DE10024702A1 - Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine - Google Patents

Abstract

Es wird eine Einspritzanordnung für ein Kraftfahrzeug-Speichereinspritzsystem vorgeschlagen, mit einer in einen Brennraum ragenden, aus einem Hochdruck-Kraftstoffverteiler (10) über einen Hochdruck-Kraftstoffversorgungsweg (14, 52, 44, 40) mit Kraftstoff versorgbaren Einspritzdüse (16) und einer diese abhängig vom Druck einer Steuerkammer (58) öffnenden und schließenden Düsennadel (30). Zur Kraftstoffleitung in die Steuerkammer mündet ein von dem Kraftstoffversorgungsweg abzweigender Zulaufkanal (62) in diese, und ein von dieser ausgehender Ablaufweg (66, 78) ermöglicht den Kraftstoffablauf aus der Steuerkammer. Mittels eines Absperrventils (70) ist ein stromabwärtiger Abschnitt (66'') gegenüber einem stromaufwärtigen Abschnitt (66') des Ablaufwegs sperrbar. Der stromabwärtige und stromaufwärtige Abschnitt des Ablaufweges münden in eine Ventilkammer (78), in der ein Absperrelement (76) verstellbar ist. Von dem Kraftstoffversorgungsweg ist ein in den Ablaufweg mündender Bypasskanal (74) zur Einleitung eines zusätzlichen Kraftstoffstroms in die Steuerkammer abgezweigt. Um das Strömungsverhalten beim Kraftstoffabfluß minimal zu stören, liegt die Einmündungsstelle des Bypasskanals in den Ablaufweg im Bereich der Ventilkammer (Figur 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsma­ schine nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art.

Derartige Einspritzanordnungen sind aus der Praxis hinläng­ lich bekannt. Kraftstoff-Speichereinspritzsysteme, Common- Rail-Einspritzsysteme, für eine mehrzylindrige Verbren­ nungsmaschine weisen einen Hochdruck-Kraftstoffverteiler bzw. Rail auf, von dem mehrere Hochdruck-Kraftstoffversor­ gungswege zu je einer in einen der Zylinderbrennräume der Verbrennungsmaschine ragenden Einspritzdüse führen.

Die Kraftstoffeinspritzung in den jeweiligen Brennraum wird mittels einer Düsennadel gesteuert, die die jeweilige Ein­ spritzdüse abhängig vom Druck in einer Steuerkammer öffnet und schließt. Zum Druckaufbau in der Steuerkammer ist ein stets offener Zulaufkanal vorgesehen, durch den unter dem Rail-Druck stehender Kraftstoff vom jeweiligen Kraftstoff­ versorgungsweg in die Steuerkammer strömen kann. Über einen gesonderten Ablaufweg kann Kraftstoff aus der Steuerkammer abgelassen und so eine Druckentspannung in der Steuerkammer herbeigeführt werden. Durch wahlweises Öffnen und Schließen eines in dem Ablaufweg angeordneten Absperrventils kann das Druckniveau in der Steuerkammer und damit die Position der Düsennadel beeinflußt werden.

Wird das Ventil geöffnet, fließt Kraftstoff aus der Steuer­ kammer ab. Der damit einhergehende Druckabfall in der Steu­ erkammer führt dazu, daß die Düsennadel von einem Sitz an der Einspritzdüse abhebt und es tritt Kraftstoff aus der Einspritzdüse aus. Wird das Ventil wieder geschlossen, er­ höht sich durch den über den Zulaufkanal nachströmenden Kraftstoff der Druck in der Steuerkammer wieder. Durch die­ sen Druckanstieg wird die Düsennadel wieder gegen ihren Sitz gedrückt und verschließt die Einspritzdüse. Der Ab­ laufweg und der Zulaufkanal sind dabei so gestaltet, daß bei offenem Ablaufweg die Durchflußrate des über den Ab­ laufweg abfließenden Kraftstoffs größer als die Durchfluß­ rate des durch den Zulaufkanal nachfließenden Kraftstoffs ist, so daß effektiv das Kraftstoffvolumen in der Steuer­ kammer kleiner wird.

