DE4318078A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer solchen aus der US-PS 4 721 247 bekannten Kraftstoffeinspritz­ einrichtung treibt ein motordrehzahlsynchroner Nockenantrieb einen in einer Zylinderbohrung einer Zylinderbüchse geführten Zwischen­ kolben an, der seinerseits einen ebenfalls in der Zylinderbohrung geführten Pumpenkolben entgegen der Kraft einer Rückstellfeder an­ treibt, wobei zwischen den einander zugewandten Stirnseiten des Zwischenkolbens und des Pumpenkolbens ein mit einem Hydraulikmedium füllbarer Arbeitsraum vorgesehen ist. Der Pumpenkolben ist dabei als Stufenkolben ausgeführt, dessen größere Stirnseite den Arbeitsraum begrenzt und der mit seinem verjüngten Teil in einen Abschnitt der Zylinderbohrung mit verringertem Durchmesser ragt, in dessen dem Pumpenkolben abgewandten Ende Einspritzöffnungen zum Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine münden, so daß die Zylinder­ bohrung in Richtung Brennraum offen ist. Der Pumpenkolben weist an seinem verjüngten Ende eine Querschnittserweiterung auf, mit der er einen Pumpenarbeitsraum im verringerten Abschnitt der Zylinderbohrung begrenzt, der über eine durch die Mantelfläche des Pumpenkolbens zusteuerbare Kraftstoffzuführungsleitung mit Kraft­ stoff füllbar ist und der mit dem die Einspritzöffnungen aufnehmen­ den Ende der Zylinderbohrung verbunden ist. Die Stirnseite des ver­ jüngten Pumpenkolbenteils ist zudem konisch ausgeführt und bildet so eine kegelförmige Dichtfläche, mit der er in der Totlage des Pumpen­ kolbens, nach Durchlaufen eines maximalen Förderhubes, gegen einen in der Zylinderbüchse angeordneten kegelförmigen Sitz dichtet und somit die Verbindung zu den Einspritzöffnungen verschließt.
Die Einspritzmenge wird dabei durch den Grad der Befüllung des Pumpenarbeitsraumes mit Kraftstoff geregelt, während der Zeitpunkt des Einspritzbeginns durch die Befüllung des Arbeitsraumes mit einem als Hydraulikflüssigkeit dienenden Mediums (hier Kraftstoff) regel­ bar ist. Der Einspritzhub des Pumpenkolbens wird dabei durch das Verschließen der Zuführungsleitung für die Hydraulikflüssigkeit durch den Zwischenkolben während seiner Hubbewegung eingeleitet, in dessen Folge das eingeschlossene Druckvolumen im Arbeitsraum die Hubbewegung des Zwischenkolbens hydraulisch auf den Pumpenkolben überträgt. Die Einspritzung wird beendet, wenn der Pumpenkolben mit seiner kegelförmigen Dichtfläche an den Sitz in der Zylinderbohrung gelangt und dabei die Verbindung zu den Einspritzöffnungen in den Brennraum der Brennkraftmaschine verschließt. Dabei steuert der Pumpenkolben in dieser Position mit seiner dem Zwischenkolben zuge­ wandten größeren Stirnseite eine Absteuerbohrung des Arbeitsraumes auf, so daß die Hydraulikflüssigkeit beim weiteren Hub des Zwischen­ kolbens abströmen kann. Der Zwischenkolben erreicht seine Endlage durch die Anlage an der größeren Stirnseite des Pumpenkolbens, so daß dieser nach dem Abströmen der Hydraulikflüssigkeit mechanisch vom Zwischenkolben in Anlage an seinem die Verbindung zu den Ein­ spritzöffnungen verschließenden Sitz gehalten wird, was notwendig ist, um ein Nacheinspritzen von Kraftstoff in den Brenn­ raum der Brennkraftmaschine sicher zu vermeiden.
