DE3700687C2 - Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Kraftstoffeinspritzsystemen ist die Verwendung eines Hochdruckspeichers sowie von Magnetventilen zur Steuerung von Einspritzventilen bekannt (DE 25 51 463 A1).

Bekannt ist auch die Verwendung eines Hydraulikspeichers zur Beaufschlagung eines Kolbens, der wiederum die Zufuhr von Kraftstoff zu der Einspritzdüse steuert (DE 28 32 025 A1).

Bei einer aus der DE-OS 32 27 742 bekannten oberbegrifflichen Kraftstoffeinspritzanlage ist der mit dem Druckspeicher dauernd verbundene Ringraum, in welchen der Kraftstoffin das jeweilige Einspritzelement eintritt, über eine Drossel ständig mit dem Speicherraum unmittelbar hinter der absperrbaren Einspritzöffnung verbunden.

Wenn bei stromlosem Magnetventil die Düsennadel die Einspritzöffnung abschließt, wird im gesamten Innenraum des Einspritzelementes zwischen dem Sitz der Düsennadel und dem Ventilkörper des Magnetventils der eingestellte Kraftstoffdruck voll aufgebaut und preßt zusammen mit einer Feder die Düsennadel gegen ihren Sitz. Bei Betätigung des Magnetventils gibt der Ventilkörper den Abfluß von Kraftstoff aus dem erwähnten Ringraum über Drosseln in eine Rücklaufleitung zum Kraftstofftank frei. Der volle vom Speicherraum her auf den Kolben der Düsennadel wirkende Druck kann nun diese entgegen der Wirkung ihrer Feder und des abgefallenen Druckes auf der Gegenseite des Düsennadelkolbens vom Sitz abheben. Der vorher unter hohem Druck im Speicherraum komprimierte Kraftstoff entspannt sich und tritt aus der Einspritzöffnung.

Die Einspritzrate steigt dadurch sehr steil an, erreicht bereits unmittelbar nach Öffnung der Einspritzdüse ihr Maximum und fällt dann langsam ab, da der in den Speicherraum nachströmende Kraftstoff den Druckabfall nicht kompensieren kann. Sobald das Magnetventil wieder stromlos wird, baut sich der Druck oberhalb des Düsennadelkolbens wieder auf und preßt, unterstützt von der Feder, die Düsennadel in ihre die Einspritzöffnung verschließende Stellung, worauf sich dann auch im Speicherraum erneut der volle Kraftstoffdruck wieder aufbaut.

Mit dieser bekannten Kraftstoffeinspritzanlage wird eine gute Genauigkeit des Einspritzzeitpunktes und der Einspritz­ menge, sowie ein sparsamer Kraftstoffverbrauch erreicht, der Einspritzverlauf jeder Einzeleinspritzung ist aber bezüglich der Schadstoffemissionen, insbesondere des Stickoxydausstoßes ungünstig. Außerdem hat er ein ver­ gleichsweise starkes Verbrennungsgeräusch zur Folge. Eine Verminderung dieser Nachteile ist bei dieser bekannten Anlage kaum möglich.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, unter Beibehaltung der Vorteile der bekannten Anlage diese bezüglich Schadstoffemission und Lärmemission zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.

Durch die Aufteilung des Speichervolumens jedes Einspritz­ elementes auf zwei Druckräume, die durch eine Leitung bestimmter Länge verbunden sind, kann der Einspritzverlauf den Erfordernissen eines spezifischen Motors optimal angepaßt werden. Der der Einspritzöffnung unmittelbar vorgelagerte Druckraum kann kleiner gewählt werden, als bei der vorgenannten bekannten Konstruktion, wodurch in der Anfangsphase der Einspritzung der Druck vor der Einspritzöffnung zunächst vergleichsweise schneller abfällt.

Um bei einer lärmverringernden Reduktion der Einspritzrate zu Beginn des Einspritzvorganges in der gegebenen Einspritz­ dauer die gleiche Kraftstoffmenge einspritzen zu können, muß gegen Ende des Einspritzvorganges die Einspritzrate erhöht werden. Dies kann durch die erfindungsgemäße Aufteilung des Speichervolumens in zwei Druckräume und deren direkte Verbindung mit dem gemeinsamen Druckspeicher erreicht werden.