Die Dosiergenauigkeit der eingespritzten Kraftstoffmenge wird wesentlich durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die Einspritzdüse geöffnet und geschlossen werden kann. Beim Schließen der Düse kann es aufgrund des vergleichswei­ se kleinen Durchlaßquerschnitts des Zulaufkanals sein, daß Kraftstoff nur in ungenügender Menge nachfließt, um ausrei­ chend schnelle Schließzeiten zu erreichen.

Um dennoch die erlittenen Kraftstoffverluste in der Steuer­ kammer hinreichend schnell ausgleichen zu können, ist es bekannt, von dem Kraftstoffversorgungsweg einen Bypasskanal abzuzweigen, der in den Ablaufweg mündet. Sofern das Ab­ sperrventil geschlossen ist, kann durch diesen Bypasskanal ein zusätzlicher Kraftstoffstrom aus dem Kraftstoffversor­ gungsweg über einen steuerkammernahen Teil des Ablaufwegs in die Steuerkammer fließen. Es hat sich gezeigt, daß hier­ durch höhere Schließgeschwindigkeiten der Düsennadel er­ zielbar sind.

Es hat sich allerdings auch gezeigt, daß das Einmünden des Bypasskanals in den Ablaufweg Störungen des Strömungsver­ haltens des Kraftstoffs beim Abfließen aus der Steuerkammer hervorrufen kann. Beispielsweise können unvermeidbare Strö­ mungskanten an der Einmündungsstelle zu Verwirbelungen füh­ ren, die letztlich verhindern, daß die zum Öffnen der Ein­ spritzdüse erforderliche Kraftstoffmenge mit der gewünsch­ ten Schnelligkeit aus der Steuerkammer abfließt. Das verzö­ gerte Öffnen der Einspritzdüse kann sich dann nachteilig auf die Dosiergenauigkeit auswirken.

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß die Einmündungsstel­ le des Bypasskanals in den Ablaufweg im Bereich der Ventil­ kammer liegt. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Lokali­ sierung der Einmündungsstelle unerwünschte Störungen des Strömungsverhaltens des aus der Steuerkammer abfließenden Kraftstoffs sehr gering gehalten werden können. Da im Be­ reich der Ventilkammer in der Regel ohnehin mit verstärkten Turbulenzen des Kraftstoffstroms gerechnet werden muß, kann der zusätzliche Verwirbelungseffekt der Strömungskanten der Einmündungsstelle gegenüber diesen Turbulenzen in den Hin­ tergrund treten.

Ist der Bypasskanal offen, fließt Kraftstoff - sofern ein Druckgefälle besteht - aus dem Kraftstoffversorgungsweg über den Bypasskanal in den Ablaufweg und erhöht dort den Druck. Während dieser Effekt beim Schließen der Einspritz­ düse erwünscht ist, um die Steuerkammer rascher zu befül­ len, kann beim Öffnen der Einspritzdüse der über den By­ passkanal in den Ablaufweg einbiegende Kraftstoffstrom das Abfließen des Kraftstoffs aus der Steuerkammer zum Teil er­ heblich behindern und so zu einem verzögerten Öffnen der Einspritzdüse führen. Die erfindungsgemäße Lokalisierung der Einmündungsstelle des Bypasskanals hat sich auch dies­ bezüglich als vorteilhaft erwiesen.

Im Bereich der Ventilkammer besteht ausreichende konstruk­ tive Gestaltungsfreiheit, um den Bypasskanal so in den Ab­ laufweg münden zu lassen, daß derartige Behinderungen des Kraftstoffablaufs möglichst gering gehalten werden können. Der Bypasskanal kann deswegen ohne weiteres stets offen sein.

