DE19716220B4

DE19716220B4 - Kraftstoffeinspritzeinheit für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19716220B4
Application number: DE1997116220
Authority: DE
Inventors: Josef Buergler; Franz Guggenbichler; Jaroslaw Hlousek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: DE19716220A1; JPH10299602A; GB9806898D0; GB2324336A; GB2324336B; JP4125816B2

Abstract

Kraftstoffeinspritzeinheit, die zumindest je ein in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragendes Einspritzventil (17) mit einem Einspritzventilglied (21) aufweist, das mit einem Ventilsitz (29) zur Steuerung der Einspritzung zusammenwirkt und dabei eine in einem ersten Druckraum (33) liegende Druckfläche (31) aufweist, die durch den Druck im ersten Druckraum (33) in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, und das auf seiner dem Ventilsitz (29) abgewandten Rückseite einen vom Druck wenigstens mittelbar beaufschlagten zweiten Druckraum (41) aufweist, wobei der erste Druckraum (33) über eine Verbindungsleitung (35) zur Hochdruckleitung (13) ständig mit einem Hochdrucksammelraum (7) verbunden ist und mit einem von einem elektrischen Steuergerät (93) mittels eines Stellmagneten (49) gesteuerten Drei-Wegesteuerventil (19), das ein zwei mit je einem Ventilsitz (59, 65) zusammenwirkende Dichtflächen (57, 67) aufweisendes Steuerventilglied (45) besitzt, das in seiner einen Stellung mit der einen Dichtfläche (57) auf den einen Ventilsitz (59) zur Anlage kommt und dabei die Verbindung der Hochdruckleitung (13) zum zweiten Druckraum...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinheit für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Aus der DE 43 32 119 A1 ist eine derartige Kraftstoffeinspritzeinheit bekannt, die eine Vielzahl, von der Anzahl der Einspritzstellen in den Brennraum einer zu versorgenden Kraftstoffmaschine entsprechenden Kraftstoffeinspritzeinrichtungen aufweist, bei denen für eine optimale Verbrennung des Kraftstoffs im Brennraum der Brennkraftmaschine neben einer freien Steuerung von Einspritzbeginn und Einspritzende auch der Einspritzdruck frei regelbar ist. Eine Kraftstoffhochdruckpumpe fördert Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratstank mit hohem Druck über eine Förderleitung in einen Hochdrucksammelraum, der über Hochdruckleitungen mit den einzelnen, der Anzahl der Einspritzstellen in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine entsprechenden, Einspritzeinheiten verbunden ist. Diese Einspritzeinheiten werden dabei jeweils aus einem in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventil und einem dieses steuernde Drei-Wegeventil gebildet, wobei das Ventilglied des als Sitzventil ausgebildeten Einspritzventils an seinem Schaft eine durch eine Querschnittsverringerung in Richtung Ventilsitz gebildete Druckfläche aufweist, mit der es in einen ständig mit der Hochdruckleitung zum Hochdrucksammelraum und der Einspritzöffnung am Ventilsitz verbundenen ersten Druckraum ragt, dessen Druck das Ventilglied dabei in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Mit seiner dem Ventilsitz abgewandten Stirnseite begrenzt das Ventilglied einen zweiten Druckraum, der über ein Drei-Wegeventil entweder mit der Hochdruckleitung oder einer Entlastungsleitung zum Kraftstoffvorratsbehälter verbindbar ist, wobei der vom Druck beaufschlagte wirksame Querschnitt des Ventilgliedes im Bereich des ersten Druckraumes kleiner ist als im Bereich des zweiten Druckraumes.

Das von einem elektrischen Steuergerät angesteuerte Drei-Wegeventil ist als Doppelsitzventil ausgebildet, dessen axial zwischen zwei als Ventilsitze ausgebildeten Anschlägen verstellbares kolbenförmiges Steuerventilglied je nach Schaltstellung den zweiten stirnseitigen Druckraum am Einspritzventil mit der Hochdruckleitung oder die Entlastungsleitung verbindet. Dabei wird die drosselnde Funktion während der Verbindung des zweiten Druckraumes mit der Entlastungsleitung über eine Verringerung des Durchtrittquerschnitts für den abströmenden Querschnitt innerhalb des Drei-Wegeventils realisiert.

