DE19508445B4

DE19508445B4 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19508445B4
Application number: DE19508445A
Authority: DE
Inventors: Franz X. Prof. Dr. Moser
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2015-03-10
Also published as: DE19508445A1; BR9607633A; DE59603676D1; KR100401139B1; KR19980702875A; WO1996028654A1; US6138641A; CN1177999A; EP0813652A1; CN1065020C; EP0813652B1

Abstract

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerten Kurbelwelle, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei weiterhin die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest eine den Kraftstoff fördernde Hochdruckpumpe aufweist, die in das Kurbelgehäuse eingesetzt und hochdruckseitig in einem Bereich nahe eines Zylinders angeordnet ist und antriebsseitig von einer Nockenwelle angetrieben ist und die den Kraftstoff in einen Versorgungsspeicher (Common-Rail) fördert, der über zumindest ein Zumessventil mit zumindest einem Einspritzventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4) Nocken (6a, 6b) zur Gaswechselventilbetätigung aufweist und über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle (2) angetrieben ist und dass zwei oder mehr Hochdruckpumpen (10) entlang der Brennkraftmaschine (1) verteilt angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerten Kurbelwelle, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei weiterhin die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest eine den Kraftstoff fördernde Hochdruckpumpe aufweist, die in das Kurbelgehäuse eingesetzt und hochdruckseitig in einem Bereich nahe eines Zylinders angeordnet ist und antriebsseitig von einer Nockenwelle angetrieben ist und die den Kraftstoff in einen Versorgungsspeicher (Common-Rail) fördert, der über zumindest ein Zumessventil mit zumindest einem Einspritzventil verbunden ist.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist aus der DE 43 40 311 C1 bekannt. Die in diesem Dokument dargestellte und beschriebene Brennkraftmaschine weist ein Einspritzsystem auf, bei dem eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in einen Versorgungsspeicher fördert. Diese Hochdruckpumpe ist in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzt und wird von einer eigenen Nockenwelle, auf deren Umfang verteilt insgesamt vier Nocken angeordnet sind, angetrieben. Diese Nockenwelle muss neben der Gaswechselventilnockenwelle, die zur Betätigung der Gaswechselventile vorhanden ist, in geeigneter Weise im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine untergebracht und beispielsweise von der Kurbelwelle aus angetrieben werden. Die Nockenwelle und insbesondere die Hochdruckpumpe unterliegen, dadurch dass diese Bauteile pro Nockenwellen umdrehung vier mal beansprucht werden, einer hohen Belastung. Diese Belastung wirkt sich auch auf das Kurbelgehäuse im Einbaubereich der Hochdruckpumpe aus.

