Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

EP1363015A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP1363015A1
EP1363015A1 EP03004642A EP03004642A EP1363015A1 EP 1363015 A1 EP1363015 A1 EP 1363015A1 EP 03004642 A EP03004642 A EP 03004642A EP 03004642 A EP03004642 A EP 03004642A EP 1363015 A1 EP1363015 A1 EP 1363015A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
injection
valve member
pressure
injection valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03004642A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Boehland
Godehard Nentwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1363015A1 publication Critical patent/EP1363015A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/46—Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies

Definitions

  • the invention is based on one Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injector is due to the EP 0 957 261 A1 is known.
  • This Fuel injector has the for each cylinder Internal combustion engine with a high pressure fuel pump and with this connected fuel injector.
  • the High pressure fuel pump has a through Internal combustion engine driven in one stroke Pump piston that delimits a pump workspace that connected to a pressure chamber of the fuel injector is.
  • the fuel injector has one Injection valve member through which at least one Injection opening is controlled and that of that in the pressure chamber prevailing pressure against a closing force in an opening direction is movable.
  • a first electrically controlled control valve is used to control the Fuel injection a connection of the Pump work room controlled with a relief room.
  • the Injector member is one of those in one pressure in the fuel-filled control pressure chamber assigned area, over which by the im Control pressure prevailing pressure a force in Closing direction is generated on the injection valve member.
  • the control pressure chamber has a connection with the Pump workspace open and one electrically by a second actuated control valve controlled connection with a Relief chamber. If the pressure in the Pump work space and thus in the pressure chamber of the Fuel injection valve in the opening direction on the Injector member force is greater than that generated by the pressure generated in the control pressure chamber and the closing force on the injector member so moved the injection valve member is in the opening direction and there the at least one injection opening free.
  • the Injection cross section through the injector member being controlled is always the same size. This makes possible not under all operating conditions of the internal combustion engine optimal fuel injection.
  • the fuel injection device with the Features according to claim 1 has the advantage that through the second injection valve member with the at least a second injection port additional Injection cross section can be released or closed can, so that the injection cross section to the Operating conditions of the internal combustion engine optimally adapted can be.
  • the control of the injection cross section takes place thereby in a simple manner by means of the second electrically operated control valve controlled pressure in the Control pressure chamber.
  • Training according to claim 2 allows a staggered opening of the second injector member to the first Injection valve member.
  • the training according to claim 3 enables an optimal pre-injection of a low Fuel quantity.
  • the training according to claim 4 enables it that the first injector member based on its with maximum opening stroke open position by the in Control pressure chamber pressure no longer closed can be and thus independently the opening of the second Injection valve member through the in the control pressure chamber prevailing pressure can be controlled.
  • Training according to claim 5 enables an optimal main injection, if only a relatively small amount of fuel to be injected.
  • the training according to claim 6 allows an optimal main injection, if with this a relatively large amount of fuel is to be injected.
  • FIG. 1 shows a Fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation in a longitudinal section
  • Figure 2 in an enlarged view one in Figure 1 with II designated section of the fuel injection device
  • 3 shows an enlarged view of a III in FIG designated section of the fuel injector with closed injection valve members
  • Figure 4 den Section III with open injection valve members
  • Figure 5 stroke profiles of the injection valve members Fuel injector over time during one Injection cycle.
  • FIG. 1 to 4 is one Fuel injection device for an internal combustion engine shown a motor vehicle.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine.
  • the Fuel injection device is a so-called pump-nozzle system or designed as a pump-line-nozzle system and points for each cylinder of the internal combustion engine a high pressure fuel pump 10 and one with this connected fuel injector 12.
  • At a Training as a pump-line-nozzle system is the High pressure fuel pump 10 removed from Fuel injector 12 arranged and with this over a line connected.
  • the exemplary embodiment is the fuel injection device designed as a pump-nozzle system, the High pressure fuel pump 10 and that Fuel injection valve 12 directly connected to each other are and form a structural unit.
  • the High-pressure fuel pump 10 has one in one Cylinder bore 16 in a pump body 14 tightly guided Pump piston 18 on by a cam 20 one Camshaft of the internal combustion engine against the force of one Return spring 19 is driven in one stroke.
  • the Pump piston 18 limits one in the cylinder 16 Pump working space 22 in which the delivery stroke of Pump piston 18 fuel is compressed under high pressure.
  • the pump working space 22 is during the suction stroke of the pump piston 18 fuel in a manner not shown Fuel tank 24 of the motor vehicle supplied.
  • the fuel injection valve 12 has a valve body 26 on, which can be formed in several parts, in which a first Injection valve member 28 in a bore 30 is guided longitudinally.
  • a first Injection valve member 28 in a bore 30 is guided longitudinally.
  • Figure 2 has the valve body 26 on the combustion chamber of the End cylinder facing the engine at least one first, preferably several first Injection openings 32 on the circumference of the Valve body 26 are arranged distributed.
  • the first Injection valve member 28 faces the combustion chamber facing end region, for example an approximately conical one Sealing surface 34, which with a in the valve body 26 in the end region facing the combustion chamber Valve seat 36 cooperates, by or after which remove first injection openings 32.
  • valve body 26 In the valve body 26 is between the injection valve member 28 and the bore 30 to the valve seat 36 towards an annular space 38, which in its end area facing away from the valve seat 36 by a radial expansion of the bore 30 in a the first Injection valve member 28 passes surrounding pressure chamber 40.
  • the first injection valve member 28 has the level of Pressure chamber 40 by reducing a cross section Pressure shoulder 42 on.
  • first injection valve member 28 At the end facing away from the combustion chamber first injection valve member 28 indirectly engages a first one biased closing spring 44 through which the first Injection valve member 28 is pressed toward the valve seat 36.
  • the first closing spring 44 is in contact with the bore 30 adjoining spring chamber 46 arranged in Valve body 26 or in the pump body 14 or in one between the valve body 26 and the pump body 14 arranged intermediate body 45 is formed.
  • the first injection valve member 28 of the Fuel injection valve 12 is as in FIGS. 1 and 2 shown hollow and in this is in a A bore formed coaxially in the injection valve member 28 second injection valve member 128 guided.
  • the second injector member 128 becomes at least one controlled second injection opening 132 in the valve body 26.
  • the at least one second injection opening 132 is in Direction of the longitudinal axis of the injection valve members 28, 128 the at least one first injection opening 32 for Combustion chamber arranged offset.
  • the second Injection valve member 128 faces the combustion chamber facing end region, for example an approximately conical one Sealing surface 134, which with a in the valve body 26 in the end region facing the combustion chamber Valve seat 136 cooperates, by or after which discharge second injection openings 132.