Die Ansteuerung des Steuerventilgliedes erfolgt über einen Stellmagneten, der separat über eine Zwischenplatte an einem Gehäuse der Einspritzeinheit angeordnet ist. An einem dem Stellmagneten zugewandten Ende des Steuerventilgliedes ist eine Ankerplatte auf das Steuerventilglied aufgesteckt und mittels einer Schraube verspannt. Die Positionierung des Steuerventilgliedes erfolgt bei stromlosem Zustand des Stellmagnetens über eine zwischen einer Ringscheibe der Zwischenplatte und einem Federteller am Ventilglied eingespannten Rückstellfeder, wodurch das Steuerventilglied mit einer zweiten Ventildichtfläche in Anlage an einen zweiten Ventilsitz kommt, bei dem die Hochdruckleitung mit einem ersten Druckraum in Verbindung und die Hochdruckleitung über einen zweiten Durchflußraum am Drei-Wegeventil mit dem zweiten Druckraum in Verbindung steht. Sofern eine Einspritzung erfolgen soll, wird der elektrische Stellmagnet von einem Steuergerät bestromt und verschiebt infolge dessen das Steuerventilglied des Drei-Wegesteuerventils entgegen der Kraft der Rückstellfeder in Anlage einer ersten Ventildichtfläche und verschließt die Verbindung zwischen dem ersten mit der Hochdruckleitung verbundenen Durchflußraum und dem zweiten mit dem zweiten Druckraum verbundenen Durchflußraum. Dadurch wird ein Druckabfall im zweiten Druckraum bewirkt, so daß das Einspritzventilglied entgegen der Kraft einer Ventilfeder von seinem Ventilsitz abhebt und das Einspritzventil öffnet.

Dabei hat die bekannte Kraftstoffeinspritzeinheit den Nachteil, daß beim Bestromen des Stellmagneten das Steuerventilglied beim Aufprall auf der ersten Ventildichtfläche ein Ventilabspringen aufweist, und insbesondere, nachdem der Einspritzvorgang erfolgt ist und der elektrische Stellmagnet stromlos geschalten ist, ein Ventilabspringen des Steuerventilgliedes auftritt, sobald dieses in Anlage an seine zweiten Dichtfläche kommt. Dieses Ventilabspringen bewirkt beim Beginn des Einspritzvorganges eine Verzögerung der Einspritzung und führt insbesondere beim Beenden des Einspritzvorganges zu einem Nachspritzen von Kraftstoff, so daß eine undefinierte und nicht exakt bestimmbare Einspritzverlaufsformung vorliegen kann.

Durch die DE 40 20 951 A1 ist ein Magnetventil zur Steuerung von Kraftstoffströmen bekannt, bei dem für das Steuerventilglied eine Dämpfungsvorrichtung vorgesehen ist, um ein Abspringen des Steuerventilglieds von dessen Ventilsitz bei der Schließbewegung zu verhindern. Die Dämpfungsvorrichtung ist dabei als hydraulische Dämpfungsvorrichtung ausgebildet, wobei an einem mit dem Steuerventilglied verbundenen Koppelglied ein Dämpfungsbund ausgebildet ist. Dieser Dämpfungsbund wirkt dabei nur in einer Bewegungsrichtung des Steuerventilglieds.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass die Dämpfungsvorrichtung auf einfache Weise mechanisch in beiden Bewegungsrichtungen des Steuerventilglieds wirkt, indem diese ein sowohl mit der Ankerplatte als auch mit dem Steuerventilglied fest verbundenes Federelement aufweist, durch das eine Art schwimmende Lagerung der Ankerplatte am Steuerventilglied erreicht ist. Das Steuerventilglied kann somit prellfrei zur Anlage an den ersten und zweiten Ventilsitz kommen. Wenn das Steuerventilglied mit einer seiner Ventildichtflächen an einem der Ventilsitze zur Anlage kommt, so wird die Bewegung der Ankerplatte langsam über das Federelement abgebremst.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Federelement als Federplatte ausgebildet ist, so daß eine dämpfende Wirkung analog einer Blattfeder erzielt werden kann. Desweiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Federplatte zwischen zwei nachgiebigen Elementen über eine Schraube fest zum Steuerventilglied angeordnet ist. Dadurch kann der Grad der Dämpfung der Federplatte eingestellt werden. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß ein zwischen der Federplatte und der Ankerplatte angeordnetes nachgiebiges Element größer als ein zwischen der Federplatte und dem Steuerventilglied angeordnetes Element ausgebildet ist. Dadurch kann ein größeres Maß der Dämpfung beim Stomlosschalten des Stellmagneten und somit beim Beenden der Einspritzung bewirkt werden, so daß ein Nacheinspritzen des Kraftstoffes mit Sicherheit ausbleibt.