Aus der DE 39 10 794 A1 ist weiterhin eine Hochdruckpumpe mit einer Schrägkantensteuerung bekannt, wobei die Hochdruckpumpe direkt in das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine bereitzustellen, die hydraulisch steif ausgebildet und kompakt aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Nockenwelle zusätzliche Nocken zur Gaswechselventilbetätigung aufweist und über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle angetrieben ist und dass zwei oder mehr Hochdruckpumpen entlang der Brennkraftmaschine verteilt angeordnet sind. Diese Ausbildung schafft eine Einspritzvorrichtung, die von dem Nockenwellenantrieb über die Anordnung und Ausrichtung im Kurbelgehäuse bis hin zu der möglichst nahen Anordnung des Hochdruckauslasses zu dem Einspritzventil bzw. dem zwischengeschalteten oder im Zylinderkopf integrierten Versorgungsspeicher insgesamt mechanisch und hydraulisch sehr steif ausgebildet ist und die das Einspritzverhalten der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gegenüber dem Stand der Technik verbessert. Ein genau definierbares und beeinflussbares Einspritzverhalten ist insbesondere hinsichtlich eines niedrigen Kraftstoffverbrauches und eines günstigen Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine von Bedeutung. Dabei werden sowohl die Abgasemissionen der Brennkraftmaschine als auch deren Geräuschemissionen, soweit sie von der Einspritzvorrichtung beeinflusst sind, verringert. Ein hydraulisch steifes System ist insbesondere bei der Verwendung eines Versorgungsspeichers ausgesprochen wichtig, da gerade die mit diesem System beispielsweise in eine Voreinspritzmenge und Haupteinspritzmenge aufteilbare Gesamteinspritzmenge je Arbeitszyklus genauestens dosiert sein muss. Hier wirken sich Schwächen im Einspritzsystem, die bei einem konventionellen System auch unbedenklich wären, gleich sehr nachteilig aus. Dass die Nockenwelle Nocken zur Gaswechselventilbetäti gung aufweist und über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle angetrieben wird, ist insbesondere bei einer Reihenbrennkraftmaschine vorteilhaft, da dadurch eine separate Nockenwelle zum Antrieb der Hochdruckpumpe eingespart wird. Im Übrigen ist die Nockenwelle vorteilhaft so ausgebildet, dass zumindest in Teilbereichen entlang der Nockenwelle drei Nockenabschnitte direkt nebeneinander angeordnet und von Lagerstellen eingefasst sind. Dabei werden zwei Nockenabschnitte zur Steuerung der Gaswechselventile (Ein- und Auslass) benötigt, während der dritte Nockenabschnitt zur Betätigung der Hochdruckpumpe verwendet wird. Durch die Einfassung dieser Abschnitte von Lagerstellen wird die Nockenwelle weiter versteift, so dass von einer Verbiegung oder Verdrehung der Nockenwelle ausgehende Fehlerquellen nahezu eliminiert sind. Weiterhin kann vorgesehen sein, die Lagerstellen und die dazwischen liegenden Nockenbereiche übergangslos, d. h. ohne Einstiche ineinander übergehen zu lassen. Dadurch wird bei minimalem Raumbedarf ein weiterer Beitrag zu einer steifen Nockenwelle geleistet. Durch den Antrieb der Nockenwelle über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle werden Verdrehungen der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle, die bei bekannten Nockenwellenantrieben über mehrere Zahnräder, Zahnriemen oder Ketten auftreten, und die den erreichbaren Spitzendruck vermindern bzw. die genaue Steuerung beeinträchtigen, vermieden. Weiterhin sind zwei oder mehr Hochdruckpumpen entlang der Brennkraftmaschine verteilt angeordnet. Eine Optimierung erfolgt nach den Parametern: "Zylinderzahl, Fördervolumen der Hochdruckpumpe usw." Darüber hinaus können die Flanken der Nocken insofern umgestaltet werden, dass die steilen Flanken bei Einspritzpumpenelementen entschärft werden, da bei den Hochdruckpumpen kein steiler Druckanstieg, wie bei Einspritzpumpenelementen zur Erfüllung von vorgegebenen Einspritzgesetzen erforderlich ist. Vielmehr können die Nocken hinsichtlich der Belastung der Hochdruckpumpe und des gesamten Systems optimiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Hochdruckpumpe gehäuselos in das Kurbelgehäuse eingesetzt. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass einerseits ein separates Gehäuse für die Hochdruckpumpe eingespart wird und andererseits das Gesamtsystem dadurch mechanisch steifer wird, da durch den Wegfall eines separaten Pumpengehäuses Platz ge wonnen wird, der für eine Verstärkung des Kurbelgehäuses in diesem Bereich ausgenutzt werden kann. Auch fallen durch den Wegfall des separaten Pumpengehäuses die sonst notwendigen Passungen bzw. Verbindungen von dem Pumpengehäuse zu dem Kurbelgehäuse weg, was sich zumindest hinsichtlich des Bearbeitungsaufwandes auswirkt.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Hochdruckpumpe ein Einspritzpumpenelement mit einer Schrägkantensteuerung. Diese Ausbildung ermöglicht ein Zurückgreifen auf bereits vorhandene und erprobte Pumpenelemente, bei denen darüber hinaus sichergestellt ist, dass diese die geforderten Drücke im Bereich von ca. 1400 bar aufbringen können. Die Schrägkantensteuerung ermöglicht darüber hinaus eine genaue und zuverlässige Steuerung des Druckes in dem Versorgungsspeicher, ohne dass aufwendige Überdruck- und Absteuerventile in dem Versorgungsspeicher notwendig sind. Diese Elemente können durch die aktive Steuerung des Befüllungsdruckes des Versorgungsspeichers eingespart werden.