Vorteilhaft ist es hierbei noch, wenn der genannte Kanal über eine ein Rückschlagventil überbrückende Drosselbohrung ständig mit einem die Düsennadelbewegung steuernden Steuer­ raum verbunden ist. Durch eine in dieser Weise gesteuert verzögerte Öffnungsbewegung der Düsennadel ist es möglich, einen sich vergleichsweise langsam steigernden Kraftstoffdurchfluß durch die Düse zu Beginn des Einspritzvorganges zu bewirken. Auf diese Weise wird durch die anfänglich geringe Einspritzrate die während der Zündverzugszeit eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert, was eine geringere Lärmerzeugung und geringere Stickoxydemission zur Folge hat. Über einen höheren Druck kann außerdem bei gleicher oder kürzerer Einspritzdauer auch der Wirkungsgrad ver­ gleichsweise noch verbessert werden.

Zwar ist aus der FR-OS 25 41 379 bereits bekannt, über eine das Rückschlagventil überbrückende Bohrung den Nadelhub zu steuern. Wegen der besonderen Ausführung der Einspritz­ hubbegrenzung bei dieser bekannten Konstruktion muß der Steuerraum vergleichsweise groß dimensioniert werden, um das Spiel für ein genügendes Öffnen der Düsennadel zu gewährleisten. Daraus resultiert bei dieser bekannten Anlage zu Beginn des Einspritzvorganges ein sprunghafter Anstieg des Kraftstoffdurchflusses, bevor die das Rück­ schlagventil überbrückende Bohrung ihre Wirkung entfalten kann, was wiederum eine unerwünschte Lärmerzeugung zur Folge hat.

Der genannte zweite Druckraum jedes Einspritzelementes kann durch einen Druckbehälter gebildet sein, der im Nahbereich des Einspritzelementes in eine Kraftstoffzulei­ tung zwischen dem gemeinsamen Druckspeicher und dem betref­ fenden Einspritzelement angeordnet ist, er könnte aber auch durch eine entsprechende Dimensionierung eines Streckenabschnitts der Kraftstoffzuleitung gebildet sein.

Durch Anordnung einer Drossel in eine Kraftstoffzuleitung zwischen dem gemeinsamen Druckspeicher und den einzelnen Einspritzelementen kann eine weitere Verbesserung erzielt werden, indem dadurch Druckschwankungen in den zweiten Druckräumen vermindert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Teil des Rückschlagventils, in welchem die letzteres überbrückende Drosselbohrung gebildet ist, eine leicht auswechselbare Scheibe. Dadurch wird es möglich, durch Einsatz oder Ersatz einer solchen Scheibe durch eine solche mit einer größeren oder kleineren Drosselbohrung eine stärkere oder schwächere Verzögerung der Einspritzrate in der Anfangsphase der Einspritzung zu erzielen und dadurch den Einspritzverlauf eines bestimmten Motors zu optimieren und/oder den Einspritzverlauf der einzelnen Einspritzelemente eines Motors aufeinander abzustimmen.

Die von den Einspritzelementen solcher Einspritzanlagen im Betrieb geforderten kurzen und sehr präzisen Einschalt­ zeiten erfordern vom Magnetventil extrem kurze, sowie kleine und genau einstellbare Schaltwege.

Dies wird mit einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Ventilkörper des Magnetventils als Anker ausgebildet ist und in einem Ankerführungsteil gleitet und daß Ventilkörper und Ankerführungsteil aus­ wechselbar sind. Durch diese Ausbildung wird es auf ein­ fachste Weise, nämlich durch geeignete Wahl der Länge nur dieser beiden auswechselbaren Teile möglich den Schalt­ weg zu optimieren und Toleranzen zwischen den Magnetventilen der Einspritzelemente eines Motors zu reduzieren.

Vorzugsweise ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß zwischen den Magnetkernteilen des Magnetventils oder zwischen diesen und dem Magnetanker ein nichtmagne­ tisches Distanzstück angeordnet ist. Beispielsweise kann hierzu ein Luftspalt zwischen den Magnetkernteilen den Magnetfluß unterbrechen. Dadurch können die Schaltzeiten des Magnetventils im Sinne einer Verkürzung der Verzugszeit weiter verbessert werden, weil dann auch bei angezogenem Magnetanker eine gänzliche magnetische Sättigung des Kerns und damit eine unerwünschte Magnetkrafterhöhung verhindert wird.