Die Federplatte und die Ankerplatte sind über eine bekannte lösbare oder unlösbare Verbindung miteinander verbunden, wobei eine Distanzscheibe zwischen der Federplatte und der Ankerplatte angeordnet ist. Die Dicke der Distanzscheibe ist vorteilhafterweise größer als die Dicke von zumindest einem zwischen Ankerplatte und Federplatte angeordneten nachgiebigen Element, so daß ein Zwischenraum A verbleibt, der einen Federweg der Ankerplatte bei Stromlosschaltung des Stellmagneten bestimmt. Durch die Dicke der Distanzscheibe bzw. der Dicke des nachgiebigen Elements kann somit in Abhängigkeit der Stellkräfte der Federweg anpaßbar sein.

Die Ankerplatte weist vorteilhafterweise eine gestufte Bohrung auf, in der ein Befestigungsmittel, vorzugsweise eine Schraube, angeordnet ist, die zur Fixierung der Federplatte und der nachgiebigen Elemente zum Steuerventil dient. Die gestufte Durchgangsbohrung ist mit einem ersten und zweiten Durchmesser größer ausgebildet als ein Schraubenkopf und ein sich daran anschließender zylindrischer Schaft des Befestigungsmittels, damit die Ankerplatte in Bewegungsrichtung des Steuerventilgliedes schwimmend gelagert sein kann.

Desweiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß zwischen einem Schraubenkopf des Verbindungsmittels und einer durch die gestufte Bohrung gebildete Schulter ein Abstand B ausgebildet ist, der einen Federweg für die Ankerplatte beim Bestromen des Stellmagnetes bildet, so daß ein kontrollierter Beginn des Einspritzvorganges beim Überführen des Steuerventilgliedes in einen ersten Ventilsitz ermöglicht ist.

Das Prellverhalten des Steuerventilgliedes kann vorteilhafterweise durch die Masse der Ankerplatte und durch die Masse der Dämpfungsvorrichtung als auch durch die Auslegung der Dämpfungsvorrichtung bestimmt werden. Desweiteren kann der Federweg durch die Größe des Zwischenraumes zwischen dem nachgiebigen Element und der Ankerplatte als auch zwischen dem Schraubenkopf und der Schulter der gestuften Bohrung einstellbar sein.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinheit sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im nachfolgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinheit und
2 eine schematische Detaildarstellung einer zwischen dem Steuerventilglied und einer Ankerplatte angeordneten Dämpfungsvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei der in der 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung fördert eine Kraftstoffhochdruckpumpe 1, die z.B. als Kolbenpumpe ausgeführt sein kann, Kraftstoff aus einem als Kraftstoffvorratsbehälter ausgebildeten Niederdruckraum 3 über eine Förderleitung mit hohem Druck in einen Hochdrucksammelraum 7, Der Druck im Hochdrucksammelraum 7 ist dabei über ein Drucksteuerventil 9, das in eine vom Hochdrucksammelraum 7 abführende Rücklaufleitung 11 in den Niederdruckraum 3 eingesetzt ist, und das in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine arbeitet, oder durch den Liefergrad der Kraftstoffhochdruckpumpe regelbar.
Vom Drucksammelraum 7 führen weiterhin Hochdruckleitungen 13 zu den einzelnen, der Anzahl der Einspritzstellen in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine entsprechenden Einspritzeinheiten 15 ab, die jeweils aus einem in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragenden Einspritzventil 17 und einem Drei-Wegesteuerventil 19 gebildet werden, die in einem gemeinsamen Gehäuse 20 angeordnet sind. Das Einspritzventil 17 ist dabei als Sitzventil ausgebildet, mit einem kolbenförmigen Einspritzventilglied 21, das in einer Führungsbohrung 23 axial geführt ist, und dessen eine Stirnseite eine konische Dichtfläche 25 aufweist, mit der es mit einem an eine Einspritzöffnung 27 angrenzenden Ventilsitz 29 zusammenwirkt. Das Einspritzventil 21 weist an seinem Schaft eine durch eine Querschnittsveringerung gebildete Druckschulter 31 auf, die in Richtung Ventilsitz 29 weist, mit der es in einen ersten durch eine Durchmesservergrößerung der Führungsbohrung 23 gebildeten Druckraum 33 ragt, der sich als Ringspalt um den Schaft des Einspritzventilgliedes 21 bis zum Ventilsitz 29 fortsetzt und der über eine Verbindungsleitung 35 im Gehäuse 20 der Einspritzeinheit 15 ständig mit der Hochdruckleitung 13 verbunden ist, durch die sich der dort befindliche Kraftstoffdruck in den ersten Druckraum 33 fortsetzt und das Einspritzventilglied 21 entgegen der Kraft einer in einem Federraum 37 angeordneten Ventilfeder 39 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Diese greift an einem auf der dem Ventilsitz 29 abgewandten Seite der Führungsbohrung 23 herausragenden Ende des Ventilgliedes 21 über einen Federteller 40 an, auf den zusätzlich ein Kolben 38 wirkt, der einen gegenüber dem Durchmesser der Führungsbohrung 23 geringfügig größeren Durchmesser aufweist und der mit seiner dem Ventilsitz abgewandten Stirnseite einen zweiten Druckraum 41 in einer diesen führenden Sackbohrung 42 begrenzt. Der zweite Druckraum 41 ist über einen Verbindungskanal 43 mit dem Drei-Wegesteuerventil 19 verbunden, wobei der darin aufbaubare Kraftstoffdruck das Einspritzventilglied 21 in Schließrichtung beaufschlagt.
