderte Kraftstoff gelangt über eine Einspritzleitung 4 in den Düsenraum 11 des Injektors 5. Der Förderbeginn des ersten Pumpenkolbens wird zum Beispiel durch den über die Steuerleitung 9, 7 an der Steuerstange 71 anliegenden Druck bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine in Richtung FRÜH verstellt und bei höheren Drehzahlen in Richtung SPÄT. Die Verstellung der Steuerstange kann je nach Motorbetriebszustand auch davon abweichende Regelstrategien verlangen. Entsprechend uss die Steuerstange 71 dann mit einer Stelleinrichtung versehen sein, die unabhängig von dem in der Steuerleitung herrschenden Druck ansteuerbar ist. Der zweite Pumpenkolben 73 kann dem ersten Pumpenkolben 70 hinsichtlich des Förderbeginns voreilen, wobei der vom zweiten Pumpenkolben 73 vor dem Förderbeginn des ersten Pumpenkolbens 70 geförderte Kraftstoff über die dem ersten Pumpenkolben 70 zugeordneten Steuerbohrungen abgeführt wird.
Der Injektor kann über den zweiten Steuerraum 14 während einer Einspritzung über die zweite Steuerleitung 8 zusätzlich mit Kraf stoffdruck oder einem anderen Steuerfluid beaufschlagt werden, um den Schließdruck zu erhöhen. Hierzu dient beim dargestellten Injektor 5 ein Ventil 20, das selbsttätig durch den Hub der Düsennadel 12 aufgesteuert wird. Die zweiten Steuerleitungen 8 können von der gemeinsamen Steuerleitung 9 abzweigen oder an eine weitere, nicht dargestellte, von der Steuerleitung 9 separate Steuerleitung angeschlossen sein, die ein anderes Druckniveau besitzt.
Wie dargestellt kann der Steuerraum 14 auch über eine Steuerleitung 60, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nur stückweise dargestellt ist, an eine Bohrung 61 des Pumpenzylinders 75 angeschlossen sein. Die Bohrung ist im Pumpenzylinder 75 so angeordnet, dass der Absteuerdruck in der Steuerleitung 61 anliegt, bevor der Druckabfall am Förderende die Einspritzdü- se erreicht. Durch diese Ausbildung kann der Schließdruck zusätzlich erhöht werden. Die Steuerleitung 60 kann jedoch auch die zweiten Steuerleitungen 8 ersetzen und ausschließlich zur Regelung des Schließdrucks dienen.
Der in Figur 2 dargestellte Pumpenkolben 70 mit stufenförmiger Steuerkante 100 kann bei der Doppelkolbenpumpe an Stelle eines Pumpenkolbens mit kontinuierlich verlaufender Steuerkante zur Steuerung des Spritzbeginns verwendet werden. Mit einer Erhöhung der Düsennadelniederhaltekraft wird, wie vorstehend schon beschrieben, der Spritzbeginn unerwünschterweise nach spät verschoben. Zur Kompensation der durch die Schließkraftänderung an der Düsennadel 12 hervorgerufenen Spritzbeginnänderung und zur Einstellung des für den Betriebsbereich optimalen Spritzbeginnzeitpunktes wird mit der Steuerstange 71 die Drehstellung des Pumpenkolbens 70 korrigiert. Die dazu notwendige Verstellung der Steuerstange 71 kann mit beliebigen Mitteln erfolgen, beispielsweise auch mit Hilfe des in der Steuerleitung 9 anliegenden Steuerdrucks, der auf einen Steuerkolben der Steuerstange 71 wirkt, und durch eine Verschiebung der Steuerstange 71 eine Verdrehung des Pumpenkolbens 70 bewirkt. Der Steuerkolben der Steuerstange 71 arbeitet gegen eine mit zunehmendem Stellweg ansteigende Kraft, beispielsweise die Kraft einer Feder, so dass jedem Steuerdruck ein bestimmter Stellweg zugeordnet werden kann, der einer bestimmten Verdrehstellung des Pumpenkolbens 70 entspricht.
Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass aufgrund unterschiedlicher Ursachen keine exakte Gleichstellung der Pumpenkolben 70 aller an der gemeinsamen Steuerleitung 9 angeschlossenen Doppelkolbenpumpen 1 erzielbar ist, so dass von Injektor zu Injektor unerwünschte Abweichungen im Spritzbeginn entstehen. Diesem Stellfehler kann dadurch begegnet werden, dass die Steuerkante 100, die mit einer Steueröffnung 101 zusammenwirkt, mit Stufen mit waagerechten Abschnitten ausgeführt ist.
Die waagerechten, in Umfangsrichtung verlaufenden und axial zueinander versetzten Abschnitte sind wie die Stufen einer Treppe angeordnet . Der Übergang von einer waagerechten Stufe zur nächsten waagerechten Stufe ist vorzugsweise so ausgebildet, dass mit dem kleinstmöglichen Drehwinkel des Pumpenkolbens 70 die jeweils nächste Stufe erreicht wird. Eine zweckmäßige Ausgestaltung sind Stufen mit waagerechten und ungefähr senkrechten Abschnitten. Senkrecht bedeutet in Richtung der Längsachse des Pumpenkolbens verlaufend.
Besonders vorteilhaft ist diese Stufung der Steuerkante, wenn auch der Steuerdruck in definierten Stufen verändert wird. Innerhalb einer zulässigen Toleranz führt eine Abweichung der Drehstellung des Pumpenkolbens 70 von der Solldrehstellung trotzdem zu gleichem Förderbeginn und damit Spritzbeginn an den verschiedenen Doppelkolbenpumpen 1. Die zulässigen Toleranzabweichungen sind um so größer, je größer die waagrechten Stufenabschnitte im Verhältnis zum Durchmesser der Steueröffnung 101 sind.
Der mit der gestuften Steuerkante 100 erzielbare Stellfehlerausgleich ist nicht nur in Verbindung mit der dargestellten Betätigungsart mit Druckbeaufschlagung der Steuerstange 71 vorteilhaft. Vielmehr ist die gestufte Steuerkante 100 auch in Verbindung mit anderen Mitteln zur Betätigung der Steuerstange 71 vorteilhaft einsetzbar.

Claims

Patentansprüche
Kraf stoffeinspritzeinrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit wenigstens einer Doppelkolbenpumpe (1) zum Fördern von unter zunehmendem und abnehmendem Druck stehendem Kraftstoff mit zwei parallel auf eine gemeinsame Leitung fördernden Pumpenkolben (70, 73) mit Steuerkanten (100), die mit Steueröffnungen (101) in einem jeweils zugeordneten Pumpenzylinder (72, 75) zusammenwirken, wobei jedem Pumpenkolben (70, 73) eine Steuerstange (71, 74) zugeordnet ist, mit der Förderbeginn und Förderende steuerbar sind, ferner mit einem jeder Doppelkolbenpumpe (1) zugeordneten Injektor (5) mit einer Einspritzdüse und mit einer Düsennadel (12) zur Steuerung von Beginn und Ende einer Einspritzung, wobei die Düsennadel (12) in den Einspritzpausen durch eine in Schließrichtung an der Düsennadel (12) wirkende Kraft in Schließstellung in Anlage an einem Ventilsitz gehalten wird, und wobei die Düsennadel (12) mit dem von der Doppelkolbenpumpe (1) geförderten Kraftstoff zur Erzeugung einer in Öffnungsrichtung gerichteten Kraft beaufschlagbar ist, und wobei eine Einspritzung beginnt, wenn die in Öffnungsrichtung gerichtete Kraft die in Schließrichtung gerichtete Kraft übersteigt, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Pumpenkolben (70) der Förderbeginn und am zweiten Pumpenkolben (73) das Förderende einstellbar ist, wobei der zweite Pumpenkolben (73) dem ersten Pumpenkolben (70) hinsichtlich des Förderbeginns voreilt und der zweite Pumpenkolben (73) dem ersten Pumpenkolben (70) hinsichtlich des Förderendes nacheilt, wobei der vom zweiten Pumpenkolben (73) vor dem Förderbeginn des ersten Pumpenkolbens