Mit Vorteil wird der Kraftstoffpumpe ein den Kraftstoff dosierendes Ventil vorgeschaltet. Damit läßt sich eine weitere Verbesserung des Kraftverbrauchs erreichen, weil dann die Pumpe nur gerade die wirklich vom System benötigte Kraftstoffmenge auf Hochdruck bringen muß.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Kraftstoffeinspritzanlage in einem hochtourigen, mehrzylindrigen Dieselmotor,

Fig. 2 ein einzelnes Einspritzelement im Axialschnitt,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Detail aus Fig. 2, und die

Fig. 4 und 5 grafische Darstellungen verschiedener Einspritz­ verläufe.

In Fig. 1 bezeichnet 1 allgemein einen mehrzylindrigen Dieselmotor, dessen jedem Zylinder zugeordnete Einspritz­ elemente 2 aus einem Kraftstofftank 3 mit Kraftstoff versorgt werden. Der Kraftstoff wird durch eine von der Motorwelle 4 über ein Getriebe 5 angetriebene Hochdruck­ pumpe 6 mit Absaugleitung 7 über einen Filter 11 aus dem Tank 3 abgesogen und über eine Druckleitung 8 in einen Druckspeicher 9 sowie in eine Zuleitung 10 zu den Einspritzelementen 2 gefördert. In die Ansaugleitung 7 ist im dargestellten Beispiel ein Regelventil 12 geschaltet, das somit der Pumpe 6 vorgeschaltet ist. Dieses Regelven­ til 12 ist über eine elektrische Steuerleitung 13 mit einem Ausgang eines elektronischen Steuergerätes 14 ver­ bunden, das von einer Batterie 15 gespiesen ist. Das Steuergerät 14 verarbeitet neben anderen Informationen solche, die ihm über eine elektrische Leitung 16 von einem Positions- und Drehzahlgeber 17 sowie, über eine elektrische Leitung 18, von einem Drucksensor 19 zufließen, der hier in die Zuleitung zu den Einspritzelementen 2 geschaltet ist. Mit diesen Informationen steuert das Steuergerät 14 in Abhängigkeit der Motordrehzahl, der Last und anderen Parameter das Regelventil 12 und über den damit veränderbaren volumetrischen Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe 6 den im Druckspeicher 9 und in der Zulei­ tung 10 herrschenden Kraftstoffdruck. Der in den Einspritz­ elementen 2 anfallende überschüssige Kraftstoff wird in einer Rücklaufleitung 20 gesammelt und in den Tank 3 zurückgeführt. Zwischen die Druckleitung 8 und die Rücklauf­ leitung 20 ist ein Sicherheitsventil 21 geschaltet, das erst bei einem unter Normalbetriebsbedingungen nicht auftretenden Druck öffnet und dadurch den maximalen Druck im System auf einen einstellbaren Wert begrenzt.

An die Stelle des hier nur als Sicherheits-Überdruckventil beschriebenen Ventils 21 könnte gemäß einer Variante ein Regelventil treten, das entsprechend dem Regelventil 12 vom Steuergerät 14 gesteuert den im Druckspeicher 9 und in der Zuleitung 10 herrschenden Kraftstoffdruck einstellt.

Die einzelnen Einspritzelemente werden über elektrische Leitungen 22, ebenfalls vom Steuergerät 14 angesteuert, das Form und Dauer des jeweiligen elektrischen Signals aufgrund der Signale vom Positions- und Drehzahlgeber 17 und anderer Informationen bildet.

Bei der dargestellten Ausführung weist jedes Einspritzele­ ment zwei Kraftstoffzuleitungen 23 bzw. 24 auf. In die Zuleitung 24, in welcher sich auch der Drucksensor 19 befindet, ist eine Drossel 25 sowie je ein Druckbehälter 26 für jedes Einspritzelement 2 eingeschaltet ist.