Das mit dem zweiten Druckraum 41 verbundene Drei-Wegesteuerventil 19 ist als Doppelventilsitz ausgebildet mit einem kolbenförmigen Steuerventilglied 45, das in einer Gehäusebohrung 47 geführt und auf seiner einen Stirnseite 48 von einem am Gehäuse 20 befestigten elektrischen Stellmagneten 49 beaufschlagt ist, und das auf seiner Mantelfläche einen Ringsteg 50 aufweist, der eine erste ringnutförmige Ausnehmung 51 von einer zweiten ringnutförmigen Ausnehmung 53 trennt, wobei der Durchmesser des Ringsteges 50 gegenüber dem Durchmesser der die zwei Ausnehmungen 51, 53, andererseits begrenzenden Ventilgliedabschnitte 55, 56 vergrößert ist.
Die der Stellmagnet 49 beaufschlagten Stirnseite 48 zugewandte Ringstirnfläche des Ringsteges 50 geht dabei konisch vom Außendurchmesser zum, dem Durchmesser der ersten Ausnehmung 51 entsprechenden, Innendurchmesser über und bildet so eine erste konische Ventildichtfläche 57, die mit einem durch eine konische Durchmessererweiterung der Gehäusebohrung 47 entstandenen ersten Ventilsitz 49 zusammenwirkt, wobei zwischen dem ersten Ventilsitz 59 und dem dem Ringsteg 50 abgewandten Ende der ersten Ausnehmung 51 ein erster Durchflußraum 61 zwischen der Wand der Gehäusebohrung 47 und dem Steuerventilglied 45 gebildet wird. In diesen ersten Durchflußraum 61 mündet die Hochdruckleitung 13 zum gemeinsamen Hochdrucksammelraum 7, und die Verbindungsleitung 35 führt von dort zum ersten Druckraum 33 des Einspritzventils 17 ab, wobei die Verbindungsleitung 35 ständig mit der Hochdruckleitung 13 verbunden bleibt.
Auf der dem Stellmagneten 49 abgewandten Seite begrenzt der erste Ventilsitz 59 einen zweiten Durchflußraum 63, in den der Verbindungskanal 43 zum zweiten Druckraum 41 des Einspritzventils 17 mündet, und der sich über den Bereich der zweiten Ausnehmung 53 hinaus bis an einen zweiten gehäusefesten Ventilsitz 65 erstreckt, wobei dieser zweite Ventilsitz 65 durch eine konische Durchmesserverringerung der Gehäusebohrung 47 gebildet wird und mit einer zweiten Ventildichtfläche 67 an der dem Stellmagneten 49 abgewandten Stirnseite des Steuerventilgliedes 45 zusammenwirkt.
Der zweite Ventilsitz 65 ist dabei in einem einen Teil der Gehäusebohrung 47 aufnehmenden Füllstück 69 angeordnet, das über eine Verschlußschraube 71 am Gehäuse 20 verspannt ist. Der in dem Füllstück 69 befindliche Teil der Gehäusebohrung 47 geht in der Art einer Stufenbohrung in eine axiale Sackbohrung 73 kleineren Durchmessers in Verlängerung der Gehäusebohrung 47 über. Dabei ist der Durchmesser des in das Füllstück 69 ragenden Ventilgliedabschnittes 55 geringfügig kleiner als der Durchmesser des dem Ventilgliedabschnitt 55 führenden Teils der Gehäusebohrung 47, wobei der freie Querschnitt kleiner dimensioniert ist als der Öffnungsquerschnitt am zweiten Ventilsitz 65 und somit eine Drosselstrecke bildet.