In Weiterbildung der Erfindung weist die Nockenwelle zum Antrieb der Hochdruckpumpe zwei, drei oder mehr auf dem Umfang der Nockenwelle verteilte Nocken auf. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass bei einer einzigen Umdrehung der Nockenwelle die Hochdruckpumpe mehrfach den Versorgungsspeicher befüllen kann. Im Gegensatz zu einem Einspritzpumpenelement ist die Befüllung des Hochdruckspeichers unabhängig von dem jeweiligen Arbeitstakt, auf den das Einspritzpumpenelement zusammen mit dem Einspritzventil ausgerichtet sein muss. Darüber hinaus können – wie schon zuvor ausgeführt – die Flanken der Nocken insofern umgestaltet werden, dass die steilen Flanken bei Einspritzpumpenelementen entschärft werden, da bei den Hochdruckpumpen kein steiler Druckanstieg wie bei Einspritzpumpenelementen zur Erfüllung von vorgegebenen Einspritzgesetzen erforderlich ist. Vielmehr können die Nocken hinsichtlich der Belastung der Hochdruckpumpe und des gesamten Systems optimiert werden. Die Anzahl der auf dem Umfang der Nockenwelle angeordneten Nocken hängt daher von den jeweiligen Gegebenheiten bei der Brennkraftmaschine (Zylinderzahl, Größe der Hochdruckpumpe usw.) ab.

In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich der Versorgungsspeicher entlang zumindest einer Zylinderreihe der Brennkraftmaschine. Dadurch wird im Zusammenwirken mit der schon zuvor dargestellten nahen Anordnung und Ausrichtung der Hochdruckpumpe hin zu einem Zylinderkopf mit dem zugeordneten Einspritzventil ein weiterer Beitrag zu einem steifen System geliefert, da durch diese Anordnung die Länge der Verbindungen von Hochdruckpumpe zu Versorgungsspeicher und von Versorgungsspeicher zu den einzelnen Einspritzventilen soweit wie möglich verringert wird. Bei einer Ausbildung der Brennkraftmaschine in V-Bauart kann erfindungsgemäß ein einziger Versorgungsspeicher in den V-Raum zwischen den beiden Zylindeneihen angeordnet sein, wobei sich diese Ausbildung insbesondere bei kleinen V-Winkeln anbietet, wenn also die beiden Zylindeneihen relativ eng zueinander ausgerichtet sind. Ansonsten ist es im Rahmen der Erfindung natürlich auch vorgesehen, zwei Versorgungsleitungen vorzusehen, wobei dann jeweils eine Versorgungsspeicher einer Zylinderreihe zugeordnet ist. In vorteilhafter Weise können der (die) Versorgungsspeicher auch im Zylinderkopf integriert sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Versorgungsspeicher mit dem Hochdruckauslaß der Hochdruckpumpe über eine kurze Druckleitung verbunden. Durch diese Ausbildung wird – wie zuvor angedeutet – erreicht, daß die Verluste bzw. Druckschwankungen, die sich bei langen Druckleitungen ergeben, quasi ausgeschlossen sind. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Versorgungsspeicher von zwei oder mehr Hochdruckpumpen getragen wird. Diese Ausbildung ist besonders dann sinnvoll, wenn beispielsweise zwei oder drei Hochdruckpumpen vorgesehen sind, die entlang der Brennkraftmaschine verteilt angeordnet sind, beispielsweise an den beiden Enden und in der Mitte einer Zylinderreihe, wobei dann der Versorgungsspeicher direkt auf diesen Hochdruckpumpen befestigt ist. Dadurch kann ggf. auf eine separate Befestigung des Versorgungsspeichers an der Brennkraftmaschine verzichtet werden, so daß darüber hinaus auch beispielsweise eine komplette Einheit bestehend aus Hochdruckpumpen und Versorgungsspeicher vor montierbar ist und als Einheit an der Brennkraftmaschine endmontiert wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Zumeßventil an dem Versorgungsspeicher angeordnet oder aber in Weiterbildung der Erfindung direkt an dem Einspritzventil. Hier wird eine Lösung gewählt werden, die den jeweiligen Erfordemissen am besten genüge trägt. So ist ein direkt am Einspritzventil angeordnetes Zumeßventil in der Lage, die dem Einspritzventil zuzumessende Kraftstoffmenge mengenmäßig und zeitmäßig sehr genau zu steuern, da zwischen dem Zumeßventil und dem Einspritzventil keine die Zumessung negativ beeinträchtigenden Leitungen vorhanden sind. Andererseits bietet ein an dem Versorgungsspeicher angeordnetes Zumeßventil wiederum die Möglichkeit, eine sehr kompakte und auch vorzufertigende bzw. vorzumontierende Einheit aus Hochdruckpumpe, Versorgungsspeicher und Zumeßventilen bereitzustellen. Darüber hinaus wird durch den Wegfall des Zumeßventils im Bereich des Zylinderkopfs die Bauhöhe verringert, die in vielen Anwendungsfällen kaum zur Verfügung sieht. Im übrigen können die Zumeßventile zumindest weitgehend Magnetventile sein, die schon bei gebräuchlichen magnetventilgesteuerten Einspritzanlagen (MV-Systeme der Fa. KHD) Verwendung finden. Hierbei handelt es sich um Systeme, bei denen das Einspritzpumpenelement mit einem derartigen Magnetventil versehen ist, das die einem mit einem Einspritzpumpenelement bzw. Magnetventil verbundenen Einspritzventil zuzuführende Kraftstoffmenge steuert.