In den Fig. 2 und 3 ist ein einzelnes Einspritzelement 2 im Detail im Schnitt dargestellt. Die Zuleitung 23 ist bei 27 an das mehrteilige Gehäuse 28 des Einspritzelemen­ tes 2 angeschlossen und über einen Kanal 29 mit einem Ringraum 30 verbunden. Wie Fig. 3 deutlicher zeigt, steht der Ringraum 30 über eine radiale Drosselbohrung 31 mit einem Kanal 32 in Verbindung, der, in Richtung gegen das Einspritzende des Einspritzelementes 2, über eine in einer auswechselbaren Scheibe 34 gebildete Drosselboh­ rung 33 ständig mit einem Steuerraum 35 in Verbindung steht. Der Steuerraum 35 wird in Richtung zum Einspritzende des Einspritzelementes 2 durch den Kolben 36 einer Düsen­ nadel 37 dichtend abgeschlossen. Zwischen der die Drossel­ bohrung 33 aufweisenden im Steuerraum 35 axial gleitbaren Scheibe 34 und dem Kolben 36 ist eine schwache Druckfeder 38 (Fig. 3) angeordnet, welche bestrebt ist, einerseits die Düsennadel 37 in ihrer Sehließstellung zu halten, in welcher sie gegen ihren Sitz 39 im Gehäuse 28 anliegt und dadurch die durch eine oder mehrere Einspritzdüsen gebildete Einspritzöffnung 45 verschließt, und anderseits die durch die Anordnung von Überstromöffnungen 40 als Rückschlagventil wirkende Scheibe 34 gegen eine Ringschul­ ter 41 im Gehäuse 28 zu pressen und dabei die Überstromöffnungen 40 geschlossen zu halten. Sobald der Druck im Kanal 32 denjenigen im Steuerraum 35 übersteigt, wird aber die Scheibe 34 entgegen der Wirkung der Feder 38 von ihrem Sitz an der Ringschulter 41 abgehoben und die Überstromquerschnitte 40, die den Querschnitt der Drossel­ bohrung 33 mehrfach übersteigen, werden freigegeben.

In axialer Richtung vom Einspritzende des Einspritzelemen­ tes 2 weg mündet der Kanal 32 in eine Drosselbohrung 42. In der Ruhelage des Einspritzelementes 2 ist die Drossel­ bohrung 42 durch den durch eine Druckfeder 60 beaufschlagten Ventilkörper 43 eines allgemein mit 44 bezeichneten Elektro­ magnetventils verschlossen. Das Magnetventil 44 umfaßt einen Kernhalter 49 sowie Magnetkernteile 46 und 47 die zwischen sich einen Spalt 48 einschließen. Der gleiche Vorteil läßt sich erreichen, wenn der Magnetfluß zwischen den Magnetkernteilen und dem Anker unterbrochen wird, z. B. durch eine Folie oder ein anderes nicht magnetisches Distanzstück. Der durch den Ventilkörper 43 gebildete Anker gleitet in einem Ankerführungsteil 50. Die Magnetkern­ teile 46 und 47 weisen ebenso wie der Kernhalter 49 eine gemeinsam sorgfältig plan bearbeitete Stirnfläche auf. Außerdem sind, wie ersichtlich, der Ventilkörper 43 und der Ankerführungsteil 50 nach Abschrauben einer das Einspritzelement 2 verschließenden Kappe 51 leicht aus­ wechselbar. Die von solchen Einspritzelementen 2 im Betrieb geforderten kurzen und sehr präzisen Einschaltzeiten erfordern vom Magnetventil 44 extrem kurze, sowie kleine und genau einstellbare Schaltwege, die außerdem für alle Einspritzelemente 2 eines gleichen Motors gleichförmig sein sollen. Die dargestellte Ausführung zeigt eine beson­ ders zweckmäßige Lösung die diese Anforderung erfüllt. Die Anordnung der Magnetkernteile 46, 47 in einem Kernhalter 49 und des als Anker wirkenden Ventilkörpers 43 im Ankerfüh­ rungsteil 50 erlaubt es auf einfachste Weise, nämlich durch geeignete Wahl der Länge nur dieser beiden zudem leicht auswechselbaren Teile 43 und 50, den Schaltweg zu optimieren und Toleranzen zwischen den Magnetventilen der Einspritzelemente 2 des gleichen Motors zu reduzieren. Die Schaltzeiten des Magnetventils können weiter durch den vorerwähnten Unterbruch des Magnetflusses, insbesondere durch den Spalt 48 zwischen den Kernteilen 46 und 47 verbessert werden. Die Verzugszeit zwischen dem Abschalten des Magnetstromes und der Bewegung des Ventilkörpers 43 wird erheblich verkürzt, weil der Spalt 48 auch bei angezo­ genem Anker eine gänzliche magnetische Sättigung des Kerns 46, 47 und damit eine unerwünschte Magnetkrafter­ höhung bei angezogenem Anker verhindert. In der beschrie­ benen Ausführung läßt sich das Spaltmaß im weiteren besonders genau fertigen. Weil die den Spalt 48 begrenzenden Teile keine Bewegung ausführen, ist außerdem auch nicht mit Verschleiß zu rechnen, so daß das Spiel über die Lebensdauer des jeweiligen Einspritzelementes konstant bleibt.