Somit tritt an der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung das Problem auf, daß der die Verbindung zu den Einspritzöffnungen ver­ schließende Pumpenkolben am Ende der Einspritzung mechanisch am Sitz in der Zylinderbohrung gehalten werden muß, was hohe Anforderungen an die Einstelltoleranzen nötig macht, die sich wiederum nur durch aufwendige und kostenintensive Einstellarbeiten während der Montage der Einspritzeinrichtung an der Brennkraftmaschine realisieren lassen. Zudem sind diese Einstelltoleranzen durch verschiedene Betriebsparameter (Temperaturen, Verschleiß) stark beeinflußbar, so daß die für eine sichere Abdichtung nötige Einstellgenauigkeit an der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung über einen langen Zeit­ raum nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar ist und die Gefahr eines hohen Wirkungsgradverlustes infolge eines undichten Sitzes des Pumpenkolbens über eine längere Betriebsdauer zunimmt.
Zudem weist das über einen motordrehzahlsynchronen Nockenantrieb angetriebene Kraftstoffeinspritzsystem das typische Problem einer drehzahlabhängigen Kraftstoffhochdruckförderrate auf, bei der der maximale Einspritzdruck nicht in allen Drehzahlbereichen zur Ver­ fügung steht und dessen Maximaldruck den heutigen hohen Anforderun­ gen an den Einspritzdruck nicht mehr genügt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Betätigung des Pumpenkolbens mittels eines aus einem gemeinsamen Druckspeicherraum (Common Rail) entnommenen Druckmittels in jedem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine der volle Einspritzdruck erreichbar ist, wobei durch die Druckverstär­ kung des als Stufenkolben ausgebildeten Pumpenkolbens auch sehr hohe Einspritzdrücke problemlos erreichbar sind. Die Steuerung des Ein­ spritzdruckes erfolgt dabei in vorteilhafter Weise durch die Steuerung des Druckes im Druckspeicherraum, wobei die Menge des eingespritzten Kraftstoffes wegen der separat gesteuerten Befüllung des Pumpenarbeitsraumes unabhängig vom Einspritzdruck ist.
Desweiteren wird durch die Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung des Pumpenkolbens erreicht, daß der Pumpenkolben nach dem Einspritz­ ende und Erreichen seiner Totpunktlage sicher in Anlage am Sitz in der Zylinderbohrung gehalten wird, so daß die Verbindung zu den Einspritzöffnungen in der Zylinderbüchse bis zum erneuten Füllvor­ gang sicher verschlossen bleiben. Durch dieses durch den Hochdruck am Pumpenkolben bewirkte hydraulische Halten des Pumpenkolbens am Sitz in der Zylinderbohrung ist eine mechanische Einstellung der Lage eines Zwischenkolbens während der Montage der Einspritzein­ richtung nicht notwendig.
Ein weiterer Vorteil wird erreicht, indem die Ansteuerung des Arbeitsraumes mittels eines als 3/2-Wegeventiles ausgeführten Magnetventiles erfolgt, das den Arbeitsraum mit dem Druckspeicher oder einer Entlastungsleitung verbindet und das bei entsprechender Arbeitsweise ein ungewolltes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine sicher vermeidet. Durch ein ständi­ ges Bestromen kann dabei eine ungewünschte Einspritzung vermieden werden, da der Pumpenkolben nach einer einmaligen Einspritzung in Anlage an seinem die Verbindung zwischen Pumpenarbeitsraum und Ein­ spritzöffnungen verschließenden Sitz gehalten wird.
Es ist somit mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzein­ richtung möglich, die Vorteile einer offenen Einspritzdüse, wie z. B. eine kleine Einspritzrate am Beginn und ein rasches Schließen am Ende der Einspritzung mit den Vorteilen eines gemeinsamen Druck­ speicherraumes zu verbinden. Dabei ist die erfindungsgemäße Ein­ spritzeinrichtung besonders kostengünstig, da der Pumpenkolben und ein Einspritzventilglied auf ein einziges Teil reduziert sind. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Patentan­ sprüchen und der Zeichnung entnehmbar.