In Weiterbildung der Erfindung wird zur Steuerung der Hochdruckpumpe der in dem Versorgungsspeicher herrschende Druck herangezogen. Hierzu eignet sich schon die zuvor beschriebene Ausbildung der Hochdruckpumpe mit einem Pumpenplunger, der eine Schrägkante aufweist, wobei diese Schrägkante dann von einer Regelstange mit entsprechenden Absteuerungsbohrungen in Verbindung gebracht werden kann. Dabei ist dann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der in der Versorgungsleitung herrschende Druck über eine hydraulische und/oder elektrische Übertragung auf eine Stelleinrichtung einwirkt, die dann die die Schrägkante verstellende Regelstange betätigt. Dabei kann in der einfachsten Ausführung vorgesehen sein, die Versorgungsleitung beispielsweise stimseitig mit einer Druckübertragungsleitung zu versehen, die in die als Druckumsetzer ausgebildete Stelleinrichtung mündet und der die Regelstange zur Verstellung der Schrägkanten steuert. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, den Druck in dem Versorgungsspeicher elektrisch beispielsweise über Sensoren zu erfassen und diesen gemessenen Wert zur Verstellung der Regelstange heranzuziehen. Hierzu kann beispielsweise ein entsprechender Stellmotor, beispielsweise ein Schrittschaltmotor herangezogen werden. Genauso ist es aber auch möglich, die elektrischen Signale zur Ansteuerung einer hydraulischen Verstelleinrichtung der Regelstange heranzuziehen.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Stelleinrichtung stimseitig der Brennkraftmaschine, insbesondere anstelle eines Drehzahlreglers angeordnet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß kein zusätzlicher Platzbedart an der Brennkraftmaschine zur Unterbringung einer derartigen Stelleinrichtung erforderlich ist. Vielmehr kann die Brennkraftmaschine insgesamt so ausgebildet sein, daß sie wahlweise mit einem konventionellen Einspritzsystem mit oder ohne der zuvor beschriebenen Magnetventiltechnik ausgerüstet wird oder aber mit dem erfindungsgemäßen System mit einem Versorgungsspeicher.