Im Ablaufweg wird stromaufwärts der Ventilkammer in der Re­ gel eine Ablaufdrossel angeordnet sein, mittels der ein ge­ wünschter Durchfluß des ablaufenden Kraftstoffs eingestellt werden kann. Diese Ablaufdrossel weist längs des Ablaufwegs bevorzugt Abstand von der Ventilkammer auf.

Es hat sich gezeigt, daß die Gestaltung des zwischen der Ablaufdrossel und der Ventilkammer liegenden Bereichs des Ablaufwegs von wesentlicher Bedeutung für das Strömungsver­ halten des abfließenden Kraftstoffs sein kann. Insbesondere kann durch geeignete Gestaltung dieses Bereichs des Ablauf­ wegs Kavitation in der Ablaufdrossel bei Kraftstoffablauf aus der Steuerkammer herbeigeführt werden. Kavitation in der Ablaufdrossel hat den Vorteil, daß der Durchfluß durch die Ablaufdrossel unabhängig vom Druck in der Ventilkammer und damit unabhängig von einem etwaigen Kraftstoffzufluß über den Bypasskanal ist.

Indem erfindungsgemäß der Bypasskanal in die Ventilkammer mündet und der zwischen der Ablaufdrossel und der Ventil­ kammer liegende Bereich des Ablaufwegs somit frei von Strö­ mungskanten ist, die durch das Einmünden des Bypasskanals entstehen, kann dieser Bereich des Ablaufwegs gestalterisch leichter im Hinblick auf ein gewünschtes Strömungsverhalten beim Kraftstoffablauf optimiert werden, als es der Fall wä­ re, wenn der Bypasskanal zwischen der Ablaufdrossel und der Ventilkammer in den Ablaufweg münden würde.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Absperrelement als zwischen zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen in der Ventilkammer verstellbares Sitzelement ausgebildet ist, daß an den beiden Ventilsitzen der strom­ aufwärtige und der stromabwärtige Abschnitt des Ablaufwegs in die Ventilkammer münden und daß die Einmündungsstelle des Bypasskanals in die Ventilkammer - bezogen auf die Ab­ laufrichtung des Kraftstoffs - zwischen den beiden Ventil­ sitzen liegt.

Es versteht sich jedoch, daß eine Ausführung des Absperr­ ventils als Kolbenschieberventil oder als Einsitz-Ventil im Rahmen der Erfindung keineswegs ausgeschlossen ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge­ genstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeich­ nung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar

Fig. 1 eine schematische, ausschnittsweise Darstellung einer Injektorbaugruppe eines Speichereinspritzsystems im Längsschnitt, und

Fig. 2 schematisch ein Mengenkennfeld der Injektorbau­ gruppe nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Druckquelle 10 eines ein Common-Rail- Einspritzsystem darstellenden Speichereinspritzsystems an­ gedeutet, die Diesel-Kraftstoff unter einem hohen Druck von beispielsweise mehr als 1500 bar in ein Verteilerrohr bzw. Rail 12 einspeist. Von dem Verteilerrohr 12 gehen mehrere Kraftstoffzufuhrleitungen 14 ab, die zur Kraftstoffversor­ gung je einer Einspritzdüse 16 dienen. Die Einspritzdüse 16 ragt in nicht näher dargestellter Weise in einen Zylinder­ brennraum einer mehrzylindrigen Verbrennungsmaschine, bei­ spielsweise eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors. Sie ist Teil einer allgemein mit 18 bezeichneten Injektorbaugruppe, welche als vormontierbare Baueinheit in einen Zylinderblock der Verbrennungsmaschine einsetzbar ist.

Die Injektorbaugruppe 18 weist eine Gehäusebaugruppe 20 mit einem Düsengehäuse 22 und einem Ventilgehäuse 24 auf. In dem Düsengehäuse 22 ist eine längs einer Gehäuseachse 26 verlaufende Führungsbohrung 28 ausgebildet, in der eine längliche Düsennadel 30 axial beweglich geführt ist. An ei­ ner Nadelspitze 32 weist die Düsennadel 30 eine Schließflä­ che 34 auf, mit welcher sie in dichte Anlage an einen am Düsengehäuse 22 ausgebildeten Nadelsitz 36 bringbar ist.