Es ist jedoch auch möglich, daß Steuerventilglied 45 mit seinem an die zweite Ventildichtfläche 67 angrenzenden Ventilgliedabschnitt 55 dicht in der Gehäusebohrung 47 im Füllstück 69 zu führen und den Kraftstoffdurchtritt über eine Längsnut vom zweiten Durchflußraum 63 in eine an den zweiten Ventilsitz 65 vom Durchflußraum hin angrenzende Innenringnut in der Gehäusebohrung zu ermöglichen. Von der axialen Sackbohrung 73, die einen dritten Durchflußraum 74 bildet, führt eine Querbohrung 75 ab, die über eine Entlastungsleitung 77 mit dem Niederdruckraum 3 verbunden ist und über die bei vom zweiten Ventilsitz 65 abgehobenen Steuerventilglied 45 der zweite Durchflußraum 63 entlastbar ist.
An seinem dem Stellmagnet 49 zugewandten Ende ist eine Ankerplatte 81 über eine Dämpfungsvorrichtung 101 an dem Steuerventilglied 45 angeordnet, die mit dem nicht näher dargestellten Stellmagneten 49 zusammenwirkt, der unter Zwischenschaltung einer Zwischenplatte 85 in axialer Verlängerung der Gehäusebohrung 47 am Gehäuse 20 der Einspritzeinheit 15 angebracht ist. Dabei vergrößert sich die Gehäusebohrung 47 im Bereich des Austritts zur Zwischenplatte 85 und bildet so einen Federraum 87, in dem eine zwischen einer Ringscheibe der Zwischenplatte 85 und einem Federteller 89 am Steuerventilglied 45 eingespannte Rückstellfeder 91 angeordnet ist, die das Steuerventilglied 45 des Drei-Wegesteuerventils 19 bei stromlosem Zustand des Stellmagneten 49 mit seiner zweiten Ventildichtfläche 67 in Anlage am zweiten Ventilsitz 65 hält.
Die Ansteuerung des Stellmagneten 49 erfolgt mittels eines elektronischen Steuergerätes 93, das Betriebsparameter der zu versorgenden Brennkraftmaschine verarbeitet und über das auch die Steuerung des Drucksteuerventils 9 erfolgen kann.
In 2 ist eine vergrößerte Darstellung der erfindungsgemäß ausgestalteten Dämpfungsvorrichtung 101 dargestellt, die zwischen dem Steuerventilglied 45 und der Ankerplatte 81 angeordnet ist. Die Ankerplatte 81 ist über die Dämpfungsvorrichtung 101 federnd nachgiebig bzw. schwimmend zum Steuerventilglied 45 gelagert. Die Dämpfungsvorrichtung 101 weist ein Federelement 102 auf, welches gleich groß oder kleiner als die Ankerplatte 81 ausgebildet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Federelement 102 streifenförmig ausgebildet ist. Das Federelement 102 ist im äußeren Randbereich über eine lösbare oder nicht lösbare Verbindung 115, wie beispilesweise eine Nietverbindung oder eine Schraubverbindung, mit der Ankerplatte 81 fest verbunden, wobei zwischen dem Federelement 102 und der Ankerplatte 81 Distanzscheiben 103 angeordnet sind. Die Dicke der Distanzscheibe 103 bestimmt den Abstand zwischen dem Federelement 102 und der Ankerplatte 81. Das Federelement 102 ist im mittleren Bereich zwischen zwei nachgiebigen Elementen 104, 105 über ein als Schraube ausgebildetes Befestigungsmittel 106 eingespannt und zum Steuerventilglied 45 fixiert. Dafür weist die Schraube 106 einen Gewindeabschnitt 107 auf, der in eine Gewindebohrung 110 des Steuerventilgliedes 45 eingreift. An den Gewindeabschnitt 107 schließt sich ein im Durchmesser vergrößerter zylindrischer Schaft 108 an, wodurch ein Ringabschnitt 109 ausgebildet ist, der an dem zwischen dem Federelement 102 und der Ankerplatte 81 angeordneten nachgiebigen Element 105 angreift und die als nachgiebige Elemente 104 und 105 ausgebildeten Unterlagscheiben sowie das Federelement 102 zum Steuerventilglied 45 festlegt.