Schließlich ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Stelleinrichtung in eine Öffnung des Kurbelgehäuses anstelle eines Einspritzpumpenelementes einzusetzen. Wie zuvor ausgeführt wurde, werden in aller Regel nicht alle bei einer konventionellen Brennkraftmaschine vorhandenen Öffnungen für Einspritzpumpenelemente benötigt, da zur Erzeugung des Hochdrucks in dem Versorgungsspeicher weniger Hochdruckpumpen erforderlich sind. Dabei kann dann in eine nichtbenutzte Öffnung die Stelleinrichtung eingesetzt werden. Diese Stelleinrichtung ist dann prinzipiell ähnlich wie eine Hochdruckpumpe aufgebaut, wobei diese Stelleinrichtung dann selbstverständlich keinen Antrieb von der Nockenwelle aufweist. Vielmehr wird dann "quasi rückwärts" der von dem Versorgungsspeicher hydraulisch und/oder elektrisch übertragene Druck auf die Regelstange zur Steuerung der Fördermenge der anderen Hoch druckpumpen übertragen. Diese Ausbildung stellt eine besonders kompakte Ausführung dar, wobei diese Einrichtung auch mit als Träger für den Versorgungsspeicher gemäß einer der vorherigen Ausbildungen herangezogen werden kann.

Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung auch mit üblichen Steckpumpen realisiert werden. Hier ist das Einspritzpumpenelement bzw. die Hochdruckpumpe in einem eigenen Pumpengehäuse angeordnet. Diese Pumpengehäuse können überwiegend im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine oder teils in und teils auf demselben angeordnet sein und eine außenliegende Kraftstoffversorgung im Gegensatz zu der vorteilhaft im Kurbelgehäuse angeordneten Kraftstoffversorgung bei der zuvor geschilderten Ausbildung aufweisen. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß der Hochdruckraum der Hochdruckpumpe besonders nahe zusammenwirkend mit dem Versorgungsspeicher an das Einspritzventil herangezogen werden kann. Außerdem ist die Gefahr von Kraftstoffaufheizung und kurbelgehäuseintemer Kraftstoffleckage durch die außenliegende Kraftstoffversorgung vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.

Es zeigen:

1: eine schematische Seiteneinsicht einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung,

2: eine schematische Stirnansicht einer Brennkraftmaschine mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei der Versorgungsspeicher an der Zylinderreihe befestigt und das Zumeßventil auf dem Einspritzventil angeordnet ist und

3: eine schematische Stirnansicht der Brennkraftmaschine, wobei der Versorgungsspeicher auf der Hochdruckpumpe befestigt und gleichzeitig das Zumeßventil auf dem Versorgungsspeicher angeordnet ist.

Die in 1 schematisch dargestellte selbstzündende Brennkraftmaschine 1 weist in dem Ausführungsbeispiel 6 Zylinder auf, die in einer Reihe angeordnet sind. Die Brennkraftmaschine 1 ist gnrundsätzlich konventionell aufgebaut und weist zunächst eine Kurbelwelle 2 auf, die in dem Kurbelgehäuse 3 (siehe auch 2 und 3) gelagert ist. Weiterhin ist in dem Kurbelgehäuse 3 eine Nockenwelle 4 gelagert, wobei die Nockenwelle 4 über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle 3 angetrieben ist. Dazu sind stirnseitig auf der Kurbelwelle 2 und der Nockenwelle 4 Zahnräder 5a, 5b angeordnet, die so ausgelegt sind, daß die Nockenwelle 4 mit halber Kurbelwellendrehzahl angetrieben wird. Die Nockenwelle 4 weist jedem Zylinder zugeordnete Gaswechselventilnocken 6a, 6b auf, an die sich weiterhin Nocken 7a, 7b, 7c anschließen, die im gleichen axialen Bereich der Nockenwelle 4 liegend auf dem Umfang der Nockenwelle 4 verteilt angeordnet sind (2 und 3). Eingerahmt werden die Gaswechselnocken 6a, 6b und die Nocken 7a, 7b, 7c von Lagerstellen 8a, 8b, die sich direkt an den Gaswechselventilnocken 6a und die Nocken 7a, 7b, 7c anschließen. Dabei erfolgt der Übergang von den Lagerstellen 8a, 8b zu den einzelnen Nockenbereichen übergangslos, d.h. im wesentlichen ohne die Nockenwelle 4 schwächende Einstiche zwischen den einzelnen Nockenbereichen. Dargestellt in 1 sind im übrigen nur die Lagerstellen 8a, 8b mit den dazwischenliegenden Nockenbereichen für einen Zylinder, ebenso wie die Kurbelwelle 2 nur in einem Teilbereich dargestellt ist. Beide Bauteile erstrecken sich selbstverständlich in der dargestellten Ausbildung über die gesamte Länge der Brennkraftmaschine 1.