Wenn die Düsennadel 30 am Nadelsitz 36 anliegt, d. h. sich in Nadelschließstellung befindet, ist der Kraftstoffaus­ tritt aus einer Düsenlochanordnung 38 an dem in den Brenn­ raum ragenden Ende des Düsengehäuses 22 gesperrt. Ist sie dagegen vom Nadelsitz 36 abgehoben, d. h. in Nadelöffnungs­ stellung, kann Kraftstoff aus einem zwischen der Düsennadel 30 und dem Umfangsmantel der Führungsbohrung 28 gebildeten Ringraum 40 an dem Nadelsitz 36 vorbei zu der Düsenlo­ chanordnung 38 strömen und dort im wesentlichen unter dem Hochdruck bzw. Rail-Druck stehend in den Brennraum ge­ spritzt werden.

Die Düsennadel 30 ist durch eine Vorspannfeder 42 in Rich­ tung auf ihre Schließstellung vorgespannt. Die Vorspannfe­ der 42 ist in einem im Düsengehäuse 22 ausgebildeten Feder­ raum 44 untergebracht. Sie stützt sich einerseits über eine das brennraumferne Ende der Düsennadel 30 dichtend, jedoch axial beweglich aufnehmende, mit einer Beißkante in das Ventilgehäuse 24 beißende Hülse 46 an der Gehäusebaugruppe 20 und andererseits über einen auf die Düsennadel 30 aufge­ steckten Federteller 48 an der Düsennadel 30 ab. Der Feder­ teller 48 stützt sich dabei an einem in eine Umfangsnut der Düsennadel 30 eingesetzten Haltering 50 ab.

In den Federraum 44 mündet eine in der Gehäusebaugruppe 20 ausgebildete Bohrung 52, in die über die betreffende Kraft­ stoffzufuhrleitung 14 im wesentlichen unter dem Rail-Druck stehender Kraftstoff eingeleitet wird. Aus dem Federraum 44 gelangt der Kraftstoff über den Ringraum 40 in den Bereich des Nadelsitzes 36. In Axialbereichen, in denen die Düsen­ nadel 30 am Umfangsmantel der Führungsbohrung 28 zu Füh­ rungszwecken anliegt, strömt der Kraftstoff dabei an einer oder mehreren Abflachungen 54 des Düsennadelumfangs vorbei.

Zwischen einer brennraumfernen Stirnfläche 56 der Düsenna­ del 30, der Hülse 46 und dem Ventilgehäuse 24 ist eine Steuerkammer 58 begrenzt, in die ein mit einer Zulaufdros­ sel 60 ausgeführter Zulaufkanal 62 mündet. Durch den Zu­ laufkanal 62 kann Kraftstoff aus dem Federraum 44 in die Steuerkammer 58 einströmen. Über einen mit einer Ablauf­ drossel 64 ausgeführten Ablaufkanal 66 kann Kraftstoff aus der Steuerkammer 58 zu einem nicht näher dargestellten Ent­ lastungsraum abfließen.

Ein mittels eines nur schematisch angedeuteten elektroma­ gnetischen oder vorzugsweise piezoelektrischen Stellers 68 betätigbares Absperrventil 70 erlaubt es, den Kraftstoffab­ fluß zu dem Entlastungsraum zu sperren.

Durch die Vorspannfeder 42 und die Einwirkung des in der Steuerkammer 58 herrschenden Drucks auf die Nadelstirnflä­ che 56 wird eine axial zum Brennraum hin gerichtete Schließkraft auf die Düsennadel 30 ausgeübt. Dieser Schließkraft wirkt axial eine Öffnungskraft entgegen, die infolge der Einwirkung des in dem Federraum 44 bzw. dem Ringraum 40 herrschenden Drucks auf eine an der Düsennadel 30 ausgebildete Stufenfläche 72 auf die Düsennadel 30 aus­ geübt wird. Befindet sich das Absperrventil 70 in einer ge­ schlossenen Stellung und ist der Kraftstoffabfluß durch den Ablaufkanal 66 somit gesperrt, ist im stationären Zustand die Schließkraft größer als die Öffnungskraft, weshalb die Düsennadel 30 dann ihre Schließstellung einnimmt. Wird das Absperrventil 70 daraufhin geöffnet, fließt Kraftstoff aus der Steuerkammer 58 ab.

