WO2006018334A1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen zylinder einer brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen zylinder einer brennkraftmaschine

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WO2006018334A1
WO2006018334A1 PCT/EP2005/052722 EP2005052722W WO2006018334A1 WO 2006018334 A1 WO2006018334 A1 WO 2006018334A1 EP 2005052722 W EP2005052722 W EP 2005052722W WO 2006018334 A1 WO2006018334 A1 WO 2006018334A1
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WO
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injection
injection valve
valve member
fuel
closing spring
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/052722
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English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Volk
Markus Bayer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
    • F02M45/083—Having two or more closing springs acting on injection-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/161—Means for adjusting injection-valve lift

Definitions

  • the invention is based on a
  • Fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection device is known from DE A.
  • This fuel injection device has a high-pressure fuel pump and a fuel injection valve forming a structural unit therewith.
  • the high-pressure fuel pump has a driven by the internal combustion engine in a lifting movement
  • the fuel injection valve has at least one injection valve member, by which at least one injection opening is controlled.
  • the injection valve member is acted upon by the pressure prevailing in a pressure chamber of the fuel injection valve connected to the pump chamber working pressure in the opening direction and acted upon by at least one biased closing spring in the closing direction. It is also an electrically actuated control valve is provided by the control of the
  • Fuel injection at least indirectly, a connection of the pump working space is controlled with a discharge area.
  • the control valve By the control valve, the timing of the fuel injection and the injected fuel amount is determined by the control valve is closed during the delivery stroke of the pump piston to a determined by an electronic control device depending on operating parameters of the internal combustion engine for a certain period of time, so that high pressure builds up in the pump working chamber and in the pressure chamber.
  • the injection valve member opens and the fuel injection begins. Shortly after the injection valve member has opened, the bypass piston is displaced to a stop by the increasing pressure in the pump working space, whereby the bias of the closing spring is increased, so that the injection valve member closes again and the pilot injection is completed. Subsequently, the pressure in the pump working chamber and in the pressure chamber continues to rise and that
  • the injection valve member opens to the main injection when the pressure force acting on it in the opening direction is greater than the increased closing force of the closing spring.
  • a disadvantage of this fuel injector is that the time interval between the pilot injection and the main injection is not changeable, since this is determined by the hydraulic design of the bypass piston.
  • the amount of fuel injected in the pilot injection is also determined by the hydraulic design of the bypass piston and can not be changed. The amount of fuel injected during the pilot injection changes depending on the rotational speed, the start of injection and the temperature, and this change can not be compensated.
  • the injection valve member may not fully open, which may vary the amount of fuel injected.
  • the opening pressures of the injection valve member for pilot injection and main injection can not be set independently of each other because they are coupled together by the hydraulic design of the bypass piston.
  • the fuel injection device with the features of claim 1 has the advantage that the time interval between the pilot injection and the main injection, the fuel injected during the pilot injection fuel quantity and the opening pressure of the injection valve member in the pilot injection and the main injection by appropriate control of the control valve are variable. In addition, it is ensured that the injection valve member opens in the pre-injection with a defined opening stroke, so that even small fuel injection quantities can be accurately metered in the pilot injection. Finally, the influence of the rotational speed, the start of injection and the temperature on the injected in the pilot injection fuel amount can be compensated by a corresponding control of the control valve, so ⁇ 'that in all operating states of the internal combustion engine, the required amount of fuel is injected.
  • FIG. 1 shows a
  • Fuel injection device in a schematic representation and Figure 2 in an enlarged view one in Figure 1 with - A -
  • FIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine, for example of a motor vehicle.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine and has one or more cylinders.
  • a fuel injection device is provided, which is designed as a pump-nozzle unit and for each cylinder of the internal combustion engine each have a high-pressure fuel pump 10 and one with this one
  • Assembly-forming fuel injection valve 12 has.
  • the high-pressure fuel pump 10 has a pump body 14 with a cylinder bore 16 in which a pump piston 18 is guided tightly.
  • the pump piston 18 is at least indirectly driven by: 'a cam 20 of a camshaft of the internal combustion engine against the force of a return spring 19 in a lifting movement.
  • the pump piston 18 defines in the cylinder bore 16 a pump working chamber 22, in which the delivery stroke of the pump piston 18 compresses fuel under high pressure.