Auf den Nocken 7a, 7b, 7c der Nockenwelle 4 läuft der Rollenstößel 9 einer Hochdruckpumpe 10 ab und treibt einen Pumpenplunger 18 an, der Kraftstoff in einen entlang der Brennkraftmaschine 1 sich erstreckenden Versorgungsspeicher 11 (Common Rail) über eine kurze Druckleitung 12 fördert (1 und 2). Die Hochdruckpumpe 10 ist von ihrem grundsätzlichen Aufbau her ein Einspritzpumpenelement mit einer Schrägkan tensteuerung. Das heißt der zuvor erwähnte Pumpenplunger 18 weist eine Schrägkante 17 auf, die je nach der Verdrehung des Pumpenplungers 18 mit einer Absteuerbohrung zusammenwirkt. Durch diese Verdrehung kann die Fördermenge der Hochdruckpumpe 10 zwischen einer Nullfördermenge und einer Maximalfördermenge variiert werden. Verstellt wird der Pumpenplunger 18 von einer Regelstange 13, die sich wiederum entlang der Brennkraftmaschine 1 erstreckt.

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird nun von der Hochdruckpumpe 10 fortlaufend Kraftstoff in den Versorgungsspeicher 11 gefördert. Von diesem Versorgungsspeicher 11 zweigen entsprechend der jeweiligen Zylinderzahl der Brennkraftmaschine 1 Einspritzleitungen 14, 14' ab, die letztendlich mit einem Einspritzventil 15, 15' verbunden sind. Dabei ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 der Versorgungsspeicher 11 an dem Kurbelgehäuse 3 oder der Zylinderbank angeordnet und befestigt. Die von diesem Versorgungsspeicher 11 abzweigenden Einspritzleitungen 14 münden in einem auf dem Einspritzventil 15 angeordneten Zumessventil 16. Dieses Zumessventil 16 ist beispielsweise als ein von einer elektronischen Steuereinheit steuerbares Magnetventil ausgebildet, das entsprechend den jeweiligen Betriebsparametern den Kraftstofffluß von der Einspritzleitung 14 in das Einspritzventil 15 steuert.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist im Ausführungsbeispiel gemäß 3 der Versorgungsspeicher 11 direkt auf der Hochdruckpumpe 10 befestigt. Weiterhin ist das Zumessventil 16 seinerseits direkt auf dem Versorgungsspeicher 11 angeordnet, so daß die Einspritzleitung 14' direkt in das Einspritzventil 15' einmündet. Selbstverständlich ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Möglichkeit gegeben, das Zumessventil 16 direkt an dem Einspritzventil 15 anzuordnen. Durch die dargestellte Ausbildung der Brennkraftmaschine mit einem Versorgungsspeicher 11 steht unter nahezu allen Betriebsbedingungen in dem Versorgungsspeicher der Kraftstoff unter einem angenähert gleichen Druck von beispielsweise 1.400 bar zur Verfügung und kann über die Zumessventile 16 in nahezu beliebig gesteuerter Art und Weise den Einspritzventilen 15, 15' zugeführt werden. Dadurch lassen sich das Laufver halten der Brennkraftmaschine, insbesondere aber die Abgasemissionen und Geräuschemissionen und auch der Kraftstoffverbrauch positiv beeinflussen.