Der zylindrische Schaft 108 und ein sich daran anschließender Schraubenkopf 111 der Befestigungsschraube 106 ist von einer gestuften Durchgangsbohrung 112 der Ankerplatte 81 umgeben. Die Durchgangsbohrung 112 weist eine erste Bohrung 113 und eine zweite Bohrung 114 auf, die im Durchmesser größer als der Schraubenkopf 111 und der zylindrische Schaft 108 ausgebildet sind, wobei der Durchmesser der zweiten Bohrung 114 gegenüber dem Durchmesser des Schraubenkopfes 111 kleiner ausgebildet ist, so daß eine Schulter 116 ausgebildet ist, die einen Ringabschnitt 117 des Schraubenkopfes 111 hintergreift. Die Länge des zylindrischen Schaftes 108 bzw. die Länge der zweiten Bohrung 114 ist dabei derart aufeinander abgestimmt, daß ein Abstand B zwischen der Schulter 116 und mit dem Ringabschnitt 117 ausgebildet ist. Desweiteren ist die Dicke der Distanzscheibe 103 größer als die Dicke der Unterlagscheibe 105 ausgebildet, so daß zwischen der Unterlagscheibe 105 und der gegenüberliegenden Körperkante der Ankerplatte 81 ein Zwischenraum A ausgebildet ist. Die Länge des Schaftes 108 ist in Abhängigkeit des gewünschten Abstandes B und des gewünschten Abstandes A auszubilden.
Der Zwischenraum A bildet einen Federweg und bestimmt die Dämpfung für den Fall, daß der Stellmagnet 49 stromlos geschalten wird und das Steuerventilglied 45 eine Schließbewegung durchführt, wodurch das Steuerventilglied 45 mit seiner zweiten Ventildichtfläche 47 in Anlage am zweiten Ventilsitz 65 gelangt. Der Abstand B bildet einen Federweg bzw. das Maß der Dämpfung für den Fall, daß eine Einspritzung erfolgen soll und der elektrische Stellmagnet 49 vom Steuergerät 93 bestromt wird, wodurch das Steuerventilglied 45 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 21 die erste Ventildichtfläche 57 zur Anlage an den ersten Ventilsitz 59 überführt.
Durch die Größe der Unterlagscheiben 104 und 105 als auch durch die Dicke der Unterlagscheiben 104, 105 sowie des Elastizitätsmoduls der Unterlagscheiben 104, 105 kann die Dämpfung des Federelementes 102 bestimmt werden. Desweiteren sind bei der Abstimmung der Dämpfungsvorrichtung 101 die bewegten Massen der Ankerplatte 81 und des Steuerventilgliedes 45 zu berücksichtigen.
Durch die in 2 dargestellte Ausführungsform bezüglich der Unterlagscheibe 105, die größer als die Unterlagscheibe 104 ausgebildet ist, kann erzielt werden, daß die Dämpfung bei einer Schließbewegung des Steuerventilgliedes 45 bei der Beendigung der Einspritzung nachgiebiger ausgebildet ist als bei der Öffnungsbewegung des Steuerventilgliedes 45, wenn der Stellmagnet 49 bestromt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Unterlagscheiben 104, 105 gleich groß ausgebildet sind. Desweiteren kann auch vorgesehen sein, daß in Abhängigkeit des Anwendungsfalles lediglich eine Unterlagscheibe 104 oder 105 angeordnet sein kann. Darüber hinaus kann durch die Dicke und die Breite des vorzugsweise rechteckförmig ausgebildeten Federelementes 102 das Prellverhalten des Steuerventilgliedes 45 beeinflußbar sein.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß anstelle des als Schraube ausgebildeten Befestigungsmittels 106 weitere Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen sein können, die ermöglichen, daß eine Fixierung des Federelementes 102 und ggf. der nachgiebigen Elemente 104, 105 ermöglicht ist.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung arbeitet in folgender Weise:
Beim Anlassen der Brennkraftmaschine fördert die Hochdruckpumpe 1 Kraftstoff aus dem Niederdruckraum 3 in den Hochdrucksammelraum 7 und baut dort einen über das Drucksteuerventil 9 einstellbaren Kraftstoffhochdruck auf.
Dieser Kraftstoffhochdruck wird über die Hochdruckleitungen 13 zu den einzelnen Einspritzeinheiten 15 übertragen und setzt sich dort zunächst über die Verbindungsleitung 35 in den ersten Druckraum 33 des Einspritzventils 17 und bei stromlosem elektrischen Stellmagnet 49, bei dem das Steuerventilglied 45 des Drei-Wegeventils 19 mit seiner zweiten Ventildichtfläche 67 am zweiten Ventilsitz 65 anliegt, über den ersten Durchflußraum 61 und den zweiten Durchflußraum 63 am Drei-Wegeventil 19 sowie den Verbindungskanal 43 in den zweiten Druckraum 41 des Einspritzventils 17 fort. Dabei wird das Einspritzventilglied 21 durch die den zweiten Druckraum 41 begrenzende Wirkfläche am Kolben 38, die größer ist als die Wirkfläche der Druckschulter 31, im ersten Druckraum 33 und mit Unterstützung der Ventilfeder 39 am Ventilsitz 29 gehalten, so daß das Einspritzventil 17 geschlossen ist.