  • the pump working chamber 22 fuel is supplied from a fuel tank 24 of the motor vehicle by means of a feed pump 25.
  • the fuel injection valve 12 has a valve body 26, which may be designed in several parts, and in which at least one injection valve member 28 is guided in a bore 30 so as to be longitudinally displaceable.
  • the valve body 26 has at its end facing the combustion chamber of the cylinder of the internal combustion engine end region at least one, preferably a plurality Injection openings 32.
  • the injection valve member 28 has, at its end region facing the combustion chamber, an approximately conical sealing surface 34, for example, which cooperates with a valve seat 36 formed in the valve body 26 in its end region facing the combustion chamber, from or after which the injection openings 32 are discharged.
  • annular space 38 is present between the injection valve member 28 and the bore 30 toward the valve seat 36, which merges in its end region remote from the valve seat 36 by a radial widening of the bore 30 into a pressure chamber 40 surrounding the injection valve member 28.
  • the injection valve member 28 has at the level of the pressure chamber 40 by a cross-sectional reduction to its end facing the combustion chamber toward a pressure shoulder 42.
  • the connection of the channel 50 and thus the pump working chamber 22 and the pressure chamber 40 with the discharge area is controlled by an electrically operated control valve 52 which is controlled by an electronic control device 54.
  • the control valve 52 may include an electromagnetic or piezoelectric actuator 56.
  • the control device 54 is supplied via corresponding sensors 58 information about various operating parameters of the internal combustion engine, in particular via the
  • the injection valve member 28 is characterized by an engaging thereto first biased closing spring 60 in Acting closing direction, which is arranged in a bore 62 adjacent to the bore 30 to the pump working chamber 22 in the valve body 26.
  • the first closing spring 60 is designed as a helical compression spring and clamped between the injection valve member 28 and the valve body 26.
  • the first closing spring 60 can be supported directly on the injection valve member 28 or via a pressure rod 64.
  • It is also a second biased closing spring 66 is provided for the injection valve member 28, which, however, acts only on the injection valve member 28 when it has carried out starting from its closed position a certain opening stroke hl.
  • the second closing spring 66 is disposed between the first closing spring 60 and the injection valve member 28 in the bore 62.
  • the second closing spring 66 is supported on the one hand via a firmly inserted into the bore 62 dividing wall 68 for the first closing spring 60 down and on the other hand via a spring plate 70 on a support member 72 from.
  • the support member 72 is slidably guided in a part of the valve body 26 in a smaller bore 74 in diameter relative to the bore 62. • the injection valve member 28 or the push rod 64 passes through the hollow supporting member 72 formed therethrough.
  • the support member 72 comes in the non-compressed starting position of the second closing spring 66 with a the injection valve member 28 surrounding edge 73 on a part of the valve body 26 to the plant.
  • the injection valve member 28 comes after the opening stroke hl with an annular shoulder 76 formed on the support member 72 to the plant.
  • the distance between the annular shoulder 72 of the injection valve member 28 and the support member 72 thus determines the opening stroke hl of the injection valve member 28, on which only the first closing spring 60 acts.
  • the injection valve member 28 is shown in its closed position.
  • the injection valve member 28 may in addition to the opening stroke hl perform another opening stroke h2 on the. then both closing springs 60 and 66 act on the injection valve member 28.
  • the opening stroke h2 is limited by the fact that the support element 72 comes into contact with the valve body 26 on an annular shoulder 78 formed by a reduction in the diameter of the bore 74.
  • the injection valve member 28 opens to a pre-injection of fuel with the opening stroke hl until it its annular shoulder 76 on the support member 72 comes to rest.
  • the force acting on the injection valve member 28 in the opening direction 29 pressure force is too low to further open the injection valve member 28 against the additional force of the second closing spring 66, so that the injection valve member 28 performs only the opening stroke hl.
  • the control valve 52 is closed again by the latter, so that high pressure builds up again in the pump working chamber 22 and in the pressure chamber 40. If the pressure is so high that the force generated by this on the pressure shoulder 42 on the injection valve member 28 is greater than the force of the first closing spring 60, the injection valve member 28 opens to a main injection of fuel first with the opening stroke hl until it its annular shoulder 76 on the support member 72 comes to rest.