Zeichnung
Drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz­ einrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels, die Fig. 2(A-E) den konstruktiven Aufbau der Einspritzeinheit der Einspritzeinrichtung mit Pumpenkolben und Einspritzöffnungen von Fig. 1 in verschiedenen Arbeitslagen, die Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Einspritzeinrichtung in schematischer Darstellung, bei der der Druckmittelkreislauf vom Kraftstoffkreislauf getrennt ist und die Fig. 4 ein zweites Aus­ führungsbeispiel der Einspritzeinheit mit einem Pumpenkolben, der eine Spülnut aufweist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bei der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftstoffeinspritzeinrichtung füllt eine Kraftstoffhochdruckpumpe 1 einen gemeinsamen Druckspeicherraum 3 über eine Förderleitung 5 aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 7 mit Kraftstoff hohen Druckes. Der Druck im Druckspeicherraum 3 wird dabei meßtechnisch über einen Sensor 9 erfaßt und an ein Steuergerät 11 weitergeleitet, das Be­ triebsparameter der zu versorgenden Brennkraftmaschine verarbeitet und zur Druckänderung oder Beibehaltung des Druckes im Druckspei­ cherraum 3 die Hochdruckpumpe 1 oder ein nicht dargestelltes zu­ sätzliches Steuerventil in der Förderleitung 5 oder einer Ent­ lastungsleitung des Druckspeicherraumes 3 ansteuert. Vom Druck­ speicherraum 3 führen Druckleitungen 13 zu den einzelnen, der Anzahl der Zylinder der zu versorgenden Brennkraftmaschine entsprechenden Einspritzeinheiten 15 ab. Die Einspritzeinheiten 15 sind dabei über eine in den Kraftstoffvorratsbehälter 7 mündende Entlastungsleitung 17 vom Kraftstoffhochdruck entlastbar, wobei das Umschalten zwischen der Verbindung der Einspritzeinheiten 15 zur Druckleitung 13 oder zur Entlastungsleitung 17 mittels eines später genauer beschriebenen Ventils erfolgt, das vom elektrischen Steuergerät 11 über eine Steuerleitung 18 angesteuert wird. Die einzuspritzende Kraftstoff­ menge wird den Einspritzeinheiten 15 über eine eine Niederdruck­ förderpumpe 19 enthaltene Kraftstoffzuführungsleitung 21 aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 7 zugeführt, wobei die Befüllung der Einspritzeinheit 15 mit der einzuspritzenden Kraftstoffmenge über einen Niederdrucksteller 23 (veränderbare Ansaugdrossel) in der Kraftstoffzuführungsleitung 21 steuerbar ist, der seinerseits vom elektrischen Steuergerät angesteuert werden kann.
Die Fig. 2 zeigt den Aufbau der Einspritzeinheit 15 der Fig. 1 in einer Schnittdarstellung. Dabei ist in einer Zylinderbüchse 25, die zweigeteilt ausgeführt sein kann, eine als Stufenbohrung ausgeführte Zylinderbohrung 27 angeordnet, in der ein als Stufenkolben ausgebildeter Pumpenkolben 29 axial geführt ist. Der Pumpenkolben 29 liegt mit seiner größten Stirnseite 31 an einem im größten Durch­ messer der Zylinderbohrung 27 geführten Zwischenkolben 33 an, der mit seiner dem Pumpenkolben 29 abgewandten Stirnfläche einen Arbeitsraum 35 in der Zylinderbohrung 27 begrenzt, wobei bei entsprechender Vergrößerung des Pumpenkolbens 29 auch auf den Zwischenkolben 33 verzichtet werden kann. Der Arbeitsraum 35 ist über einen Druckkanal 37 mit einem 3/2-Wegeventil 39 verbunden, das von einem elektrischen Magnetventil 75 betätigt wird und das den Arbeitsraum 35 über den Druckkanal 37 entweder mit der Druckleitung 13 zum Druckspeicherraum 3 oder mit der Entlastungsleitung 17 in den Kraftstoffvorratsbehälter 7 verbindet. Das Magnetventil 75 wird dabei über die Steuerleitung 18 vom Steuergerät 11 angesteuert.