Die Durchflußquerschnitte der Zulaufdrossel 60 und der Ab­ laufdrossel 64 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß der Zufluß durch den Zulaufkanal 62 schwächer als der Ab­ fluß durch den Ablaufkanal 66 ist und demnach ein Nettoab­ fluß von Kraftstoff resultiert. Der folgende Druckabfall in der Steuerkammer 58 bewirkt, daß die Schließkraft unter die Öffnungskraft sinkt und die Düsennadel 30 vom Nadelsitz 36 abhebt.

Soll die Einspritzung beendet werden, wird das Absperrven­ til 70 wieder in eine geschlossene Stellung gebracht. Dies sperrt den Kraftstoffabfluß durch den Ablaufkanal 64. Durch den Zulaufkanal 62 fließt weiterhin Kraftstoff aus dem Fe­ derraum 44 in die Steuerkammer 58, wobei der Druck in der Steuerkammer 58 wieder ansteigt. Sobald der Druck in der Steuerkammer 58 ein Niveau erreicht, bei dem die Schließ­ kraft größer als die Öffnungskraft ist, geht die Düsennadel 30 in ihre Schließstellung, was den Kraftstoffaustritt aus der Düsenlochanordnung 38 stoppt.

Um schnelle Nadelschließgeschwindigkeiten zu erreichen, muß für einen raschen Druckanstieg in der Steuerkammer 58 nach Schließen des Absperrventils 70 gesorgt werden. Der Durch­ fluß durch den Zulaufkanal 62 ist vergleichsweise gering. Eine Vergrößerung des Durchflußquerschnitts der Zulaufdros­ sel 60 kommt aber nur in sehr engen Grenzen in Betracht, weil ansonsten die Gefahr besteht, daß bei geöffnetem Ab­ sperrventil 70 der Nettoabfluß an Kraftstoff nicht mehr ausreicht, um die Düsennadel 30 zu öffnen.

Es ist deshalb ein Bypasskanal 74 vorgesehen, mittels des­ sen ein zusätzlicher Kraftstoffzufluß in die Steuerkammer 58 erzielbar ist. Der Bypasskanal 74 zweigt von der Bohrung 52 oder vom Federraum 44 ab und wird - genauso wie der Zu­ laufkanal 62 - mit Kraftstoff gespeist, der im wesentlichen unter dem Rail-Druck steht.

Der zusätzliche Kraftstoffzufluß durch den Bypasskanal 74 läßt den Druck in der Steuerkammer 58 schneller als bei al­ leiniger Befüllung durch den Zulaufkanal 62 wieder auf das Niveau ansteigen, das nötig ist, um die Düsennadel 30 aus ihrer Öffnungs- in ihre Schließstellung zu überführen. Letztlich kann so die in den Brennraum eingespritzte Kraft­ stoffmenge feiner dosiert werden. Dies läßt sich anhand des schematischen Mengenkennfelds der Fig. 2 gut erkennen.

In Fig. 2 ist an der Abszisse die Zeitdauer t aufgetragen, während der eine elektrische Ansteuerung des Stellers 68 im Sinne eines Offenhaltens des Ventils 70 erfolgt. Die Ordi­ nate gibt die eingespritzte Kraftstoffmenge M wieder. Mit durchgezogener Linie L1 ist der Zusammenhang zwischen An­ steuerzeit und Einspritzmenge bei Vorhandensein des Bypass­ kanals 74 dargestellt, während die gestrichelte Linie L2 diesen Zusammenhang bei fehlendem Bypasskanal veranschau­ licht.