Der allen Einspritzelementen 2 gemeinsame Druckspeicher 9 steht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, auch über die die Drossel 25 und die einzelnen, jedem Einspritzelement 2 zu­ geordneten Druckbehälter 26 enthaltende Zuleitung 24 mit jedem Einspritzelement 2 in Verbindung, wobei die Drossel 25 Druckschwingungen in den Druckbehältern 26 vermindert. Der Kraftstoff in der Zuleitung 24 gelangt, wie wiederum aus Fig. 2 ersichtlich, über einen Anschluß 52 des Gehäuses 28 des Einspritzelementes 2 und einen Kanal 53 im letzteren in einen Druckraum 54 in Nahbereich der Einspritzöffnung 45. Jedem Einspritzelement 2 ist somit neben einem ersten Druck­ raum im Druckbehälter 26 ein zweiter Druckraum 54 zugeord­ net. Über Kanäle 55 mit Überstromquerschnitt steht dieser zweite Druckraum 54 mit dem Ringraum 56 um den vordersten Teil der Düsennadel 37 vor dem Ventilsitz 39 in Verbindung. Eine sich im Gehäuse 28 abstützende und auf die Düsenna­ del 37 wirkende Druckfeder 57 unterstützt die Wirkung der auf Grund der verschiedenen Drücke beim Düsennadelkolben 36 und der Einspritzöffnung 45 wirkenden Kräfte um die Düsenna­ del 37 im Ruhezustand des Einspritzelementes 2 gegen den Sitz 39 zu drücken.

An einem Anschluß 58 schließlich wird die Verbindung des Einspritzelementes 2 mit der Rücklaufleitung 20 her­ gestellt. Der Anschluß 58 mündet in einen Ringraum 59 der bei geöffnetem Magnetventil 44 über die dann durch den Ventilkörper 43 freigegebene Drosselbohrung 42 mit dem Kanal 32 verbunden ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise eines Einspritz­ elementes 2 beschrieben.

Zwischen den Einspritzvorgängen ist das Magnetventil 44 stromlos. Unter der Wirkung der Feder 60 hält der Ventil­ körper 43 die Drosselbohrung 42 verschlossen. Dadurch herrscht im Kanal 32 der gleiche Druck wie im Druckspei­ cher 9, da beide über Leitungen und Drosseln 25, 23, 29, 30, 31 in Verbindung steht. Die Scheibe 34 wird von der Druckfe­ der 38 in der in Fig. 3 dargestellten Lage gehalten. Die Überstromöffnungen 40 sind geschlossen. Der Kanal 32 und der Steuerraum 35 sind nur durch die Drosselbohrung 33 miteinander verbunden. Durch den Druckausgleich zwischen dem Kanal 32 und dem Steuerraum 35 wird die Düsennadel 37 allseitig von hohem Druck umschlossen und von der Feder 57 auf ihren Sitz 39 gedrückt. Die Einspritzöffnungen 45 werden dadurch vom Druckraum 54 getrennt.

Wird nun das Magnetventil 44 zur Einleitung eines Einspritz­ vorganges erregt, bewegt sich der Ventilkörper 43 sobald die aufgebrachte Magnetkraft die Gegenkraft der Feder 60 übersteigt in Richtung der Magnetkernteile 46, 47 und gibt die Drosselbohrung 42 frei. Der Druck im Kanal 32 fällt auf einen durch die Querschnittsflächen der Drossel­ bohrungen 31 und 42 gegebenen Wert. Der Druckabfall im Steuerraum 35 erfolgt zunächst annähernd so rasch wie derjenige im Kanal 32 da dazu nur äußerst geringe Flüssig­ keitsmengen durch die Drosselbohrung 33 abfließen müssen. Sobald jedoch, durch den Druckabfall im Steuerraum 35 bedingt, die Düsennadel 37 vom Druck im Ringraum 56 und im Druckraum 54 entgegen den Federkräften der Federn 57 und 38 von ihrem Sitz 39 wegbewegt wird, muß die von der Düsennadel 37 verdrängte Flüssigkeit im Steuerraum 35 durch die Drosselbohrung 33 in den Kanal 32 überströmen und der Druck im Steuerraum 35 sinkt nicht mehr weiter. Die Geschwindigkeit der Düsennadel 37 kann durch die Querschnittsfläche der Drosselbohrung 33 beeinflußt werden.