Der Pumpenkolben 29 verringert an seinem dem Zwischenkolben 33 zu­ gewandten im Durchmesser größten Ende über einen Absatz 41 seinen Durchmesser und begrenzt so mit seiner dem Zwischenkolben 33 abge­ wandten Seite dieses Absatzes 41 einen Federraum 43 im größten Durchmesser der Zylinderbohrung 27, der andererseits von einem durch eine Durchmesserverringerung der Zylinderbohrung 27 entstan­ denen Absatz 45 begrenzt wird. In diesem Federraum 43 ist zwischen Absatz 45 und Absatz 41 eine Rückstellfeder 47 eingespannt, die den Pumpenkolben 29 in Richtung Arbeitsraum 35 beaufschlagt. Der Pumpen­ kolben 29 ragt mit seinem verringerten Durchmesser in einen sich dem Absatz 45 anschließenden Zylinderbohrungsteil mit ebenfalls ver­ ringertem Durchmesser, dessen dem Pumpenkolben 29 abgewandtes Ende einen konischen Ventilsitz 49 aufweist, von dessen Dichtfläche eine oder mehrere Einspritzöffnungen 51 in den Brennraum der zu versor­ genden Brennkraftmaschine abführen, wobei diese Einspritzöffnungen auch von einem Sackloch unterhalb des Ventilsitzes 49 abführen können (Sacklochdüse). Der Pumpenkolben 29 weist an seinem ver­ ringerten, in den im Durchmesser verringerten Bohrungsteil der Zylinderbohrung 27 ragenden Abschnitt eine Querschnittsverminderung 53 mit einer zum Ventilsitz 49 weisenden Ringfläche 53 auf, mit der er einen Pumpenarbeitsraum 55 im Zylinderbohrungsabschnitt mit ver­ ringertem Durchmesser begrenzt. Dieser Pumpenarbeitsraum 55 ist in Richtung Einspritzöffnungen 51 über eine weitere Durchmesserverrin­ gerung der Zylinderbohrung 27 begrenzt und über eine Längsnut oder ein Spiel zwischen Pumpenkolben 29 und der Wand der Zylinderbohrung 27 ständig (bei vom Ventilsitz 49 abgehobenem Pumpenkolben 29) mit den Einspritzöffnungen 51 verbunden. Zur Befüllung mit Kraftstoff mündet ein eine Drosselstelle enthaltener Zulaufkanal 57 in den Pumpenarbeitsraum 55, der andererseits mit der Kraftstoffzuführungs­ leitung 21 verbunden ist. Dabei dient die Drosselstelle im Zulauf­ kanal 57 der genauen Kraftstoffzumessung in den Pumpenarbeitsraum 55, die sich über den mittels des Niederdruckstellers 23 einstell­ baren Druck in der Kraftstoffzuführungsleitung 21 und die durch das Magnetventil 75 und das 3/2-Wegeventil 39 einstellbare Zeit der Be­ füllung einstellen läßt. Die Drosselstelle im Zulaufkanal 57 muß dabei so dimensioniert sein, daß auch der kleinstmögliche Kraft­ stoffstrom noch kontinuierlich und ohne Luft durchtreten kann.
Der Pumpenkolben 29 weist an seinem den Einspritzöffnungen 51 zuge­ wandten Ende eine konische Dichtfläche 59 auf, mit der er zur Anlage an den Ventilsitz 49 bringbar ist, wobei die Dichtfläche 59 bei Anlage am Ventilsitz 49 die Verbindung zu den Einspritzöffnungen 51 verschließt.
Für eine Kühlung bzw. Schmierung des Pumpenkolbens 29 mündet in den Federraum 43 je eine Zulaufleitung 61 und eine Rücklaufleitung 63, die an den Kraftstoffkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen sein können.