(70) geförderte Kraftstoff über die dem ersten Pumpenkolben (70) zugeordneten Steueröffnungen (101) abgeführt wird, und wobei der vom ersten Pumpenkolben (70) nach dem Förderende des zweiten Pumpenkolbens (73) geförderte Kraftstoff über die dem zweiten Pumpenkolben (73) zugeordneten Steueröffnungen abgeführt wird, dass ferner erste Steuerleitungen (7) vorgesehen sind, die mit ersten Steuerräumen (13) aller Injektoren (5) verbunden sind und einen Steuerdruck bereit stellen, der eine Druckbeaufschlagung von den Steuerräumen (13) zugeordneten, auf die Düsennadel (12) in Schließrichtung wirkenden Kolben (16) zur variablen Einstellung der in Schließrichtung auf die Düsennadel (12) wirkenden Kraft vor Beginn einer Einspritzung in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern ermöglicht, und dass zur Kompensation der dadurch verursachten Spritzbeginnveränderung eine Verstellung der Steuerstange
(71) des den Förderbeginn regelnden ersten Pumpenkolbens (70) erfolgt.
2. Kraf stoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Steuerstange (71) in Abhängigkeit von dem in den Steuerleitungen (7) herrschenden Druck erfolgt.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Steuerstange (71) der in den Steuerleitungen (7) anstehende Steuerdruck an einem Steuerkolben der Steuerstange (71) anliegt.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Steuerleitungen (7) anstehende Steuerdruck in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bei niedrigen Drehzahlen höher einstellbar ist als bei hohen Drehzahlen, und dass ein hoher Steuerdruck einer Verstellung der den Förderbeginn regelnden SteuerStange (71) in Richtung früh entspricht, und dass ein niedriger Steuerdruck einer Verstellung der den Förderbeginn regelnden Steuerstange (71) in Richtung spät entspricht . . ■
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Steuerleitungen
(8 oder 60) vorgesehen sind, die einen zweiten Steuerdruck bereit stellen, der eine Druckbeaufschlagung von zweiten Steuerräumen (14) zugeordneten, auf die Düsennadel (12) in Schließrichtung wirkenden Kolben (17) zur variablen Einstellung der in Schließrichtung auf die Düsennadel (12) wirkenden Kraft in Abhängigkeit von Motorbetriebsparametern nach Beginn und vor Ende einer Einspritzung ermöglicht.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Steuerleitungen (7) von einer für wenigstens zwei Injektoren gemeinsamen Steuerleitung (9) abzweigen.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Steuerleitungen (8) von der Steuerleitung (9) abzweigen.
8. Kraftstoffeinspritzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerleitung (60) an eine Bohrung (61) des Pumpenzylinders (75) des das Förderende regelnden zweiten Pumpenkolbens (73) angeschlossen ist, wobei die Bohrung (61) so angeordnet ist, dass der Absteuer-, druck in der Steuerleitung (60) anliegt, bevor der Druckabfall am Förderende den Düsenraum (11) der Einspritzdüse erreicht .
9. Kraftstoffeinspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Pumpenkolben (70) mit den Steueröffnungen (101) zusammenwirkende Steuerkanten (100) auf dem Umfang zugeordnet sind, dass der erste Pumpenkolben (70) zur Steuerung des Förderbeginns mittels der Steuerstange (71) verdrehbar ist, und dass die Steuerkanten (100) mit Stufen mit waagerechten Abschnitten ausgebildet sind.
10.Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufen treppenförmig mit ungefähr senkrechten Übergängen ausgebildet sind»»
11.Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die waagerechten Stufenabschnitte größer als der Durchmesser der Steueröffnungen (101) sind.
12.Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Steuerstange (71) in Anpassung an die Ausbildung der Steuerkante (101) stufenweise erfolgt.
13.Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (71) zur stufenweisen Verstellung mit stufenweise veränderbarem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
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