Durch die sofort gebremste Öffnungsbewegung der Düsenna­ del 37 wird erreicht, daß die Querschnittsfläche der Einspritzdüsenbohrungen nur verlangsamt freigegeben wird und die Einspritzrate vom Beginn der Einspritzung an den gewünschten Anstieg aufweist.

Durch den Abfluß von Kraftstoff aus dem relativ kleinen Druckraum 54 ergibt sich ein Druckabfall in diesem Raum was in dieser zweiten Öffnungsphase trotz schon etwas größerem Nadelhub für eine weitere Reduktion der Einspritz­ rate sorgt. Nach etwa einer doppelten Wellenlaufzeit zwischen Druckräumen 54 und 26 nach dem ersten Druckabfall im Druckraum 54 beginnt das Nachströmen von Kraftstoff über den Kanal 53 in den Druckraum 54. Dadurch wird an­ nähernd wieder der ursprüngliche Druck im Druckraum 54 und im Ringraum 56 erreicht was jetzt, in Kombination mit der an der Scheibe 34 anliegenden Düsennadel 37 zu hoher Einspritzrate führt.

Sobald das Magnetventil 44 abgeschaltet wird, kann der Ventilkörper 43 von der Feder 60 wieder in die ursprüngliche Ruhelage bewegt werden. Der Druck im Kanal 32 steigt bei geschlossener Drosselbohrung 42 an und drückt die Düsennadel 37 und die Scheibe 34 zusammen mit der Feder 57 entgegen dem etwas tieferen Druck im Druckraum 54 auf ihren Sitz zurück. Damit ist der Einspritzvorgang abge­ schlossen und in den Kanälen und Druckräumen kann sich wieder ein Ruhezustand für die nächste Einspritzung ein­ stellen. Die gleiche relativ lange Zeit steht auch zur Verfügung, um die Scheibe 34 durch die Feder 38 in ihre in Fig. 3 dargestellte Lage zu bewegen.

In Fig. 4 ist der beschriebene Einspritzverlauf noch grafisch in einem Koordinatensystem dargestellt, auf dessen Abszisse X die Zeit und auf dessen Ordinate y der Durchfluß aufgetragen sind. Die von der jeweiligen Kurve und der Abszisse begrenzte Fläche entspricht somit der pro Einzeleinspritzung abgegebenen Kraftstoffmenge.

Die ausgezogen dargestellte Kurve a stellt den für ein Einspritzelement 2 der vorliegenden Erfindung beschriebenen Einspritzverlauf dar. Die gestrichelte Kurve b stellt den Einspritzverlauf bei einem bekannten Einspritzelement dar, z. B. bei einem Einspritzelement nach der DE-OS 32 27 742. Deutlich ist erkennbar, wie beim bekannten Einspritzelement (Kurve b) die Einspritzrate in der Anfangs­ phase der Einspritzung sehr steil ansteigt und unmittelbar nach Einspritzbeginn ihr Maximum erreicht und danach wegen des Druckabfalls im Speicher sofort bereits abzufallen beginnt, während beim beschriebenen Einspritzelement 2 (Kurve a) durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Einspritzrate in der Anfangsphase verzögert weniger steil ansteigt, wodurch Lärm- und Schadstoffemissionen vermindert werden, dann aber nach Erreichen ihres Maximums bis zum jähen Abfall am Ende des Einspritzvorganges nahezu konstant bleibt. Während beim bekannten Einspritzelement der erwähnte sehr steile Anstieg der Einspritzrate in der Anfangsphase einer Einspritzung nicht verändert werden kann, ist dies mit dem beschriebenen Einspritzelement möglich, und zwar durch Änderung der Größe der Drosselbohrung 33 in der Scheibe 34, z. B. durch Ersatz der Scheibe 34 durch eine solche mit einer anderen Bohrung. Am Beispiel der strich­ punktiert dargestellten Kurve c in Fig. 4 ist der Einspritz­ verlauf mit noch flacherem Anstieg der Einspritzrate dargestellt wie er sich mit einem Einspritzelement 2 ergibt, dessen Drosselbohrung 33 kleiner ist als diejenige, aus welcher die Kurve a resultiert.