Soll eine Einspritzung erfolgen, wird der elektrische Stellmagnet 49 vom Steuergerät 93 bestromt und verschiebt infolge dessen das Steuerventilglied 45 des Drei-Wegesteuerventils 19 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 91 in Anlage an seinen zweiten Anschlag, d.h. die erste Ventildichtfläche 57 kommt zur Anlage an den ersten Ventilsitz 59 und verschließt die Verbindung zwischen dem ersten, mit der Hochdruckleitung 13 verbundenen Durchflußraum 61 und dem zweiten, mit dem zweiten Druckraum 41 verbundenen Durchflußraum 63. Bei dieser Stellbewegung erfolgt eine verzögerte Bewegung der Ankerplatte 81, die durch das Federelement 102 ermöglicht ist. Dadurch erfolgt ein gedämpfter Aufprall der Ventildichtfläche 57 am ersten Ventilsitz 59, so daß ein Ventilabspringen verhindert ist.
Die Ankerplatte 81 kann dabei um den Federweg gemäß Abstand B ausgelenkt werden, wobei der Federweg bevorzugt derart gewählt ist, wonach die Schulter 116 der gestuften Durchgangsbohrung 112 nicht zur Anlage an dem Ringabschnitt 117 des Schraubenkopfes 111 kommt.
Gleichzeitig wird bei der Überführung des Steuerventilgliedes 45 zur Schließung des ersten Ventilsitzes 59 die Verbindung zwischen dem zweiten Durchflußraum 63 zum mit der Entlastungsleitung 77 verbundenen, durch die Sackbohrung 73 gebildeten dritten Durchflußraum 74 auf gesteuert, so daß sich der Druck im zweiten Druckraum 41 entspannt. Infolge dieses, durch den geringen Durchtrittsquerschnitt im Bereich 55 gedrosselten, Abströmens aus dem zweiten Druckraum 41 und dem damit verbundenen Druckabfall reicht die in Öffnungsrichtung im ersten Druckraum 44 auf das Einspritzventilglied 21 wirkende Kraft nun aus, dieses entgegen der Kraft der Ventilfeder 39 von seinem Ventilsitz 29 abzuheben, so daß das Einspritzventil 17 öffnet und der Kraftstoff an der Einspritzöffnung 27 zur Einspritzung gelangt.
Soll die Einspritzung beendet werden, wird der elektrische Stellmagnet 49 über das Steuergerät 93 erneut stromlos geschaltet, das Steuerventilglied 45 wird von der Rückstellfeder 91 erneut mit der ersten Ventildichtfläche 57 an den ersten Ventilsitz 59 gebracht, so daß der zweite Durchflußraum 63 wieder mit der Hochdruckleitung 13 verbunden ist und sich so im zweiten Druckraum 41 des Einspritzventils 17 erneut ein das Einspritzventilglied 21 mit seiner Dichtfläche 25 auf den Ventilsitz 29 pressender Hochdruck aufbaut, der das Einspritzventil 17 entgegen dem Druck im ersten Druckraum 33 geschlossen hält. Dabei ist aufgrund des durch den Zwischenraum A gebildeten Federweg ermöglicht, daß nach der Schließbewegung die Ankerplatte 81 in Schließbewegung weiterbewegt wird, so daß eine gedämpfte Schließbewegung ermöglicht ist, wodurch wiederum ein Abspringen des Steuerventilgliedes 45 von dem ersten Ventilsitz 59 unterbunden ist. Diese Dämpfung ist bevorzugt weicher ausgebildet, da hier größere Stellkräfte wirken. Dies wird insbesondere dadurch bewirkt, daß das nachgiebige Element 104 gegenüber dem nachgiebigen Element 105 kleiner ausgebildet ist, so daß eine weitere Dämpfung bzw. eine größere Durchbiegung des Federelementes 102 ermöglicht sein kann.