Man erkennt, daß die Kennlinie L1 flacher als die Kennlinie L2 ist. Dies bedeutet, daß bei gleicher Ansteuerzeit weni­ ger Kraftstoff aus der Einspritzdüse 16 austritt, wenn der Bypasskanal 74 vorhanden ist. Der Grund hierfür ist, daß nach Wegnahme der Bestromung des Stellers 68 bzw. nach Schließen des Ventils 70 die Düsennadel 30 bei fehlendem Bypasskanal 74 länger braucht, um aus ihrer Öffnungsstel­ lung in ihre Schließstellung zurückzukehren, als es der Fall ist, wenn ein zusätzlicher Kraftstoffstrom durch den Bypasskanal 74 das Nadelschließen beschleunigt.

Nach Schließen des Ventils 70 ist die Einspritzdüse 16 bei fehlendem Bypasskanal 74 somit noch für eine längere Zeit offen als bei vorhandenem Bypasskanal 74. Dementsprechend ist auch der Gesamtausstoß an Kraftstoff bei fehlendem By­ passkanal 74 größer. Die flachere Kennlinie L1 bei vorhan­ denem Bypasskanal 74 erlaubt es, die eingespritzte Kraft­ stoffmenge feiner zu dosieren, und führt so zu einem insge­ samt toleranzunkritischeren Injektor.

Das Absperrventil 70 ist bei dem hier gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel als sogenanntes doppeltschaltendes Wegeventil ausgeführt, dessen Absperrelement 76 - hier ein kugelförmi­ ges Sitzelement - mittels des Stellers 68 in einer Ventil­ kammer 78 zwischen zwei Endstellungen und mindestens einer Zwischenstellung verstellbar ist.

In den beiden Endstellungen bzw. Ventilschließstellungen ist der Ablaufkanal 66 gegen Kraftstoffabfluß aus der Steu­ erkammer 58 gesperrt. In der mindestens einen Zwischenstel­ lung bzw. Ventilöffnungsstellung ist er dagegen für Kraft­ stoffabfluß aus der Steuerkammer 58 freigegeben.

Diese Ausbildung des Ventils 70 macht es leicht, eine Vor­ einspritzungs- und eine Haupteinspritzungsphase zu reali­ sieren. Zur Voreinspritzung wird das Absperrelement 76 aus einer ersten der Endstellungen in die zweite bewegt, zur Haupteinspritzung wird es aus der zweiten Endstellung in die erste zurückbewegt. Die Zeit, während der sich das Ab­ sperrelement 76 dabei jeweils zwischen den beiden Endstel­ lungen aufhält, bestimmt die zur Vor- bzw. Haupteinsprit­ zung eingespritzte Kraftstoffmenge. Insbesondere kann das Absperrelement 76 zur Voreinspritzung zügig, also ohne län­ geren Zwischenaufenthalt aus der ersten in die zweite End­ stellung bewegt werden, so daß nur wenig Kraftstoff ausge­ spritzt wird. Zur Haupteinspritzung kann das Absperrelement 76 eine gewisse Zeit in der Zwischenstellung gehalten wer­ den, um den Austritt einer entsprechend größeren Kraft­ stoffmenge zu ermöglichen.

Es versteht sich, daß der Steller 68 hierzu als Positio­ niersteller ausgelegt sein muß, der eine Positionierung des Absperrelements 76 auch in die mindestens eine Zwischen­ stellung ermöglicht.