  • a pressure surface 142 is formed on this, at opened first injection valve member 28 of the pressure chamber 40 prevailing pressure acts.
  • the first injection valve member 28 is connected as in FIG 1 shows a protruding into the spring chamber 46 Support sleeve 48 on which the Injection valve member 28 side facing a cup-shaped Sleeve 50 supports, on which the support sleeve 48 facing away In turn, the first closing spring 44 is supported.
  • the on the other hand, the first closing spring 44 is supported on an in from the spring chamber 46 inserted spring plate 52.
  • a first control piston 54 from the diameter is graduated.
  • the first control piston 54 is with a small diameter section 54a in the spring chamber 46 arranged and protrudes with a large diameter Section 54b in an adjoining the spring chamber 46 Hole 56 in.
  • the first control piston 54 joins its section 54a through the spring plate 52.
  • the first control piston 54 is hollow and its Section 54b is tightly guided in the bore 56 and delimited in this with its annular end face 55 partially a control pressure chamber 58.
  • Injector member 128 supports a second one Control piston 154 from the through the support sleeve 48, the Sleeve 50 and the first control piston 54 into the bore 56 protrudes and there also with its end face 155 den Control pressure chamber 58 partially limited.
  • the second Spool 154 is in its end portion 54b of the first control piston 54 tightly guided.
  • the second Control piston 154 has in its sleeve 50 arranged area an enlarged in diameter Collar 152 on, between and that of the support sleeve 48th bottom of the sleeve 50 facing away from it, a second closing spring 144 is clamped. The second closing spring 144 will second injector member 128 via the second Control piston 154 acted upon in the closing direction.
  • a first electrically operated control valve 62 becomes one Connection 64 of the pump workspace 22 with a Relief chamber controlled, for example, at least indirectly the fuel tank 24 or the Pressure side of a feed pump 23 can serve through Fuel from the fuel tank 24 in the Pump work room 22 is promoted. As long as none Fuel injection is to be done through the Control valve 62 the connection 64 of the pump workspace 22nd opened with the relief chamber, so that in Pump work room 22 can not build up high pressure.
  • Control valve 62 When a Fuel injection is to take place, so by Control valve 62 of the pump work chamber 22 from the relief chamber separated so that the delivery stroke of the pump piston 18 in Pump workspace 22 can build up high pressure.
  • the Control valve 62 can be an electromagnetic actuator or have a piezo actuator.
  • the control valve 62 is For example, designed as a 2/2-way valve and between an open and a closed switch position switchable and is made by an electronic Control device 63 controlled.
  • the control pressure chamber 58 has a bore 66 Connection with the channel 60 and thus with the Pump work room 22. In the bore 66 is one Throttle point 67 arranged. The control pressure chamber 58 has also via a bore 68 a connection with a Relief space on than the at least indirectly the Fuel reservoir 24 is used. In the bore 68 is a throttle point 69 is arranged. The throttling points 67 and 69 are coordinated in their dimensioning to specifically filling the control pressure chamber 58 with Fuel from the pump workspace 22 and relief of the control pressure chamber 58 to the relief chamber 24 enable. The connection of the Steuerdruckruams 58 with the Relief chamber 24 becomes electrical by a second one operated control valve 70 controlled like the first Control valve 62 can be formed and by the Control device 63 is controlled.
  • the bore 68 through which the control pressure chamber 58 Has connection to the relief chamber 24 is in Smaller diameter than the bore 56 in the the control pressure chamber 58 is formed so that at the transition from Control pressure chamber 58 to bore 68 an annular Limitation 59 of the control pressure chamber 58 is formed.
  • the first control piston 54 points as in FIGS. 3 and 4 shown on its boundary 59 facing End face 55 has an annular elevation 53, the compared to the end face 55 a smaller width in has radial direction of the control piston 54.
  • the Survey 53 can be formed, for example, in that the end of the first control piston 54 as in FIGS. 3 and 4 has opposite bevels shown.
  • first injector member 28 a stroke in Executes opening direction 29, so is on the support sleeve 48 and the sleeve 50 also the first control piston 54 in Arrow direction 29 moves.
  • the maximum opening stroke of the first Injection valve member 28 is limited in that the first Control piston 54 with its elevation 53 at the limit 59 of the control pressure chamber 58 comes to rest.
  • Figure 3 are the control pistons 54,154 in their position in their Injection valve members 28, 128 arranged in the closed position 4 and the control pistons 54, 154 in their position in their with maximum opening stroke Injector members arranged in the open position 28, 128.
  • Both control valves 62 and 70 are operated by the electronic Control device 63 controlled.
  • the control device 63 signals about operating parameters of the Internal combustion engine, such as in particular speed, load, Temperature and other parameters such as Air temperature, air pressure and possibly other Parameters supplied.
  • the control valves 62 and 70 depending on these parameters controlled to control the fuel injection.
  • a pre-injection of a small amount of fuel becomes the second control valve 70 by the control device 63 opened so that the control pressure chamber 58 with the Relief chamber 24 is connected and the pressure in Control pressure chamber 58 drops. If the pressure in the Pump work chamber 22 and thus in the pressure chamber 40 of the Fuel injector 12 is so high that through this over the pressure shoulder 42 to the first Injection valve member 28 generated pressure force is greater than the buzzer of the force of the first closing spring 44 and the by the residual pressure prevailing in the control pressure chamber 58 the first spool 54 to the first Injection valve member 28 generated force, so that opens Fuel injector 12 by the first Injection valve member 28 with its sealing surface 34 from Valve seat 36 lifts off and the at least one first Injection opening 32 releases.
  • the through the in the pressure room 40 prevailing pressure over the pressure shoulder 142 on the second Injection valve member 128 generated compressive force is less than the sum of the by the second closing spring 144 and the via the second control piston 154 by the in Control pressure chamber 58 prevailing residual pressure on the second Injection valve member 128 force generated in the closing direction, so that the second injector member 128 in its The closed position remains.
  • On the fuel injector 12 is thus only a part with the first injection openings 32 of the entire injection cross section opened so that accordingly only a small amount of fuel is injected becomes.
  • the second Control valve 70 closed by the control device 63, so that the pressure in the control pressure chamber 58 rises again and that first injector member 28 as a result of the first Control piston 54 on this generated higher force in Closing direction is moved back to its closed position.
  • the time period for which the second control valve 70 is Pre-injection is opened is very short, so that first injection valve member 28 opens only with a partial stroke and the first control piston 54 does not have its elevation 53 at the boundary 59 of the control pressure chamber 58 to the system comes.