  • the pressure in the pump working chamber 22 and in the pressure chamber 40 further increases due to the profile of the cam 20, so that the force acting on the injection valve member 28 compressive force is so great that the injection valve member 28 executes the further opening stroke h2 against the additional force of the second closing spring 66 ,
  • the control valve 52 is opened by the control means 54, so that the pressure in the pump working space 22 and the pressure space 40 drops so much that the injection valve member 28 due to the two closing springs 60 , 66 closes again and the
  • Main injection is finished.
  • a post-injection of fuel as for example for
  • control valve 52 can be closed again by the controller 54.
  • the time interval between the pre-injection and the main injection, the pressure at which the pre-injection and the main injection starts and the amount of fuel injected in the pre-injection can by corresponding control of the control valve 52 by the controller 54 varies depending on
  • the control device 54 can also be used to correct the influence of the operating parameters on the quantity of fuel injected during the pilot injection, so that the required pre-injection quantity is ensured under all operating conditions of the internal combustion engine.
  • the injection valve member 28 is opened with the defined opening stroke hl, so that even small amounts of fuel can be accurately metered during the pre-injection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und ein mit dieser eine Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil (12) auf. Das Kraftstoffeinspritzventil (12) weist ein Einspritzventilglied (28) auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird. Durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil (52) wird eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich gesteuert. Das Einspritzventilglied (28) kann gegen die Kraft einer ersten Schließfeder (60) einen geringen Öffnungshub (hl) ausführen, nach dem es zumindest mittelbar an einer zweiten vorgespannten Schließfeder (66) zur Anlage kommt, wobei es über den geringen Öffnungshub (hl) hinaus einen weiteren Öffnungshub (h2) gegen die Kraft der ersten Schließfeder (60) und der zweiten Schließfeder (66) ausführen kann. Das Steuerventil (52) wird während eines Einspritzzyklus einer Voreinspritzung geschlossen, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (hl) ausführt, anschließend wird das Steuerventil (52) zur Beendigung der Voreinspritzung geöffnet und zu einer Haupteinspritzung wieder geschlossen, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (hl) und den weiteren Öffnungshub (h2) ausführt.

Description

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser eine Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen
Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsräum begrenzt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist wenigstens ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird. Das Einspritzventilglied ist von dem in einem mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils herrschenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt und durch wenigstens eine vorgespannte Schließfeder in Schließrichtung beaufschlagt. Es ist außerdem ein elektrisch betätigtes Steuerventil vorgesehen, durch das zur Steuerung der
Kraftstoffeinspritzung zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Durch das Steuerventil wird der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung und die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt, indem das Steuerventil während des Förderhubs des Pumpenkolbens zu einem durch eine elektronische Steuereinrichtung abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmten Zeitpunkt für eine bestimmte Zeitdauer geschlossen wird, so dass sich im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum Hochdruck aufbaut.
Wenn der im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum herrschende Druck so hoch ist, dass die auf das Einspritzventilglied in Öffnungsrichtung wirkende Druckkraft größer ist als die in Schließrichtung wirkende Kraft der Schließfeder, so öffnet das Einspritzventilglied und die Kraftstoffeinspritzung beginnt. Kurze Zeit nachdem das Einspritzventilglied geöffnet hat wird der Ausweichkolben durch den ansteigenden Druck im Pumpenarbeitsraum bis zu einem Anschlag verschoben, wodurch die Vorspannung der Schließfeder erhöht wird, so dass das Einspritzventilglied wieder schließt und die Voreinspritzung beendet ist. Nachfolgend steigt der Druck im Pumpenarbeitsräum und im Druckraum weiter an und das