Die Ventilkammer 78 bildet eine Strömungsverbindung zwi­ schen einem - bezogen auf die Ablaufrichtung des Kraft­ stoffs - stromaufwärtigen Teil 66' und einem stromabwärti­ gen Teil 66" des Ablaufkanals 66. An der Einmündungsstelle des stromabwärtigen Teils 66" in die Ventilkammer 78 ist ein erster Ventilsitz 80 für das als Kugel- oder Flachsit­ zelement ausgebildete Absperrelement 76 gebildet, an der Einmündungsstelle des stromaufwärtigen Teils 66' ein zwei­ ter Ventilsitz 82. Die Anlage des Absperrelements 76 am er­ sten Ventilsitz 80 definiert die erste der beiden oben an­ gesprochenen Endstellungen, die Anlage am zweiten Ventil­ sitz 82 die zweite Endstellung. Das Absperrelement 76 kann in nicht näher dargestellter Weise in die erste Endstellung federvorgespannt sein.

Der Bypasskanal 74 mündet ebenfalls in die Ventilkammer 78. Die Ausbildung des Ventils 70 mit zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen 80, 82 hat dann zur Folge, daß in der ersten Endstellung des Absperrelements 76, d. h. in Anlage am er­ sten Ventilsitz 80, ein die Befüllung der Steuerkammer 58 beschleunigender Kraftstoffstrom durch den Bypasskanal 74 in den stromaufwärtigen Teil 66' des Ablaufkanals 66 flie­ ßen kann.

In der zweiten Endstellung kann ein solcher Kraftstoffstrom jedoch nicht fließen. Der Zugang zum stromaufwärtigen Teil 66' des Ablaufkanals 66 wird durch die Anlage des Absper­ relements 76 am zweiten Ventilsitz 82 versperrt. Dies muß allerdings nicht problematisch sein, denn wenn das Absper­ relement 76 die zweite Endstellung nur nach Voreinspritzun­ gen einnimmt, kann der Kraftstoffzufluß allein durch den Zulaufkanal 62 genügen, um die Kraftstoffverluste der Steu­ erkammer 58 hinreichend rasch auszugleichen. Während einer Voreinspritzung werden nämlich in der Regel nur geringe Kraftstoffmengen aus der Steuerkammer abfließen. Diese kön­ nen auch ohne Unterstützung durch den Bypasskanal 74 rasch ersetzt werden.

Der Ablaufkanal 66 ist so gestaltet, daß der aus der Steu­ erkammer 58 abfließende Kraftstoff in der Ablaufdrossel 64 kavitiert. Dies hat den Vorteil, daß der Kraftstoffabfluß unabhängig von dem in der Ventilkammer 78 herrschenden Druck ist und deshalb auch durch eine Druckerhöhung in der Ventilkammer 78 nicht beeinträchtigt wird, die sich bei of­ fenem Ventil 70 bedingt durch Kraftstoffzufluß über den By­ passkanal 74 einstellen kann.

Für das Auftreten von Kavitation ist nicht nur die Gestal­ tung der Ablaufdrossel 64 selbst verantwortlich. Wesentli­ chen Einfluß hat auch der stromabwärts an die Ablaufdrossel 64 unmittelbar anschließende Kanalabschnitt. Deshalb ist die Ablaufdrossel 64 hier nicht unmittelbar vor der Ventil­ kammer 78 angeordnet, sondern im Abstand von dieser. Zwi­ schen der Ablaufdrossel 64 und der Ventilkammer 78 ist ein sogenannter Diffusor 84 ausgebildet, der die Kavitations­ entstehung in der Ablaufdrossel 64 fördert. Würde der By­ passkanal 74 in den Diffusor 84 münden, würden Strömungs­ kanten an der Einmündungsstelle die Kavitationsentstehung stören, wenn nicht sogar verhindern. Weil aber der Bypass­ kanal 74 im Abstand von dem Diffusor 84 in die Ventilkammer 78 mündet, können solche Störungen des Kavitationsverhal­ tens vermieden werden.

Auch der Einmündungswinkel, unter dem der Bypasskanal 74 in die Ventilkammer 78 einmündet, kann das Abflußverhalten des Kraftstoffs beeinflussen. Insbesondere ein spitzer Einmün­ dungswinkel des Bypasskanals 74 bezüglich der Ablaufrich­ tung des Kraftstoffs kann zu guten Ergebnissen führen.