  • the entire end face 55 is the first Control piston 54 from the prevailing in the control pressure chamber 58 Pressurized and with the second closed Control valve 70 generates that in control pressure chamber 58 prevailing rising pressure is a force at first Control piston 54, which is sufficient to the first Injection valve member 28 against that in pressure chamber 40 prevailing pressure to move into its closed position. If the first injection valve member 28 only with a partial stroke is open, so there is also between its Sealing surface 34 and the valve seat 36 only a narrow gap, in which throttles the fuel flowing through, so that the injection valve member 28 in Opening direction 29 force is less than with maximum opening stroke of opened injection valve member 28.
  • the first Control valve 62 preferably kept closed, so that in Pump work chamber 22, a further pressure build-up takes place.
  • the second control valve 70 by the control device 63 at a certain time opened so that the control pressure chamber 58 with the Relief chamber 24 is connected and the pressure in Control pressure chamber 58 drops.
  • the first injector member 28 then open and give at least one first Injection port 32 free.
  • the first injector member 28 opens with its maximum opening stroke, so that the first control piston 54 with its elevation 53 on the Limitation 59 of the control pressure chamber 58 comes to rest.
  • the second control valve 70 is through the control device 63 closed again, so that the Pressure in the control pressure chamber 58 rises again before that second injection valve member 128 through the in the pressure chamber 40th prevailing pressure is moved in the opening direction 29.
  • the second injection valve member 128 is then by the on second control piston 154 acting high pressure in its Closed position maintained.
  • the first injector member 28 remains open with its maximum opening stroke Position, since only the part lying within the survey 53 the end face 55 of the first control piston 54 of the im Control pressure chamber 58 prevailing pressure and thus only one force in the closing direction at first Control piston 54 and thus the first injection valve member 28 results that is less than that in the pressure chamber 40 prevailing pressure in the opening direction 29 force generated.
  • the Control device 63 then the first control valve 62 opened so that the pressure in the pressure chamber 40 drops and that first injector member 28 by the force of the first Closing spring 44 and by the on the first control piston 54th generated by the pressure prevailing in the control pressure chamber 58 Power closes.
  • the amount of fuel to be injected is determined by the Control device 63 the second control valve 70 open longer held so that the second injection valve member 128 by the pressure prevailing in the pressure chamber 40 against the force the second closing spring 144 and by the im Control pressure chamber 58 prevailing residual pressure over the second Control piston 154 generated force opens and at least a second injection opening 132 opens.
  • the second Injection valve member 128 opens with time Delay after the first injector member 28 so that only the first one at the beginning of the main injection Injection valve member 28 is open. If the second Injection valve member 128 is open, so is on Fuel injector 12 the whole Injection cross section released and it becomes a larger one Amount of fuel injected.
  • the Main injection is the first control valve 62 through the Control device 63 opened so that the pressure in the pressure chamber 40 drops and the first and second injection valve members 28,128 by the closing forces acting on them Close the closing springs 44, 144 and the control piston 54, 154.
  • the second control valve 70 is thereby Control device 63 closed.
  • first Injection ports 32 and the second injection ports 132 formed injection cross sections at least approximately the same are large so that when opening only the first Injector member 28 half of the total Injection cross section is released.
  • first injection openings 32 a form larger or smaller injection cross-section than that second injection ports 132.
  • FIG. 5 shows the course of the opening stroke h for the first one Injection valve member 28 with a solid line and for that second injection valve member 128 with a broken line represented over an time t during an injection cycle.
  • I is the pilot injection and with II the Main injection called.
  • pre-injection I only opens the first one, as explained above Injector valve member 28. Opens at main injection II either only the first injection valve member 28 or with time delay also the second injector member 128.
  • the time delay when opening the second Injector valve member 128 can through the second control valve 70 can be influenced by this after opening the first injection valve member 28 with maximum opening stroke is closed again, so the second Injector valve member 128 because of the high pressure in the Control pressure chamber 58 initially remains closed, and with time delay is opened again, so that second injection valve member 128 can open.
  • shut-off valve 80 in channel 60 be arranged.
  • the shut-off valve 80 is between the Connection 64 of the pump workspace 22 with the Relief chamber 24 and the connection 66 of the Control pressure chamber 58 arranged with the channel 60.
  • the Shut-off valve 80 can be opened towards the pressure chamber 40 Check valve or as an electrically operated valve be formed by the control device 63 is controlled.
  • Pressure chamber 40 and the control pressure chamber 58 from Pump work space 22 are separated.
  • When closed Shut-off valve 80 can be in the pump work space 22 opened first control valve 62 with the relief chamber 24 connected and thus relieved while at closed second control valve 70 fuel under pressure can be stored in the pressure chamber 40 and in the control pressure chamber 58 can.