Einspritzventilglied öffnet zur Haupteinspritzung, wenn die in Öffnungsrichtung auf dieses wirkende Druckkraft größer ist als die erhöhte Schließkraft der Schließfeder. Nachteilig bei dieser Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, dass der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung nicht veränderbar ist, da dieser durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens festgelegt ist. Die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ist ebenfalls durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens festgelegt und nicht veränderbar. Die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge ändert sich abhängig von der Drehzahl, des Einspritzbeginns und der Temperatur, wobei diese Änderung nicht ausgeglichen werden kann. Während der Voreinspritzung öffnet das Einspritzventilglied unter Umständen nicht vollständig, wodurch die eingespritzte Kraftstoffmenge schwanken kann. Weiterhin können die Öffnungsdrücke des Einspritzventilglieds zur Voreinspritzung und zur Haupteinspritzung nicht unabhängig voneinander festgelegt werden, da diese durch die hydraulische Auslegung des Ausweichkolbens miteinander gekoppelt sind.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, die bei der Voreinspritzung eingespritzte KraftStoffmenge sowie der Öffnungsdruck des Einspritzventilglieds bei der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils variabel sind. Außerdem ist sichergestellt, dass sich das Einspritzventilglied bei der Voreinspritzung mit einem definierten Öffnungshub öffnet, so dass auch kleine Kraftstoffeinspritzmengen bei der Voreinspritzung exakt dosiert werden können. Schließlich können die Einflüsse der Drehzahl, des Einspritzbeginns und der Temperatur auf die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils kompensiert werden, so~'dass bei allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die erforderliche Kraftstoffmenge eingespritzt wird.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung in schematischer Darstellung und Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 mit - A -
II bezeichneten Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Einspritzventilglied in einer geschlossenen Stellung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist einen oder mehrere Zylinder auf. Für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen, die als Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet ist und die für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser eine
Baueinheit bildendes Kraftstoffeinspritzventil 12 aufweist.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 mit einer Zylinderbohrung 16 auf, in der ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist. Der Pumpenkolben 18 wird zumindest mittelbar durch:' einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben. Der Pumpenkolben 18 begrenzt in der Zylinderbohrung 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 des Kraftfahrzeugs mittels einer Förderpumpe 25 zugeführt.
Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und in dem wenigstens ein Einspritzventilglied 28 in einer Bohrung 30 längsverschiebbar geführt ist. Der Ventilkörper 26 weist an seinem dem Brennraum des Zylinders der Brennkraftmaschine zugewandten Endbereich wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Einspritzöffnungen 32 auf. Das Einspritzventilglied 28 weist an seinem dem Brennraum zugewandten Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 34 auf, die mit einem im Ventilkörper 26 in dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten Ventilsitz 36 zusammenwirkt, von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 32 abführen. Im Ventilkörper 26 ist zwischen dem Einspritzventilglied 28 und der Bohrung 30 zum Ventilsitz 36 hin ein Ringraum 38 vorhanden, der in seinem dem Ventilsitz 36 abgewandten Endbereich durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 30 in einen das Einspritzventilglied 28 umgebenden Druckraum 40 übergeht. Das Einspritzventilglied 28 weist auf Höhe des Druckraums 40 durch eine Querschnittsverringerung zu seinem dem Brennraum zugewandten Ende hin eine Druckschulter 42 auf.
Vom Pumpenarbeitsraum 22 führt durch den Pumpenkörper 14 und den Ventilkörper 26 ein Kanal 50 ab, der in den Druckraum 40 mündet. Vom Kanal 50 führt eine Verbindung zu einem Entlastungsbereich ab, der der Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder die Druckseite der Förderpumpe 25 sein kann. Die Verbindung des Kanals 50 und damit des Pumpenarbeitsraums 22 und des Druckraums 40 mit dem Entlastungsbereich wird durch ein elektrisch betätigtes Steuerventil 52 gesteuert, das durch eine elektronische Steuereinrichtung 54 angesteuert wird. Das Steuerventil 52 kann einen elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktor 56 aufweisen. Der Steuereinrichtung 54 werden über entsprechende Sensoren 58 Informationen über verschiedene Betriebsparameter der Brennkraftmaschine zugeführt, insbesondere über die
Drehzahl, Last, Kraftstofftemperatur und gegebenenfalls weitere Parameter.