Das in der Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich vom ersten dadurch, daß der den Arbeitsraum 35 zur Steuerung des Einspritzvorganges befüllende gemeinsame Druckspei­ cherraum 3 aus einem Ölvorratsbehälter 65 gefüllt wird, der an den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen sein kann. Somit weist das zweite Ausführungsbeispiel zwei voneinander getrennte Kreis­ läufe auf, deren konstruktiver Aufbau dem im ersten Ausführungsbei­ spiel entspricht, dessen Druckmedium für den Antrieb des Pumpen­ kolbens 29 in der Einspritzeinheit 15 jedoch Öl ist, das einem separaten Vorratsbehälter 65 analog zur Fig. 1 entnommen wird und über eine Entlastungsleitung 67, die der ursprünglichen Leitung 17 entspricht, nach dem Absteuern wieder zurück in den Vorratsbehälter 65 strömt. Der Kraftstoffkreislauf zur Füllung des Pumpenarbeits­ raumes 55 mit der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bleibt dabei wie in der Fig. 1 beschrieben erhalten.
Das in der Fig. 4 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel zeigt eine zweite Ausgestaltungsmöglichkeit der Einspritzeinheit 15, bei der für eine verbesserte Spülung und Kühlung des Pumpenkolbens 29 eine Ringnut 71 in deren in den Zylinderabschnitt mit verringertem Durchmesser tauchenden, federseitig vor der Stirnfläche 53 liegenden Teil des Pumpenkolbens 29 eingearbeitet ist, die bei Anlage des Pumpenkolbens 29 am Ventilsitz 49 in Überdeckung mit dem Zulaufkanal 57 gelangt. Von dieser Ringnut 71 geht eine Längsnut 73 im Pumpen­ kolben 29 oder in der Wand der Zylinderbohrung 27 ab, die in den Federraum 43 mündet, so daß der Kraftstoff am Pumpenkolben 29 ent­ lang in den Federraum 43 strömen kann, wodurch eine verbesserte Kühlung am Pumpenkolben 29 erreicht wird.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzein­ richtung soll im folgenden mit Hilfe der Fig. 1 und 2A bis E näher erläutert werden.
Dabei erfolgt zunächst über die Hochdruckpumpe 1 ein durch das Steuergerät 11 gesteuerter Druckaufbau im gemeinsamen Druckspeicher­ raum 3. Die Füllung des Pumpenarbeitsraumes 55 eines der Einspritz­ einheiten 15 erfolgt nun wie in der Fig. 2A dargestellt, indem der Arbeitsraum 35 über das 3/2-Wegeventil mit der Entlastungsleitung 17 verbunden wird, was einem stromlosen Zustand des Magnetventils 75 am 3/2-Wegeventil entspricht. In Folge des entlasteten Arbeitsraumes 35 bringt die Rückstellfeder 47 den Pumpenkolben 29 in seine obere Tot­ punktlage, wobei der Pumpenkolben 29 in dieser Lage die Zulauf­ öffnung 57 aufgesteuert hat, d. h. die Ringstirnfläche 53 am Pumpen­ kolben 29 befindet sich oberhalb des Zulaufkanals 57. Über den durch den Niederdrucksteller 23 variablen Druck in der Kraftstoffzu­ führungsleitung 21 läßt sich nun in Abhängigkeit vom Drosselquer­ schnitt im Zulaufkanal 57 genau die in den Pumpenarbeitsraum 55 ein­ strömende Kraftstoffmenge bestimmen, so daß über die Einströmzeit, die durch die Stellung des 3/2-Wegeventils 39 bestimmbar ist, die Füllmenge genau definiert ist, wobei die maximal mögliche Menge durch die Dimensionierung des Pumpenarbeitsraumes 55 bestimmt ist.