Claims

Kraftstoffeinspritzeinheit, die zumindest je ein in den Brennraum der Brennkraftmaschine ragendes Einspritzventil (17) mit einem Einspritzventilglied (21) aufweist, das mit einem Ventilsitz (29) zur Steuerung der Einspritzung zusammenwirkt und dabei eine in einem ersten Druckraum (33) liegende Druckfläche (31) aufweist, die durch den Druck im ersten Druckraum (33) in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, und das auf seiner dem Ventilsitz (29) abgewandten Rückseite einen vom Druck wenigstens mittelbar beaufschlagten zweiten Druckraum (41) aufweist, wobei der erste Druckraum (33) über eine Verbindungsleitung (35) zur Hochdruckleitung (13) ständig mit einem Hochdrucksammelraum (7) verbunden ist und mit einem von einem elektrischen Steuergerät (93) mittels eines Stellmagneten (49) gesteuerten Drei-Wegesteuerventil (19), das ein zwei mit je einem Ventilsitz (59, 65) zusammenwirkende Dichtflächen (57, 67) aufweisendes Steuerventilglied (45) besitzt, das in seiner einen Stellung mit der einen Dichtfläche (57) auf den einen Ventilsitz (59) zur Anlage kommt und dabei die Verbindung der Hochdruckleitung (13) zum zweiten Druckraum (41) schließt und die Verbindung des zweiten Druckraums (41) zu einer Entlastungsleitung (77) öffnet und in seiner anderen Stellung diese Verbindung öffnet bzw. schließt, wobei das Steuerventilglied (45) in seiner einen die Verbindung zum zweiten Druckraum (41) zur Entlastungsleitung (77) herstellenden Stellung einen Drosselquerschnitt begrenzt und in seiner anderen Stellung eine ungedrosselte, in beiden Strömungsrichtungen freie Verbindung vom zweiten Druckraum (41) zur Hochdruckleitung (13) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem zum Stellmagneten (49) weisenden Ende des Steuerventilglieds (45) und einer dem Steuerventilglied (45) zugeordneten Ankerplatte (81) eine Dämpfungsvorrichtung (101) vorgesehen ist, die in beiden Bewegungsrichtungen des Steuerventilglieds (45) einen Schließvorgang des Steuerventilglieds (45) dämpft und die ein Federelement (102) aufweist, welches einerseits fest mit dem Steuerventilglied (45) und andererseits fest mit der Ankerplatte (81) verbunden ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) als Federplatte ausgebildet ist, die im wesentlichen parallel zur Ankerplatte (81) angeordnet ist und mit Befestigungsmitteln (106), vorzugsweise einer Schraube, am Steuerventilglied (45) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (102) im äußeren Randbereich mit Verbindungsmitteln (115) zur Ankerplatte (81) befestigt ist, wobei zwischen der Ankerplatte (81) und der Federplatte zumindest ein Distanzelement (103) vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein nachgiebiges Element (104, 105) parallel zum Federelement (102) angeordnet ist und über das Befestigungsmittel (106) zum Steuerventilglied (45) positioniert ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (102) zwischen zwei nachgiebigen Elementen (105, 106) am Steuerventilglied (45) angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Distanzelementes (103) größer als die Dicke des zwischen dem Federelement (102) und der Ankerplatte (81) angeordneten nachgiebigen Elementes (105) ausgebildet ist und ein dadurch gebildeter Zwischenraum (A) den Federweg in einer Bewegungsrichtung des Steuerventilgliedes (45) einstellbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerplatte (81) zur Aufnahme des Befestigungsmittels (106) eine gestufte Durchgangsbohrung (102) aufweist und der Durchmesser einer ersten Bohrung (113) und einer zweiten Bohrung (114) größer als das darin angeordnete Befestigungsmittel (106) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel (106) als Schraube ausgebildet ist und einen an einen Schraubenkopf (111) sich anschließenden, im Durchmesser kleiner ausgebildeten zylindrischen Schaft (108) aufweist, der wiederum in einen im Durchmesser kleiner ausgebildeten Gewindeabschnitt (107) übergeht, wobei die Länge des Schaftbereiches (108) größer als der Zwischenraum (A) und die Länge der zweiten Bohrung (114) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gestufte Durchgangsbohrung (112) eine Schulter (116) aufweist, die zu einem zwischen dem Schaft (108) und dem Schraubenkopf (111) gebildeten Ringabschnitt (117) einen Abstand (B) aufweist, wodurch ein Federweg für eine zweite Bewegungsrichtung des Steuerventilgliedes (45) einstellbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Federelementes (102) in Abhängigkeit der Größe der nachgiebigen Elemente (104, 105) einstellbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Federelementes (102) durch die Dicke des Federelementes (102) und insbesondere durch die Dicke der nachgiebigen Elemente (104, 105) einstellbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg des Steuerventilgliedes (45) durch die Größe des Zwischenraumes (A) und den Abstand (B) einstellbar ist.
Kraftstoffeinspritzeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prellverhalten des Steuerventilgliedes (45) durch die Masse der Ankerplatte (81) und der Dämpfungsvorrichtung (101) als auch durch den freien Federweg des Zwischenraumes (A) und des Abstandes (B) einstellbar ist.