Das Einspritzventilglied 28 wird durch eine an diesem angreifende erste vorgespannte Schließfeder 60 in Schließrichtung beaufschlagt, die in einer sich an die Bohrung 30 zum Pumpenarbeitsraum 22 hin anschließenden Bohrung 62 im Ventilkörper 26 angeordnet ist. Die erste Schließfeder 60 ist als Schraubendruckfeder ausgebildet und zwischen dem Einspritzventilglied 28 und dem Ventilkörper 26 eingespannt. Die erste Schließfeder 60 kann sich direkt oder über eine Druckstange 64 am Einspritzventilglied 28 abstützen. Es ist außerdem eine zweite vorgespannte Schließfeder 66 für das Einspritzventilglied 28 vorgesehen, die jedoch erst auf das Einspritzventilglied 28 wirkt, wenn dieses ausgehend von seiner Schließstellung einen bestimmten Öffnungshub hl ausgeführt hat. Die zweite Schließfeder 66 ist zwischen der ersten Schließfeder 60 und dem Einspritzventilglied 28 in der Bohrung 62 angeordnet. Die zweite Schließfeder 66 stützt sich einerseits über eine in die Bohrung 62 fest eingefügte Trennwand 68 zur ersten Schließfeder 60 hin ab und andererseits über einen Federteller 70 an einem Stützelement 72 ab. Das Stützelement 72 ist in einer im Durchmesser gegenüber der Bohrung 62 kleineren Bohrung 74 in einem Teil des Ventilkörpers 26 verschiebbar geführt. Das •Einspritzventilglied 28 oder die Druckstange 64 tritt durch das hohl ausgebildete Stützelement 72 hindurch. Das Stützelement 72 kommt in der nicht komprimierten Ausgangslage der zweiten Schließfeder 66 mit einem das Einspritzventilglied 28 umgebenden Rand 73 an einem Teil des Ventilkörpers 26 zur Anlage. Das Einspritzventilglied 28 kommt nach dem Öffnungshub hl mit einer an diesem ausgebildeten Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage. Der Abstand zwischen der Ringschulter 72 des Einspritzventilglieds 28 und dem Stützelement 72 bestimmt somit den Öffnungshub hl des Einspritzventilglieds 28, auf dem nur die erste Schließfeder 60 wirkt. In Figur 2 ist das Einspritzventilglied 28 in seiner geschlossenen Stellung dargestellt. Das Einspritzventilglied 28 kann zusätzlich zum Öffnungshub hl einen weiteren Öffnungshub h2 ausführen, auf dem. dann beide Schließfedern 60 und 66 auf das Einspritzventilglied 28 wirken. Der Öffnungshub h2 ist dadurch begrenzt, dass das Stützelement 72 an einer durch eine Durchmesserverringerung der Bohrung 74 gebildeten Ringschulter 78 am Ventilkörper 26 zur Anlage kommt.
Nachfolgend wird die Funktion der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Beim Saughub des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 52 geöffnet, so dass der Pumpenarbeitsraum 22 durch die Förderpumpe 25 mit Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 24 befüllt wird. Beim Förderhub wird der Pumpenkolben 18 durch den Nocken 20 in die Zylinderbohrung 16 hineinbewegt, wobei sich ein durch das Profil des Nockens 20 bestimmter Druckverlauf im Pumpenarbeitsräum 22 einstellt. Zu einem durch die Steuereinrichtung 54 bestimmten Zeitpunkt wird durch diese das Steuerventil 52 geschlossen, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck so hoch ist, dass die durch diesen über die Druckschülter 42 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte- Kraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 60, so öffnet das Einspritzventilglied 28 zu einer Voreinspritzung von Kraftstoff mit dem Öffnungshub hl, bis es mit seiner Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage kommt. Die auf das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 wirkende Druckkraft ist jedoch zu gering, um das Einspritzventilglied 28 gegen die zusätzliche Kraft der zweiten Schließfeder 66 weiter zu öffnen, so dass das Einspritzventilglied 28 nur den Öffnungshub hl ausführt. Wenn die von der Steuereinrichtung 54 für die Voreinspritzung festgelegte Kraftstoffmenge eingespritzt ist, so wird das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 geöffnet, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 so stark abfällt, dass das Einspritzventilglied 28 bedingt durch die erste Schließfeder 60 wieder schließt und die Voreinspritzung beendet ist.