Soll nun eine Hochdruckeinspritzung erfolgen, wird wie in der Fig. 2B dargestellt, zunächst das Magnetventil 75 bestromt und das 3/2­ Wegeventil so umgeschaltet, daß der Arbeitsraum 35 mit der Druck­ leitung 13 verbunden ist. Durch den Druckaufbau im Arbeitsraum 35 wird der Pumpenkolben 29 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 47 in Richtung unterer Totpunkt bewegt, wobei sich über das Verhältnis der Stirnseitenflächen (Ringstirnfläche 53 zu größter Stirnseite 31) des Pumpenkolbens 29 eine Druckverstärkung im Pumpenarbeitsraum 55 er­ reichen läßt. Dabei wird bei vollständig gefülltem Pumpenarbeitsraum 55 zunächst ein Teil des darin befindlichen Kraftstoffes aus diesem verdrängt. Mit Überfahren der den Pumpenarbeitsraum 55 begrenzenden Ringstirnfläche 53 am Pumpenkolben 29 über den Zulaufkanal 57 wird dieser durch die Kolbenmantelfläche zugesteuert und der Pumpen­ arbeitsraum 55 ist verschlossen. Beim weiteren Pumpenkolbenhub wird nun das bei einer Teilbefüllung des Pumpenarbeitsraumes 55 vorhan­ dene Totvolumen verdrängt, bis bei einem bestimmten Pumpenkolbenhub ein Druckanstieg im Pumpenarbeitsraum 55 erfolgt, bei dem der darin befindliche Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 51 in den Brenn­ raum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird (Fig. 2C). Dabei läßt sich infolge des stetigen Druckaufbaus im Pumpenarbeitsraum 55 eine vorteilhafte Einspritzverlaufsformung mit zunächst geringerem Druck am Einspritzbeginn erreichen, der sich dann beim weiteren Pumpenkolbenhub rasch auf seinen Maximalwert verstärkt.
Das in der Fig. 2D dargestellte Einspritzende wird durch die Anlage des Pumpenkolbens 29 am Ventilsitz 49 gesteuert, wobei die Dichtfläche 59 am Pumpenkolben 29 dabei die Verbindung zu den Ein­ spritzöffnungen 51 verschließt. Dieses durch das Erreichen der Tot­ punktlage des Pumpenkolbens 29 konstruktiv festgelegte Einspritzende ist dabei konstant, so daß die Einspritzmenge sich nur über den Grad der Befüllung des Einspritzdruckraumes 55 regeln läßt.
Der Einspritzbeginn wird mittels des Umschaltens des 3/2-Wegeventils 39 bestimmt und ist mit einer sehr geringen Verzögerung mit dem Ein­ strömbeginn des Druckmittels aus der Druckleitung 13 in den Arbeits­ raum 35 gleich. Dabei führt der Pumpenkolben 29 mit Beginn des Be­ füllens des Arbeitsraumes 35 zunächst einen sehr raschen Kolbenhub aus, bei dem der im Pumpenarbeitsraum 55 vorhandene Restanteil an Luft bzw. das Totvolumen ausgeglichen wird, so daß der Beginn der Befüllung des Raumes 35 auch der Beginn der Förderhubbewegung des Pumpenkolbens 29 und der Einspritzbeginn an den Einspritzöffnungen 51 ist.
Die Befüllungsrate und der im Druckspeicherraum 3 einstellbare Be­ füllungsdruck des Arbeitsraumes 35 bestimmen somit die Förderrate der Einspritzeinheit 15, wobei die Einspritzmenge über die genau dosierte Kraftstoffmenge im Pumpenarbeitsraum 55 festgelegt ist.
Um eine erneute Einspritzung der Einspritzeinheit zu ermöglichen, wird das 3/2-Wegeventil im weiteren Verlauf wieder umgeschaltet, so daß wie in der Fig. 2E dargestellt, der Arbeitsraum 35 erneut über die Entlastungsleitung 17 druckentlastet wird und die Rückstellfeder 47 den Pumpenkolben 29 erneut in seine obere Totpunktlage zurückbe­ wegen kann, in der der Pumpenarbeitsraum 55 wieder mit dem Zulauf­ kanal 57 verbunden ist.