  • By opening the second control valve 70 a Pre-injection or post-injection of fuel after the main injection take place at no time the fuel injection fuel through the pump piston 18 needs to be promoted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) auf, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist. Das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein erstes Einspritzventilglied (28) auf, durch das wenigstens eine erste Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist. Innerhalb des hohl ausgebildeten ersten Einspritzventilglieds (28) ist ein zweites Einspritzventilglied (128) verschiebbar geführt, durch das wenigstens eine zweite Einspritzöffnung (132) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist. Dem ersten Einspritzventilglied (28) und dem zweiten Einspritzventilglied (128) ist jeweils eine Fläche (55;155) zugeordnet, die von dem in einem kraftstoffgefüllten Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck beaufschlagt ist. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die EP 0 957 261 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum begrenzt, der mit einem Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils verbunden ist. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das von dem im Druckraum herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung bewegbar ist. Durch ein erstes elektrisch gesteuertes Steuerventil wird zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsraum gesteuert. Dem Einspritzventilglied ist eine von dem in einem kraftstoffgefüllten Steuerdruckraum herrschenden Druck beaufschlagte Fläche zugeordnet, über die durch den im Steuerdruckraum herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied erzeugt wird. Der Steuerdruckraum weist eine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum auf und eine durch ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil gesteuerte Verbindung mit einem Entlastungsraum. Wenn die durch den Druck im Pumpenarbeitsraum und damit im Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils in Öffnungsrichtung auf das Einspritzventilglied erzeugte Kraft größer ist als die durch den im Steuerdruckraum herrschenden Druck erzeugte Kraft und die Schließkraft auf das Einspritzventilglied, so bewegt sich das Einspritzventilglied in Öffnungsrichtung und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung frei. Der Einspritzquerschnitt, der durch das Einspritzventilglied dabei gesteuert wird ist immer gleich groß. Dies ermöglicht nicht unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine optimale Kraftstoffeinspritzung.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das zweite Einspritzventilglied mit der wenigstens einen zweiten Einspritzöffnung zusätzlicher Einspritzquerschnitt freigegeben oder verschlossen werden kann, so daß der Einspritzquerschnitt an die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine optimal angepasst werden kann. Die Steuerung des Einspritzquerschnitts erfolgt dabei in einfacher Weise durch den mittels des zweiten elektrisch betätigten Steuerventils gesteuerten Druck im Steuerdruckraum.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine zeitlich versetzte Öffnung des zweiten Einspritzventilglied zum ersten Einspritzventilglied. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine optimale Voreinspritzung einer geringen Kraftstoffmenge. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht es, daß das erste Einspritzventilglied ausgehend von seiner mit maximalem Öffnungshub geöffneten Stellung durch den im Steuerdruckraum herrschenden Druck nicht mehr geschlossen werden kann und somit unabhängig die Öffnung des zweiten Einspritzventilglieds durch den im Steuerdruckraum herrschenden Druck gesteuert werden kann. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine optimale Haupteinspritzung, wenn bei dieser nur eine relativ geringe Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine optimale Haupteinspritzung, wenn bei dieser eine relativ große Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt, Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, Figur 3 in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit III bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung bei geschlossenen Einspritzventilgliedern, Figur 4 den Ausschnitt III bei geöffneten Einspritzventilgliedern und Figur 5 Hubverläufe von Einspritzventilgliedern der Kraftstoffeinspritzeinrichtung über der Zeit während einem Einspritzzyklus.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In den Figuren 1 bis 4 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist als sogenanntes Pumpe-Düse-System oder als Pumpe-Leitung-Düse-System ausgebildet und weist für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes Kraftstoffeinspritzventil 12 auf. Bei einer Ausbildung als Pumpe-Leitung-Düse-System ist die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 entfernt vom Kraftstoffeinspritzventil 12 angeordnet und mit diesem über eine Leitung verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung als Pumpe-Düse-System ausgebildet, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12 direkt miteinander verbunden sind und eine Baueinheit bilden. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen in einer Zylinderbohrung 16 in einem Pumpenkörper 14 dicht geführten Pumpenkolben 18 auf, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 18 in nicht näher dargestellter Weise Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs zugeführt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, in dem ein erstes Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Wie in Figur 2 dargestellt weist der Ventilkörper 26 an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine erste, vorzugsweise mehrere erste Einspritzöffnungen 32 auf, die über den Umfang des Ventilkörpers 26 verteilt angeordnet sind. Das erste Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die ersten Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das erste Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das erste Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung eine Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des ersten Einspritzventilglieds 28 greift mittelbar eine erste vorgespannte Schließfeder 44 an, durch die das erste Einspritzventilglied 28 zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die erste Schließfeder 44 ist in einem sich an die Bohrung 30 anschließenden Federraum 46 angeordnet, der im Ventilkörper 26 oder im Pumpenkörper 14 oder in einem zwischen dem Ventilkörper 26 und dem Pumpenkörper 14 angeordneten Zwischenkörper 45 gebildet ist.
Das erste Einspritzventilglied 28 des Kraftstoffeinspritzventils 12 ist wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt hohl ausgebildet und in diesem ist in einer koaxial im Einspritzventilglied 28 ausgebildeten Bohrung ein zweites Einspritzventilglied 128 verschiebbar geführt. Durch das zweite Einspritzventilglied 128 wird wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 132 im Ventilkörper 26 gesteuert. Die wenigstens eine zweite Einspritzöfnung 132 ist in Richtung der Längsachse der Einspritzventilglieder 28,128 zu der wenigstens einen ersten Einspritzöffnung 32 zum Brennraum hin versetzt angeordnet. Das zweite Einspritzventilglied 128 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 134 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 136 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die zweiten Einspritzöffnungen 132 abführen. Nahe dem brennraumseitigen Ende des zweiten Einspritzventilglieds 128 ist an diesem eine Druckfläche 142 gebildet, auf die bei geöffnetem erstem Einspritzventilglied 28 der im Druckraum 40 herrschende Druck wirkt.
An das erste Einspritzventilglied 28 schließt sich wie in Figur 1 dargestellt eine in den Federraum 46 ragende Abstützhülse 48 an, an der sich auf deren dem Einspritzventilglied 28 abweisender Seite eine topfförmige Hülse 50 abstützt, an deren der Abstützhülse 48 abgewandter Seite sich wiederum die erste Schließfeder 44 abstützt. Die erste Schließfeder 44 stützt sich andererseits an einem in den Federraum 46 eingelegten Federteller 52 ab. An der der Abstützhülse 48 abgewandten Seite der Hülse 50 stützt sich außerdem ein erster Steuerkolben 54 ab, der im Durchmesser gestuft ausgebildet ist. Der erste Steuerkolben 54 ist mit einem im Durchmesser kleinen Abschnitt 54a im Federraum 46 angeordnet und ragt mit einem im Durchmesser großen Abschnitt 54b in eine sich an den Federraum 46 anschließende Bohrung 56 hinein. Der erste Steuerkolben 54 tritt mit seinem Abschnitt 54a durch den Federteller 52 hindurch. Der erste Steuerkolben 54 ist hohl ausgebildet und dessen Abschnitt 54b ist in der Bohrung 56 dicht geführt und begrenzt in dieser mit seiner ringförmigen Stirnfläche 55 teilweise einen Steuerdruckraum 58.
An der dem Brennraum abgewandten Seite des zweiten Einspritzventilglieds 128 stützt sich ein zweiter Steuerkolben 154 ab, der durch die Abstützhülse 48, die Hülse 50 und den ersten Steuerkolben 54 bis in die Bohrung 56 ragt und dort ebenfalls mit seiner Stirnfläche 155 den Steuerdruckraum 58 teilweise begrenzt. Der zweite Steuerkolben 154 ist in seinem Endbereich im Abschnitt 54b des ersten Steuerkolbens 54 dicht geführt. Der zweite Steuerkolben 154 weist in seinem in der Hülse 50 angeordneten Bereich einen im Durchmesser vergrößerten Kragen 152 auf, zwischen dem und dem der Abstützhülse 48 abgewandten Boden der Hülse 50 eine zweite Schließfeder 144 eingespannt ist. Durch die zweite Schließfeder 144 wird das zweite Einspritzventilglied 128 über den zweiten Steuerkolben 154 in Schließrichtung beaufschlagt.
Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14, den Zwischenkörper 45 und den Ventilkörper 26 ein Kanal 60 in den Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12. Durch ein erstes elektrisch betätigtes Steuerventil 62 wird eine Verbindung 64 des Pumpenarbeitsraums 22 mit einem Entlastungsraum gesteuert, als der beispielsweise zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder die Druckseite einer Förderpumpe 23 dienen kann, durch die Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 in den Pumpenarbeitsraum 22 gefördert wird. Solange keine Kraftstoffeinspritzung erfolgen soll ist durch das Steuerventil 62 die Verbindung 64 des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Entlastungsraum geöffnet, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 kein Hochdruck aufbauen kann. Wenn eine Kraftstoffeinspritzung erfolgen soll, so wird durch das Steuerventil 62 der Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum getrennt, so daß sich beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 im Pumpenarbeitsraum 22 Hochdruck aufbauen kann. Das Steuerventil 62 kann einen elektromagnetischen Aktor oder einen Piezoaktor aufweisen. Das Steuerventil 62 ist beispielsweise als 2/2-Wegeventil ausgebildet und zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Schaltstellung umschaltbar und wird durch eine elektronische Steuereinrichtung 63 angesteuert.
Der Steuerdruckraum 58 weist über eine Bohrung 66 eine Verbindung mit dem Kanal 60 und somit mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf. In der Bohrung 66 ist eine Drosselstelle 67 angeordnet. Der Steuerdruckraum 58 weist außerdem über eine Bohrung 68 eine Verbindung mit einem Entlastungsraum auf, als der zumindest mittelbar der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dient. In der Bohrung 68 ist eine Drosselstelle 69 angeordnet. Die Drosselstellen 67 und 69 sind in ihrer Dimensionierung aufeinander abgestimmt, um gezielt eine Befüllung des Steuerdruckraums 58 mit Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 und eine Entlastung des Steuerdruckraums 58 zum Entlastungsraum 24 zu ermöglichen. Die Verbindung des Steuerdruckruams 58 mit dem Entlastungsraum 24 wird durch ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil 70 gesteuert, das wie das erste Steuerventil 62 ausgebildet sein kann und durch die Steuereinrichtung 63 angesteuert wird.
Die Bohrung 68, über die der Steuerdruckraum 58 die Verbindung zum Entlastungsraum 24 aufweist, ist im Durchmesser kleiner ausgeführt als die Bohrung 56, in der der Steuerdruckraum 58 gebildet ist, so daß am Übergang vom Steuerdruckraum 58 zur Bohrung 68 eine ringförmige Begrenzung 59 des Steuerdruckraums 58 gebildet ist. Der erste Steuerkolben 54 weist wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt an seiner der Begrenzung 59 zugewandten Stirnfläche 55 eine ringförmige Erhebung 53 auf, die gegenüber der Stirnfläche 55 eine geringere Breite in radialer Richtung des Steuerkolbens 54 aufweist. Die Erhebung 53 kann beispielsweise dadurch gebildet sein, daß das Ende des ersten Steuerkolbens 54 wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt gegenläufige Anschrägungen aufweist. Wenn das erste Einspritzventilglied 28 einen Hub in Öffnungsrichtung 29 ausführt, so wird über die Abstützhülse 48 und die Hülse 50 auch der erste Steuerkolben 54 in Pfeilrichtung 29 bewegt. Der maximale Öffnungshub des ersten Einspritzventilglieds 28 ist dadurch begrenzt, daß der erste Steuerkolben 54 mit seiner Erhebung 53 an der Begrenzung 59 des Steuerdruckraums 58 zur Anlage kommt. In Figur 3 sind die Steuerkolben 54,154 in ihrer Stellung bei in ihrer Schließstellung angeordneten Einspritzventilgliedern 28,128 dargestellt und in Figur 4 sind die Steuerkolben 54,154 in ihrer Stellung bei in ihrer mit maximalem Öffnungshub geöffneten Stellung angeordneten Einspritzventilgliedern 28,128 dargestellt. Wenn der erste Steuerkolben 54 wie in Figur 4 dargestellt mit seiner Erhebung 53 an der Begrenzung 59 des Steuerdruckraums 58 anliegt, so ist nur noch der innerhalb der Erhebung 53 liegende Teil der Stirnfläche 55 des ersten Steuerkolbens 54 vom im Steuerdruckraum 58 herrschenden Druck beaufschlagt, während der außerhalb der Erhebung liegende Teil der Stirnfläche 55 des ersten Steuerkolbens 54 vom Steuerdruckraum 58 getrennt ist.
Beide Steuerventile 62 und 70 werden von der elektronischen Steuereinrichtung 63 angesteuert. Der Steuereinrichtung 63 werden Signale über Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie insbesondere Drehzahl, Last, Temperatur sowie weitere Parameter wie beispielsweise Lufttemperatur, Luftdruck und gegebenenfalls weitere Parameter zugeführt. Durch die Steuereinrichtung 63 werden die Steuerventile 62 und 70 abhängig von diesen Parametern zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung angesteuert.
Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 ist das erste Steuerventil 62 geöffnet, so daß Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 in den Pumpenarbeitsraum 22 gelangt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt des Förderhubs des Pumpenkolbens 18 wird das erste Steuerventil 62 durch die Steuereinrichtung 63 geschlossen, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum getrennt ist und sich im Pumpenarbeitsraum 22 Hochdruck aufbaut. Das zweite Steuerventil 70 wird durch die Steuereinrichtung 63 zunächst geschlossen gehalten, so daß sich im Steuerdruckraum 58 zumindest näherungsweise Hochdruck wie im Pumpenarbeitsraum 22 aufbaut. Beide Einspritzventilglieder 28,128 werden durch die auf diese wirkenden Schließfedern 44,144 und die über die Steuerkolben 54,154 durch den im Steuerdruckraum 58 herrschenden Druck in Schließrichtung auf diese erzeugten Kräfte in ihrer Schließstellung gehalten, so daß keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
Zu einer Voreinspritzung einer geringen Kraftstoffmenge wird das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 63 geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 58 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist und der Druck im Steuerdruckraum 58 sinkt. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und damit im Druckraum 40 des Kraftstoffeinspritzventils 12 so hoch ist, daß die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das erste Einspritzventilglied 28 erzeugte Druckkraft größer ist als die Summer der Kraft der ersten Schließfeder 44 und der durch den im Steuerdruckraum 58 herrschenden Restdruck über den ersten Steuerkolben 54 auf das erste Einspritzventilglied 28 erzeugten Kraft, so öffnet das Kraftstoffeinspritzventil 12 indem das erste Einspritzventilglied 28 mit seiner Dichtfläche 34 vom Ventilsitz 36 abhebt und die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 32 freigibt. Die durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck über die Druckschulter 142 auf das zweite Einspritzventilglied 128 erzeugte Druckkraft ist geringer als die Summe der durch die zweite Schließfeder 144 und der über den zweiten Steuerkolben 154 durch den im Steuerdruckraum 58 herrschenden Restdruck auf das zweite Einspritzventilglied 128 in Schließrichtung erzeugten Kraft, so daß das zweite Einspritzventilglied 128 in seiner Schließstellung verbleibt. Am Kraftstoffeinspritzventil 12 wird somit mit den ersten Einspritzöffnungen 32 nur ein Teil des gesamten Einspritzquerschnitts geöffnet, so daß entsprechend nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Zur Beendigung der Voreinspritzung wird das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 63 geschlossen, so daß der Druck im Steuerdruckraum 58 wieder steigt und das erste Einspritzventilglied 28 infolge der durch den ersten Steuerkolben 54 auf dieses erzeugten höheren Kraft in Schließrichtung wieder in seine Schließstellung bewegt wird. Die Zeitdauer, für die das zweite Steuerventil 70 zur Voreinspritzung geöffnet wird, ist sehr kurz, so daß das erste Einspritzventilglied 28 nur mit einem Teilhub öffnet und der erste Steuerkolben 54 nicht mit seiner Erhebung 53 an der Begrenzung 59 des Steuerdruckraums 58 zur Anlage kommt. Dabei ist die gesamte Stirnfläche 55 des ersten Steuerkolbens 54 vom im Steuerdruckraum 58 herrschenden Druck beaufschlagt und bei geschlossenem zweitem Steuerventil 70 erzeugt der im Steuerdruckraum 58 herrschende steigende Druck eine Kraft auf den ersten Steuerkolben 54, die ausreicht, um das erste Einspritzventilglied 28 gegen den im Druckraum 40 herrschenden Druck in seine Schließstellung zu bewegen. Wenn das erste Einspritzventilglied 28 nur mit einem Teilhub geöffnet ist, so ergibt sich außerdem zwischen dessen Dichtfläche 34 und dem Ventilsitz 36 nur ein enger Spalt, in dem eine Drosselung des durchströmenden Kraftstoffs erfolgt, so daß die auf das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 wirkende Kraft geringer ist als bei mit maximalem Öffnungshub geöffnetem Einspritzventilglied 28.
Nach Beendigung der Voreinspritzung wird das erste Steuerventil 62 vorzugsweise geschlossen gehalten, so daß im Pumpenarbeitsraum 22 ein weiterer Druckaufbau erfolgt. Zu einer Haupteinspritzung einer größeren Kraftstoffmenge als bei der Voreinspritzung wird das zweite steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 63 zu einem bestimmten Zeitpunkt geöffnet, so daß der Steuerdruckraum 58 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist und der Druck im Steuerdruckraum 58 sinkt. Das erste Einspritzventilgied 28 öffnet dann und gibt die wenigstens eine erste Einspritzöffnung 32 frei. Das erste Einspritzventilglied 28 öffnet dabei mit seinem maximalen Öffnungshub, so daß der erste Steuerkolben 54 mit seiner Erhebung 53 an der Begrenzung 59 des Steuerdruckraums 58 zur Anlage kommt. Wenn nur eine relativ geringe Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll, so wird anschließend das zweite Steuerventil 70 durch die Steuereinrichtung 63 wieder geschlossen, so daß der Druck im Steuerdruckraum 58 wieder ansteigt, bevor sich das zweite Einspritzventilglied 128 durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck in Öffnungsrichtung 29 bewegt wird. Das zweite Einspritzventilglied 128 wird dann durch den auf den zweiten Steuerkolben 154 wirkenden hohen Druck in seiner Schließstellung gehalten. Das erste Einspritzventilglied 28 bleibt in seiner mit maximalem Öffnungshub geöffneten Stellung, da nur der innerhalb der Erhebung 53 liegende Teil der Stirnfläche 55 des ersten Steuerkolbens 54 von dem im Steuerdruckraum 58 herrschenden Druck beaufschlagt ist und sich somit nur eine Kraft in Schließrichtung auf den ersten Steuerkolben 54 und damit das erste Einspritzventilglied 28 ergibt, die geringer ist als die durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck in Öffnungsrichtung 29 erzeugte Kraft. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird durch die Steuereinrichtung 63 dann das erste Steuerventil 62 geöffnet, so daß der Druck im Druckraum 40 sinkt und das erste Einspritzventilglied 28 durch die Kraft der ersten Schließfeder 44 und durch die auf den ersten Steuerkolben 54 durch den im Steuerdruckraum 58 herrschenden Druck erzeugte Kraft schließt.
Wenn bei der Haupteinspritzung eine relativ große Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll, so wird durch die Steuereinrichtung 63 das zweite Steuerventil 70 länger offen gehalten, so daß auch das zweite Einspritzventilglied 128 durch den im Druckraum 40 herrschenden Druck gegen die Kraft der zweiten Schließfeder 144 und die durch den im Steuerdruckraum 58 herrschenden Restdruck über den zweiten Steuerkolben 154 erzeugte Kraft öffnet und die wenigstens eine zweite Einspritzöffnung 132 freigibt. Das zweite Einspritzventilglied 128 öffnet dabei mit zeitlicher Verzögerung nach dem ersten Einspritzventilglied 28, so daß zu Beginn der Haupteinspritzung nur das erste Einspritzventilglied 28 geöffnet ist. Wenn auch das zweite Einspritzventilglied 128 geöffnet ist, so ist am Kraftstoffeinspritzventil 12 der gesamte Einspritzquerschnitt freigegeben und es wird eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird das erste Steuerventil 62 durch die Steuereinrichtung 63 geöffnet, so daß der Druck im Druckraum 40 sinkt und das erste und das zweite Einspritzventilglied 28,128 durch die auf diese wirkenden Schließkräfte der Schließfedern 44,144 und der Steuerkolben 54,154 schließen. Das zweite Steuerventil 70 wird dabei durch die Steuereinrichtung 63 geschlossen.
Es kann vorgesehen sein, daß die durch die ersten Einspritzöffnungen 32 und die zweiten Einspritzöffnungen 132 gebildeten Einspritzquerschnitte zumindest annähernd gleich groß sind, so daß bei der Öffnung nur des ersten Einspritzventilglieds 28 der halbe gesamte Einspritzquerschnitt freigegeben wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die ersten Einspritzöffnungen 32 einen größeren oder kleineren Einspritzquerschnitt bilden als die zweiten Einspritzöffnungen 132.