Zu einem wiederum durch die Steuereinrichtung 54 bestimmten Zeitpunkt wird durch diese das Steuerventil 52 wieder geschlossen, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 wieder Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck so hoch ist, dass die durch diesen über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 erzeugte Kraft größer ist als die Kraft der ersten Schließfeder 60, so öffnet das Einspritzventilglied 28 zu einer Haupteinspritzung von Kraftstoff zunächst mit dem Öffnungshub hl, bis es mit seiner Ringschulter 76 am Stützelement 72 zur Anlage kommt. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 steigt bedingt durch das Profil des Nockens 20 weiter an, so dass die auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Druckkraft so groß ist, dass das Einspritzventilglied 28 den weiteren Öffnungshub h2 gegen die zusätzliche Kraft der zweiten Schließfeder 66 ausführt. Wenn die von der Steuereinrichtung 54 für die Haupteinspritzung festgelegte Kraftstoffmenge eingespritzt ist, so wird das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 geöffnet, so dass der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 so stark abfällt, dass das Einspritzventilglied 28 bedingt durch die beiden Schließfedern 60,66 wieder schließt und die
Haupteinspritzung beendet ist. Zu einer Nacheinspritzung von Kraftstoff, wie dies beispielsweise für
Abgasreinigungseinrichtungen wie Partikelfilter erforderlich sein kann, kann das Steuerventil 52 durch die Steuereinrichtung 54 nochmals geschlossen werden.
Der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung, der Druck, bei dem die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung beginnt sowie die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge können durch entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 52 durch die Steuereinrichtung 54 variabel abhängig von
Betriebsparametern der Brennkraftmaschine festgelegt werden. Durch die Steuereinrichtung 54 kann außerdem der Einfluss der Betriebsparameter auf die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge korrigiert werden, so dass bei allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine die erforderliche Voreinspritzmenge gewährleistet ist. Während der Voreinspritzung ist das Einspritzventilglied 28 mit dem definierten Öffnungshub hl geöffnet, so dass auch geringe Kraftstoffmengen bei der Voreinspritzung exakt dosiert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) und einem mit dieser eine Baueinheit bildenden Kraftstoffeinspritzventil (12) , wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe (10) einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (18) angeordnet ist, der einen Pumpenarbeitsraum (22) begrenzt, wobei das
Kraftstoffeinspritzventil (12) wenigstens ein Einspritzventilglied (28) aufweist, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung (32) gesteuert wird, wobei das Einspritzventilglied (28) von dem in einem mit dem Pumpenarbeitsraum (22) verbundenen Druckraum (40) des Kraftstoffeinspritzventils (12) herrschenden Druck in Öffnungsrichtung (29) beaufschlagt ist und durch wenigstens eine vorgespannte Schließfeder (60) in Schließrichtung beaufschlagt ist, und mit einem elektrisch betätigten Steuerventil (52), durch das zumindest mittelbar eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums (22) mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird und das durch eine elektronische Steuereinrichtung (54) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (28) gegen die Kraft einer ersten Schließfeder (60) einen geringen Öffnungshub (hl) ausführen kann, nach dem es zumindest mittelbar an einer zweiten vorgespannten Schließfeder (66) zur Anlage kommt, dass das Einspritzventilglied (28) über den geringen Öffnungshub (hl) hinaus einen weiteren Öffnungshub (h2) gegen die Kraft der ersten Schließfeder (60) und der zweiten Schließfeder (66) ausführen kann, dass das Steuerventil (52) während eines Einspritzzyklus durch die Steuereinrichtung (54) zu einer Voreinspritzung geschlossen wird, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (hl) ausführt, dass das Steuerventil (52) durch die Steuereinrichtung (54) zur Beendigung der Voreinspritzung geöffnet und zu einer Haupteinspritzung wieder geschlossen wird, so dass das Einspritzventilglied (28) den geringen Öffnungshub (hl) und den weiteren Öffnungshub (h2) ausführt und dass das Steuerventil (52) durch die Steuereinrichtung (54) zur Beendigung der Haupteinspritzung wieder geöffnet wird.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schließfedern (60,66) in Längsrichtung des Einspritzventilglieds (28) nacheinander angeordnet sind.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schließfedern (60,66) zwischen dem Einspritzventilglied (28) und dem Pumpenarbeitsraum (22) angeordnet sind, dass die erste Schließfeder (60) dem Pumpenarbeitsraum (22) zugewandt angeordnet ist und dass die zweite Schließfeder (66) dem Einspritzventilglied (28) zugewandt angeordnet ist.
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