Dabei werden die den Einspritzzeitpunkt regelnden 3/2-Wegeventile der einzelnen Einspritzeinheiten in einem bestimmten Abstand zeit­ lich versetzt zueinander über die Magnetventile 75 vom Steuergerät angesteuert, das seinerseits dabei Betriebsparameter der zu versor­ genden Brennkraftmaschine verarbeitet.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzeinheit (15), die einen in einer als Stufenbohrung ausge­ bildeten Zylinderbohrung (27) einer Zylinderbüchse (25) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (47) axial angetriebenen Pumpenkolben (29) aufweist, der als Stufenkolben ausgebildet ist und mit seiner größten Stirnfläche wenigstens mittelbar einen über eine Druck­ leitung (13) mit einem Medium füllbaren Arbeitsraum (35) begrenzt und der mit seinem im Durchmesser verringerten Teil in einen mit Einspritzöffnungen (51) in den Brennraum der zu versorgenden Brenn­ kraftmaschine versehenen verringerten Bohrungsteil der Zylinder­ bohrung (27) ragt, dort über eine durch eine Querschnittsverringe­ rung gebildete Ringstirnfläche (53) einen mit einer Kraftstoffzu­ führungsleitung (21, 57) verbindbaren, an die Einspritzöffnungen (51) mündenden Pumpenarbeitsraum (55) begrenzt und mit seiner kleinsten Stirnseite (49) in einer bestimmten Pumpenkolbenlage die Verbindung zu den Einspritzöffnungen (51) verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (35) gesteuert durch ein 3/2- Wegeventil (39) über eine Druckleitung (13, 37) aus einem gemein­ samen Druckspeicherraum (3) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist und über eine Entlastungsleitung (17) entlastbar ist, wobei der Druckspeicherraum (3) über eine Hochdruckpumpe (1) regelbar mit unter hohem Druck stehenden Medium befüllt wird und der Versor­ gung mehrerer Einspritzeinheiten (15) dient.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gemeinsame Druckspeicherraum (3) an den Kraft­ stoffkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist und über die Hochdruckpumpe (1) aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (7) gespeist wird.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einzuspritzende Kraftstoffmenge mittels einer Niederdruckpumpe (19) aus einem Vorratsbehälter (7) über eine Kraft­ stoffzuführungsleitung (21) in den Pumpenarbeitsraum (55) gefördert wird, wobei der Grad der Befüllung des Pumpenarbeitsraumes (55) über ein Einstellglied (23) in der Kraftstoffzuführungsleitung (21) ein­ stellbar ist.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einstellglied (23) eine verstellbare Drosselstelle ist.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gemeinsame Druckspeicherraum (3) aus dem Ölkreis­ lauf der zu versorgenden Brennkraftmaschine gespeist wird.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das 3/2-Wegeventil (39) mittels eines elektrischen Magnetventils (75) angesteuert wird, das seinerseits von einem, verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine verarbeitenden elektrischen Steuergerät (11) angesteuert wird.
DE4318078A 1993-06-01 1993-06-01 Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen Withdrawn DE4318078A1 (de)

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FR9405312A FR2705998B1 (fr) 1993-06-01 1994-05-02 Dispositif d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne .
GB9409831A GB2278648B (en) 1993-06-01 1994-05-17 Fuel-injection device for an internal combustion engine
JP6116623A JPH06346816A (ja) 1993-06-01 1994-05-30 内燃機関のための燃料噴射装置
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19680278T1 (de) * 1995-08-09 1997-12-04 Cummins Engine Co Inc Kraftstoffinjektor des offenen Düsentyps mit Antriebszugabnutzungskompensation
DE19528807C2 (de) * 1995-08-05 2000-06-08 Dahlmann Gerd Uwe Kraftstoff-Einspritzventil mit integrierter Pumpe
DE10250350A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-13 Volkswagen Ag Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9520243D0 (en) * 1995-10-04 1995-12-06 Lucas Ind Plc Injector
US5697341A (en) * 1995-11-20 1997-12-16 Caterpillar, Inc. Fill metered hydraulically actuated fuel injection system and method of fuel injection
DE19612412B4 (de) * 1996-03-28 2006-07-06 Siemens Ag Regelung für ein Druckfluid-Versorgungssystem, insbesondere für den Hochdruck in einem Kraftstoff-Einspritzsystem
US5832900A (en) * 1998-04-23 1998-11-10 Siemens Automotove Corporation Fuel recirculation arrangement and method for direct fuel injection system
US6672285B2 (en) 2000-04-20 2004-01-06 Bosch Rexroth Corporation Suction controlled pump for HEUI systems
US6439199B2 (en) * 2000-04-20 2002-08-27 Bosch Rexroth Corporation Pilot operated throttling valve for constant flow pump
US6932583B2 (en) * 2001-04-16 2005-08-23 Siemens Diesel Systems Technology Multiple stage pump with multiple external control valves
ATE366359T1 (de) * 2003-12-12 2007-07-15 Delphi Tech Inc Einspritzventil mit steuerungsventil, das den druck im steuerungsraum steuert
FR2865772B1 (fr) * 2004-02-03 2007-12-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Systeme d'aide a la regeneration de moyens de depollution integres dans une ligne d'echappement d'un moteur thermique

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB977393A (en) * 1961-04-01 1964-12-09 Cummins Engine Co Inc Fuel injection system
US4149506A (en) * 1975-10-29 1979-04-17 Cummins Engine Company, Inc. Fuel injector
DE2803049A1 (de) * 1978-01-25 1979-08-09 Bosch Gmbh Robert Pumpe-duese fuer brennkraftmaschinen
DE2806788A1 (de) * 1978-02-17 1979-08-23 Bosch Gmbh Robert Pumpe-duese fuer brennkraftmaschinen
US4448169A (en) * 1980-12-31 1984-05-15 Cummins Engine Company, Inc. Injector for diesel engine
US4372272A (en) * 1981-07-31 1983-02-08 The Bendix Corporation Fuel delivery system with feed and drain line damping
DE3228079A1 (de) * 1982-07-28 1984-02-02 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen
USRE33270E (en) * 1982-09-16 1990-07-24 Bkm, Inc. Pressure-controlled fuel injection for internal combustion engines
US4605166A (en) * 1985-02-21 1986-08-12 Stanadyne, Inc. Accumulator injector
US4721247A (en) * 1986-09-19 1988-01-26 Cummins Engine Company, Inc. High pressure unit fuel injector
US5241935A (en) * 1988-02-03 1993-09-07 Servojet Electronic Systems, Ltd. Accumulator fuel injection system
JP2719924B2 (ja) * 1988-05-10 1998-02-25 株式会社ゼクセル 増圧式ユニットインジェクタ
DE4019586A1 (de) * 1990-06-20 1992-01-02 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzsystem fuer brennkraftmaschinen
US5191867A (en) * 1991-10-11 1993-03-09 Caterpillar Inc. Hydraulically-actuated electronically-controlled unit injector fuel system having variable control of actuating fluid pressure
US5325834A (en) * 1993-08-03 1994-07-05 Caterpillar Inc. Method of and conversion kit for converting an engine to hydraulically-actuated fuel injection system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19528807C2 (de) * 1995-08-05 2000-06-08 Dahlmann Gerd Uwe Kraftstoff-Einspritzventil mit integrierter Pumpe
DE19680278T1 (de) * 1995-08-09 1997-12-04 Cummins Engine Co Inc Kraftstoffinjektor des offenen Düsentyps mit Antriebszugabnutzungskompensation
DE19680278C2 (de) * 1995-08-09 1999-10-28 Cummins Engine Co Inc Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit nockenbetätigtem Kraftstoffinjektor mit offener Düse
DE10250350A1 (de) * 2002-10-29 2004-05-13 Volkswagen Ag Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine

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Publication number Publication date
GB9409831D0 (en) 1994-07-06
GB2278648A (en) 1994-12-07
JPH06346816A (ja) 1994-12-20
GB2278648B (en) 1996-02-28
FR2705998A1 (fr) 1994-12-09
US5458103A (en) 1995-10-17
FR2705998B1 (fr) 1998-01-16

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