In Figur 5 ist der Verlauf des Öffnungshubs h für das erste Einspritzventilglied 28 mit durchgezogener Linie und für das zweite Einspritzventilglied 128 mit gestrichelter Linie während eines Einspritzzykluses über der Zeit t dargestellt. Mit I ist dabei die Voreinspritzung und mit II die Haupteinspritzung bezeichnet. Bei der Voreinspritzung I öffnet wie vorstehend erläutert nur das erste Einspritzventilglied 28. Bei der Haupteinspritzung II öffnet entweder nur das erste einspritzventilglied 28 oder mit zeitlicher Verzögerung auch das zweite Einspritzventilglied 128. Die zeitlicher Verzögerung beim Öffnen des zweiten Einspritzventilglieds 128 kann durch das zweite Steuerventil 70 beeinflußt werden, indem dieses nach dem Öffnen des ersten Einspritzventilglieds 28 mit maximalem Öffnungshub wieder geschlossen wird, so daß das zweite Einspritzventilglied 128 wegen des hohen Drucks im Steuerdruckraum 58 zunächst geschlossen bleibt, und mit zeitlicher Verzögerung wieder geöffnet wird, so daß das zweite Einspritzventilglied 128 öffnen kann.
Es kann vorgesehen sein, daß bei bestimmten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere bei geringer Last und/oder Drehzahl, wenn nur eine geringe Kraftstoffmenge eingespritzt wird, über den gesamten Förderhub des Pumpenkolbens 18 während der Vor- und Haupteinspritzung nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnet und das zweite Einspritzventilglied 128 geschlossen bleibt. Bei hoher Last und/oder Drehzahl der Brennkraftmaschine, wenn eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird, kann vorgesehen sein, daß während der Voreinspritzung nur das erste Einspritzventilglied 28 öffnet, und während der Haupteinspritzung zusätzlich auch das zweite Einspritzventilglied 128 öffnet.
In der Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum 22 und dem Druckraum 40 kann im Kanal 60 ein Absperrventil 80 angeordnet sein. Das Absperrventil 80 ist dabei zwischen der Verbindung 64 des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Entlastungsraum 24 und der Verbindung 66 des Steuerdruckraums 58 mit dem Kanal 60 angeordnet. Das Absperrventil 80 kann als zum Druckraum 40 hin öffnendes Rückschlagventil oder als elektrisch betätigtes Ventil ausgebildet sein, das durch die Steuereinrichtung 63 angesteuert wird. Durch das Absperrventil 80 können der Druckraum 40 und der Steuerdruckraum 58 vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt werden. Bei geschlossenem Absperrventil 80 kann der Pumpenarbeitsraum 22 bei geöffnetem erstem Steuerventil 62 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden und somit entlastet sein, während bei geschlossenem zweitem Steuerventil 70 Kraftstoff unter Druck im Druckraum 40 und im Steuerdruckraum 58 gespeichert werden kann. Durch Öffnen des zweiten Steuerventils 70 kann eine Voreinspritzung oder eine Nacheinspritzung von Kraftstoff nach der Haupteinspritzung erfolgen, ohne daß zum Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung Kraftstoff durch den Pumpenkolben 18 gefördert zu werden braucht.

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem mit dieser verbundenen Kraftstoffeinspritzventil (12) für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, der mit einem Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) verbunden ist, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (12) wenigstens ein erstes Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine erste Einspritzöffnung (32) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist, mit einem ersten elektrisch betätigten Steuerventil (23), durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsraum (24) gesteuert wird, wobei dem wenigstens einen ersten Einspritzventilglied (28) eine Fläche (55) zugeordnet ist, die von dem in einem kraftstoffgefüllten Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck beaufschlagt ist, über die durch den im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das erste Einspritzventilglied (28) erzeugt wird, wobei der Steuerdruckraum (58) eine Verbindung (66) zumindest mittelbar mit dem Pumpenarbeitsraum (22) und eine durch ein zweites elektrisch betätigtes Steuerventil (70) gesteuerte Verbindung (68) mit einem Entlastungsraum (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffeinspritzventil (12) ein zweites, innerhalb des hohl ausgebildeten ersten Einspritzventilglieds (28) verschiebbar geführtes Einspritzventilglied (128) aufweist, durch das wenigstens eine zweite Einspritzöffnung (132) gesteuert wird und das von dem im Druckraum (40) herrschenden Druck beaufschlagt gegen eine Schließkraft in einer Öffnungsrichtung (29) bewegbar ist und daß dem zweiten Einspritzventilglied (128) eine vom im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck beaufschlagte Fläche (155) zugeordnet ist, über die durch den im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck eine Kraft in Schließrichtung auf das zweite Einspritzventilglied (128) erzeugt wird.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei durch das zweite elektrisch betätigte Steuerventil (58) geöffneter Verbindung (68) des Steuerdruckraums (52) mit dem Entlastungsraum (24) das erste Einspritzventilglied (28) bei einem geringeren Druck im Druckraum (40) öffnet als das zweite Einspritzventilglied (128).
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Voreinspritzung von Kraftstoff bei geschlossenem erstem Steuerventil (62) das zweite Steuerventil (70) geöffnet wird, so daß das erste Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck mit einem Teilhub öffnet, während das zweite Einspritzventilglied (128) in seiner Schließstellung bleibt, und daß anschließend zur Beendigung der Voreinspritzung das zweite Steuerventil (70) wieder geschlossen wird, so daß das erste Einspritzventilglied (28) durch den im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck schließt.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Öffnungshub des ersten Einspritzventilglieds (28) begrenzt ist und daß bei mit maximalem Öffnungshub geöffnetem erstem Einspritzventilglied (28) die diesem zugeordnete, vom im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck beaufschlagte Fläche (55) kleiner ist als bei in seiner Schließstellung befindlichem oder nur mit einem Teilhub geöffnetem erstem Einspritzventilglied (28).