Für ein einmal festgelegtes Einspritzelement sind im Betrieb noch Anpassungen an den Lastpunkt über Variationen von Druck, Einschaltdauer und Einschaltzeitpunkt des Magnetventils möglich. In einer Darstellung analog der­ jenigen der Fig. 4 ist in Fig. 5 veranschaulicht, wie über solche Maßnahmen der Einspritzverlauf bei einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage weiter variert werden kann.

Zu Vergleichszwecken ist in dieser Fig. 5 nochmals die Kurve a der Fig. 4 eingezeichnet. Die Kurve d zeigt den Einspritzverlauf bei höherem Systemdruck und kürzerer Einschaltzeit des Magnetventils 44. Die Einspritzmenge ist dabei die gleiche, wie nach der Kurve a. Die Einspritz­ menge pro Einspritzung kann reduziert werden durch Ver­ ringerung des Systemdruckes (Kurve e) oder durch kürzere Einschaltdauer (Kurve f).

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß es mit der er­ findungsgemäßen Kraftstoffeinspritzanlage möglich ist, den Einspritzverlauf den Erfordernissen verschiedener Motoren anzupassen und insbesondere hinsichtlich Verbren­ nungsgeräusch und Emissionen giftiger Abgasbestandteile, aber auch hinsichtlich Wirkungsgrad gegenüber bekannten Anlagen wesentlich zu verbessern.

Claims (8)

1. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Dieselmotor, mit elektrisch betätigten Einspritzelementen (2) für jeden Zylinder, und einem den Einspritzelementen (2) vorgelagerten, gemeinsamen, durch eine kontinuierlich fördernde Kraftstoffpumpe (6) in Abhängigkeit von Motordrehzahl und Last beaufschlagten gemeinsamen Druckspeicher (9), welcher über einen Ringraum (30), und eine Drossel (31) mit einem Kanal (32) in jedem Einspritzelement (2) dauernd verbunden ist, wobei jedes Einspritzelement (2) ein für jeden Einspritzvorgang betätigbares Magnetventil (44) aufweist, das bei seiner Betätigung den Kanal (32) mit einer Kraftstoffrücklaufleitung (20) verbindet und dadurch eine die Einspritzöffnung (45) verschließende Düsennadel (37) entlastet und den Austritt von Kraftstoff aus einem der Einspritzöffnungen (45) unmittelbar vorgelagerten ersten Druckraum (54) freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckraum (54) über eine Leitung (53), deren Länge auf die Zündverzugszeit abgestimmt ist, mit einem dem betreffenden Einspritzelement (2) zugeordneten, und in dessen Bereich liegenden zweiten Druckraum (26) und über diesen mit dem gemeinsamen Druckspeicher (9) verbunden ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (32) über eine ein Rückschlagventil (34, 38) überbrückende Drosselbohrung (33) ständig mit einem die Düsennadelbewegung steuernden Steuerraum (35) verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckraum (26) in einem Druckbehälter gebildet ist, welcher in einer Kraftstoffzuleitung (24) zwischen dem gemeinsamen Druckspeicher (9) und dem betreffenden Einspritzelement (2) angeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckraum (26) durch eine Kraftstoffzuleitung (23; 24) zwischen dem gemeinsamen Druckspeicher (9) und dem betreffenden Einspritzelement (2) gebildet ist.

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kraftstoffzuleitung (23; 24) zwischen dem gemeinsamen Druckspeicher (9) und den Einspritzelementen (2) eine Drossel (25) angeordnet ist.

6. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (43) des Magnetventils (44) als Magnetanker ausgebildet ist und in einem Ankerführungsteil (50) gleitet, wobei Ventilkörper (43) und Ankerführungsteil (50) durch ihre Längen allein den Ankerhub bestimmen und auswechselbar sind.

7. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Magnetkernteilen (46, 47) des Magnetventils (44) oder zwischen diesen und dem Magnetanker (43) ein nichtmagnetisches Distanzstück, z. B. ein Spalt (48) vorgesehen ist.

8. Kraftstoffeinspritzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffpumpe (6) ein den Kraftstoff dosierendes Ventil (12) vorgeschaltet ist.