Der Bypasskanal 74 enthält ferner eine Bypassdrossel 86, deren Gestaltung einerseits im Hinblick auf einen möglichst großen Kraftstoffzufluß zur Steuerkammer 58, andererseits im Hinblick auf möglichst geringe Leckströme ausgelegt ist, die über den stromabwärtigen Teil 66" des Ablaufkanals 66 ungenutzt abfließen, wenn das Ventil 70 offen ist oder das Absperrelement 76 am Ventilsitz 82 anliegt.

Claims (7)

1. Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritz­ system einer Verbrennungsmaschine, mit einer in einen Brennraum der Verbrennungsmaschine ragenden, aus einem Hochdruck-Kraftstoffverteiler (10) des Speicherein­ spritzsystems über einen Hochdruck-Kraftstoffversor­ gungsweg (14, 52, 44, 40) mit Kraftstoff versorgbaren Einspritzdüse (16) und einer die Einspritzdüse (16) ab­ hängig vom Druck in einer Steuerkammer (58) öffnenden und schließenden Düsennadel (30), wobei zur Kraftstof­ feinleitung in die Steuerkammer (58) ein von dem Kraft­ stoffversorgungsweg (14, 52, 44, 40) abzweigender Zu­ laufkanal (62) in die Steuerkammer (58) mündet und ein von der Steuerkammer (58) ausgehender Ablaufweg (66, 78) den Ablauf des Kraftstoffs aus der Steuerkammer (58) er­ möglicht, wobei weiter ein Absperrventil (70) vorgesehen ist, mittels welchem ein - bezogen auf die Ablaufrich­ tung des Kraftstoffs - stromabwärtiger Abschnitt (66") des Ablaufwegs (66, 78) gegenüber einem stromaufwärtigen Abschnitt (66') des Ablaufwegs (66, 78) sperrbar ist, wobei weiter der stromabwärtige und der stromaufwärtige Abschnitt (66', 66") des Ablaufwegs (66, 78) in eine Ventilkammer münden (78), in der ein Absperrelement (76) des Absperrventils (70) verstellbar angeordnet ist, und wobei von dem Kraftstoffversorgungsweg (14, 52, 44, 40) ein in den Ablaufweg (66, 78) mündender Bypasskanal (74) zur Einleitung eines zusätzlichen Kraftstoffstroms in die Steuerkammer (58) abgezweigt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einmündungsstelle des Bypasskanals (74) in den Ablaufweg (66, 78) im Bereich der Ventilkam­ mer (78) liegt.

2. Einspritzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine im Ablaufweg (66, 78) stromaufwärts der Ventilkammer (78) angeordnete Ablaufdrossel (64) längs des Ablaufwegs (66, 78) im Abstand von der Ventilkammer (78) angeordnet ist.

3. Einspritzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ablaufweg (66, 78), insbesondere in seinem zwischen der Ablaufdrossel (64) und der Ventilkammer (78) liegenden Bereich (84), derart ausgebildet ist, daß bei Kraftstoffablauf aus der Steuerkammer (58) Kavitati­ on in der Ablaufdrossel (64) auftritt.

4. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bypasskanal (74) stets of­ fen ist.

5. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absperrelement (76) als zwischen zwei gegenüberliegenden Ventilsitzen (80, 82) in der Ventilkammer (78) verstellbares Sitzelement aus­ gebildet ist, daß an den beiden Ventilsitzen (80, 82) der stromaufwärtige und der stromabwärtige Abschnitt (66', 66") des Ablaufwegs (66, 78) in die Ventilkammer (78) münden und daß die Einmündungsstelle des Bypasska­ nals (74) in die Ventilkammer (78) - bezogen auf die Ab­ laufrichtung des Kraftstoffs - zwischen den beiden Ven­ tilsitzen (80, 82) liegt.

6. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (70) piezo­ elektrisch betätigt ist.

7. Einspritzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge­ kennzeichnet durch seine Verwendung als Bestandteil ei­ nes Common-Rail-Injektors.