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Haupteinspritzung von Kraftstoff bei geschlossenem erstem Steuerventil (62) das zweite Steuerventil (70) geöffnet wird, so daß das erste Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck mit maximalem Öffnungshub öffnet und daß anschließend das zweite Steuerventil (70) geschlossen wird, so daß das zweite Einspritzventilglied (128) in seiner Schließstellung verbleibt während das die durch den im Steuerdruckraum (58) herrschenden Druck auf das erste Einspritzventilglied (28) erzeugte Kraft in Schließrichtung infolge der verkleinerten Fläche (55) so gering ist, daß das erste Einspritzventilglied (28) in seiner mit maximalem Öffnungshub geöffneten Stellung verbleibt.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Haupteinspritzung von Kraftstoff bei geschlossenem erstem Steuerventil (62) das zweite Steuerventil (70) geöffnet wird, so daß das erste Einspritzventilglied (28) durch den im Druckraum (40) herrschenden Druck mit maximalem Öffnungshub öffnet und daß das zweite Einspritzventilglied (128) bei steigendem Druck im Druckraum (40) zeitlich nach dem ersten Einspritzventilglied (28) ebenfalls öffnet.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beendigung der Haupteinspritzung das erste Steuerventil (62) geöffnet und das zweite Steuerventil (70) geschlossen wird.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem ersten Einspritzventilglied (28) zugeordnete Fläche (55) und/oder die dem zweiten Einspritzventilglied (128) zugeordnete Fläche (155) an einem den Steuerdruckraum (58) begrenzenden Steuerkolben (54;154) angeordnet ist, der sich zumindest mittelbar am ersten Einspritzventilglied (28) bzw. am zweiten Einspritzventilglied (128) abstützt.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung (66) des Steuerdruckraums (58) zumindest mittelbar mit dem Pumpenarbeitsraum (22) eine Drosselstelle (67) und/oder in der Verbindung (68) des Steuerdruckraums (58) mit dem Entlastungsraum (24) eine Drosselstelle (69) angeordnet ist.
  10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung (60) des Druckraums (40) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) zwischen der durch das erste Steuerventil (62) gesteuerten Verbindung (64) zum Entlastungsraum (24) und der Verbindung (66) des Steuerdruckraums (58) mit dem Pumpenarbeitsraum (22) ein Absperrventil (80) angeordnet ist, durch das der Druckraum (40) und der Steuerdruckraum (58) vom Pumpenarbeitsraum (22) trennbar sind.
EP03004642A 2002-05-14 2003-03-03 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Withdrawn EP1363015A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10221384 2002-05-14
DE10221384A DE10221384A1 (de) 2002-05-14 2002-05-14 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1363015A1 true EP1363015A1 (de) 2003-11-19

Family

ID=29265285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03004642A Withdrawn EP1363015A1 (de) 2002-05-14 2003-03-03 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6810857B2 (de)
EP (1) EP1363015A1 (de)
JP (1) JP2003328898A (de)
DE (1) DE10221384A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005026525A1 (de) * 2003-08-25 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP1589217A1 (de) * 2004-04-23 2005-10-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1686257A3 (de) * 2005-01-28 2007-11-07 Cummins Inc. Kraftstoffeinspritzventil mit Steuerung der Einspritzmenge
EP2085604A1 (de) * 2008-02-04 2009-08-05 Robert Bosch GmbH Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10122241A1 (de) * 2001-05-08 2002-12-05 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
JP2005534864A (ja) * 2002-07-29 2005-11-17 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング ニードル速度制御可能な、増圧を伴う及び増圧なしの燃料インジェクター、並びにこの燃料インジェクターを制御するための方法
DE10352504A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-02 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse
DE10355806A1 (de) * 2003-11-28 2005-06-23 Robert Bosch Gmbh Einspritzdüse
US6928986B2 (en) * 2003-12-29 2005-08-16 Siemens Diesel Systems Technology Vdo Fuel injector with piezoelectric actuator and method of use
ATE375446T1 (de) 2004-01-13 2007-10-15 Delphi Tech Inc Kraftstoffeinspritzventil
EP1718862B1 (de) * 2004-02-25 2010-11-03 Ganser-Hydromag AG Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen
DE102004010760A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit Nadelhubdämpfung
DE102004018931A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-17 Robert Bosch Gmbh Common-Rail-Injektor
WO2005119045A1 (de) * 2004-06-03 2005-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Einspritzventil
ATE494477T1 (de) * 2005-10-25 2011-01-15 Crt Common Rail Technologies Ag Injektor für eine kraftstoffeinspritzanlage sowie kraftstoffeinspritzanlage mit einem solchen injektor
JP5043761B2 (ja) * 2008-06-18 2012-10-10 本田技研工業株式会社 燃料噴射装置
CN101457726B (zh) * 2008-11-20 2011-07-27 浙江飞亚电子有限公司 一种针阀动力喷嘴
DE102021203088A1 (de) 2021-03-29 2022-09-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffeinspritzventil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3824467A1 (de) * 1988-07-19 1990-01-25 Man B & W Diesel Ag Einspritzventil
DE4123721C1 (en) * 1991-07-17 1992-06-17 Steyr-Daimler-Puch Ag, Wien, At Fuel injection system with pump and nozzle units - has laterally coupled pump duct to chamber in piston bush
EP0957261A2 (de) 1998-05-15 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System
EP0967383A2 (de) * 1998-06-24 1999-12-29 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffinjektor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192872A (ja) * 1984-03-15 1985-10-01 Nippon Denso Co Ltd 蓄圧式燃料噴射弁
WO2000028205A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-18 Ganser-Hydromag Ag Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen
DE19947194A1 (de) * 1999-10-01 2001-04-05 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1118765A3 (de) * 2000-01-19 2003-11-19 CRT Common Rail Technologies AG Brennstoffeinspritzventil für Verbrennungskraftmaschinen
DE10123993A1 (de) * 2001-05-17 2002-11-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3824467A1 (de) * 1988-07-19 1990-01-25 Man B & W Diesel Ag Einspritzventil
DE4123721C1 (en) * 1991-07-17 1992-06-17 Steyr-Daimler-Puch Ag, Wien, At Fuel injection system with pump and nozzle units - has laterally coupled pump duct to chamber in piston bush
EP0957261A2 (de) 1998-05-15 1999-11-17 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffsystem und Pumpe zur Anwendung in einem solchen System
EP0967383A2 (de) * 1998-06-24 1999-12-29 LUCAS INDUSTRIES public limited company Brennstoffinjektor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005026525A1 (de) * 2003-08-25 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP1589217A1 (de) * 2004-04-23 2005-10-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1686257A3 (de) * 2005-01-28 2007-11-07 Cummins Inc. Kraftstoffeinspritzventil mit Steuerung der Einspritzmenge
EP2085604A1 (de) * 2008-02-04 2009-08-05 Robert Bosch GmbH Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff

Also Published As

Publication number Publication date
DE10221384A1 (de) 2003-11-27
US20040011882A1 (en) 2004-01-22
US6810857B2 (en) 2004-11-02
JP2003328898A (ja) 2003-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1363015A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1458970B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10141678A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1402174B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1483498A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1260705B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1456525B1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
WO2001031191A2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE10207045A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1310668A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1525390A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10154802A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10160263A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1318293A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10359169A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE10162384A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1430219A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1601870A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine
EP1525389A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine
EP1606511A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung f r eine brennkraftmaschine
EP1430216A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO

17P Request for examination filed

Effective date: 20040519

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB IT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060919