Gesteuert wird die von den Hochdruckpumpen 10 zu fördernde Menge – wie zuvor ausgeführt – durch die mit der Schrägkante 17 versehenen Pumpenplunger 18, die durch die Regelstange 13 verstellt wird. Dabei erfolgt die die Verstellung bewirkende axiale Verschiebung der Regelstange 13 durch eine Stelleinrichtung in Form eines Druckumsetzers 19, der gemäß 1 an der Stirnseite der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dieser Druckumsetzer 19 ist über eine Steuerleitung 20 mit dem Versorgungsspeicher 11 verbunden. Dabei ist dieses System so abgestimmt, daß bei einem Absinken des Drucks in dem Versorgungsspeicher 11 dieser abfallende Druck über die Steuerleitung 20 in den Druckumsetzer 19 weitergeleitet wird und dementsprechend der Druckumsetzer 19 die Regelstange 13 hin zu einer Erhöhung der Fördermenge der Hochdruckpumpen 10 verstellt. Dadurch ist in einfacher Art und Weise eine selbsttätige Druckregelung in dem Versorgungsspeicher 11 möglich. Im Rahmen der Endung ist es auch vorgesehen, den Druck in dem Versorgungsspeicher 11 beispielsweise durch Drucksensoren zu erfassen und diese Signale auf den Druckumsetzer 19 aufzuschalten. Dabei ist dann der Druckumsetzer 19 vorzugsweise als elektrisch betätigtes Stellelement ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung ist es insbesondere – wie in der allgemeinen Beschreibung beschrieben – vorgesehen, die Stelleinrichtung in Form eines Druckumsetzers 19' neben einer Hochdruckpumpe 10 analog zu dieser in das Kurbelgehäuse 3 der Brennkraftmaschine einzusetzen. Dabei ist dann diese Stelleinrichtung grundsätzlich analog zu einer Hochdruckpumpe 10 ausgebildet, weist aber keinen Rollenstößel 9 auf. Vielmehr wird der von der Steuerleitung 20' der Stelleinrichtung übermittelte Druck in dem Versorgungsspeicher 11 nur zur Verstellung der Regelstange 13 verwendet.

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerten Kurbelwelle, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei weiterhin die Kraftstoffeinspritzvorrichtung zumindest eine den Kraftstoff fördernde Hochdruckpumpe aufweist, die in das Kurbelgehäuse eingesetzt und hochdruckseitig in einem Bereich nahe eines Zylinders angeordnet ist und antriebsseitig von einer Nockenwelle angetrieben ist und die den Kraftstoff in einen Versorgungsspeicher (Common-Rail) fördert, der über zumindest ein Zumessventil mit zumindest einem Einspritzventil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4) Nocken (6a, 6b) zur Gaswechselventilbetätigung aufweist und über einen einzigen Zahneingriff von der Kurbelwelle (2) angetrieben ist und dass zwei oder mehr Hochdruckpumpen (10) entlang der Brennkraftmaschine (1) verteilt angeordnet sind.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (10) gehäuselos in das Kurbelgehäuse (3) eingesetzt ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (10) einen Zylinder und einen in diesem bewegbaren Pumpenkolben mit einer Schrägkante zur Mengensteuerung aufweist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (4) zum Antrieb der Hochdruckpumpe (10) zwei, drei oder mehr auf dem Umfang der Nockenwelle (4) verteilte Nocken (7a, 7b, 7c) aufweist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspeicher (11) sich entlang zumindest einer Zylinderreihe der Brennkraftmaschine (1) erstreckt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspeicher (11) mit dem Hochdruckauslass der Hochdruckpumpe (10) über eine kurze Druckleitung (12) verbunden ist und die Hochdruckpumpe(n) (10) je ein Druckhalteventil aufweist beziehungsweise aufweisen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspeicher (11) von zwei oder mehr Hochdruckpumpen (10) getragen wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versorgungsspeicher (11) im Zylinderkopf (3a) der Brennkraftmaschine (1) integriert ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zumessventil (16) an dem Versorgungsspeicher (11) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zumessventil (16) an dem Einspritzventil (15, 15') angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Versorgungsspeicher (11) herrschende Druck zur Steuerung der Hochdruckpumpe (10) herangezogen wird.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe(n) (10) mit einer im Kurbelgehäuse (3) gelagerten Regelstange (13) in Wirkverbindung steht beziehungsweise stehen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Versorgungsspeicher (11) herrschende Druck über eine hydraulische und/oder elektrische Übertragung auf eine Stelleinrichtung (21) einwirkt, die mittels der Regelstange (13) die Schrägkante(n) (17) der Hochdruckpumpe(n) (10) betätigt.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (21) an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine (1), insbesondere anstelle eines Drehzahlreglers, angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (21) in eine Öffnung des Kurbelgehäuses (3) anstelle eines Einspritzpumpenelementes eingesetzt ist.