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Kraftstoffeinspritzeinrichtung - Dokument DE102004028886A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004028886A1 05.01.2006
Titel Kraftstoffeinspritzeinrichtung
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Magel, Hans-Christoph, 72793 Pfullingen, DE
DE-Anmeldedatum 15.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004028886
Offenlegungstag 05.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.01.2006
IPC-Hauptklasse F02M 57/02(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit je nach Anzahl der Zylinder mindestens einem lokalen, jeweils einem Injektor (2) zugeordneten Pumpenelement (1) einer Pumpe-Düse-Einheit oder eines Pumpe-Leitung-Düse-Systems zur Verdichtung des Kraftstoffs und mit einem zentralen Hochdruckspeicher (25), an den die Injektoren (2) angeschlossen sind, wobei jedes Pumpenelement (1) mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung (8) befüllt wird, die eine Verbindung zwischen einem Pumpenarbeitsraum (9) und einem Niederdruckbereich (5) in einer geöffneten Ventilstellung freigibt und in einer geschlossenen Ventilstellung unterbricht.
Um die Lebensdauer der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu erhöhen, ist die Steuerventileinrichtung (8) so gestaltet, dass der Druck in dem Pumpenarbeitsraum (9) am Ende der Verdichtung über die Steuerventileinrichtung gedämpft abgebaut wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit je nach Anzahl der Zylinder mindestens einem lokalen, jeweils einem Injektor zugeordneten Pumpenelement einer Pumpe-Düse-Einheit oder eines Pumpe-Leitung-Düse-Systems zur Verdichtung des Kraftstoffs und mit einem zentralen Hochdruckspeicher, an den die Injektoren angeschlossen sind, wobei jedes Pumpenelement mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung befüllt wird, die eine Verbindung zwischen einem Pumpenarbeitsraum und einem Niederdruckbereich in einer geöffneten Ventilstellung freigibt und in einer geschlossenen Ventilstellung unterbricht.

Zur Einbringung von Kraftstoff in direkt einspritzende Dieselmotoren sind sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verstanden, dass das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung mit Hilfe einer verschieblichen Düsennadel aufgrund des hydraulischen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsenraum und in einem Steuerraum erfolgt. Eine Druckabsenkung innerhalb des Steuerraums bewirkt einen Hub der Düsennadel. Alternativ kann das Auslenken der Düsennadel durch ein Stellglied, das auch als Aktor bezeichnet wird, erfolgen. Bei einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzung wird durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck die Düsennadel gegen die Wirkung einer Schließkraft bewegt, so dass die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Bei einer Pumpe-Düse-Einheit bilden die Einspritzpumpe und der Injektor eine Einheit. Pro Zylinder wird eine derartige Einheit in den Zylinderkopf eingebaut und entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von der Motornockenwelle angetrieben. Das Pumpe-Leitung-Düse-System arbeitet nach dem gleichen Verfahren. Eine Hochdruckleitung führt hier zum Düsenraum oder Düsenhalter. Zur Reduzierung der Emissionen durch einen hohen maximalen Einspritzdruck und einen linearen Druckanstieg können Pumpe-Düse-Einheiten oder Pumpe-Leitung-Düse-Systeme verwendet werden. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Einspritzdruck von der Drehzahl und Last des Motors unabhängig ist und in einem Kennfeld variabel eingestellt werden kann. Ebenso ist eine Mehrfacheinspritzung vorteilhaft. Daher kommen Common-Rail-Systeme mit einem Druckspeicher und einem hubgesteuerten Injektor in Kombination mit Pumpe-Düse-Einheit oder Pumpe-Leitung-Düse-Systemen zum Einsatz. Dadurch erhält man ein System, das sowohl die hohen Einspritzdrücke der Pumpe-Düse-Einheit als auch die flexible Mehrfacheinspritzung des Common-Rail-Systems darstellen kann. Durch die Kombination eines Druckspeichers in Verbindung mit einem hubgesteuerten Injektor, wie sie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 32 732 A1 beschrieben ist, wird sichergestellt, dass zu jeder Zeit eine Einspritzung stattfinden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit je nach Anzahl der Zylinder mindestens einem lokalen, jeweils einem Injektor zugeordneten Pumpenelement einer Pumpe-Düse-Einheit oder eines Pumpe-Leitung-Düse-Systems zur Verdichtung des Kraftstoffs und mit einem zentralen Hochdruckspeicher, an den die Injektoren angeschlossen sind, wobei jedes Pumpenelement mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung befüllt wird, die eine Verbindung zwischen einem Pumpenarbeitsraum und einem Niederdruckbereich in einer geöffneten Ventilstellung freigibt und in einer geschlossenen Ventilstellung unterbricht, zu schaffen, die eine höhere Lebensdauer aufweist als herkömmliche Kraftstoffeinspritzeinrichtungen.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit je nach Anzahl der Zylinder mindestens einem lokalen, jeweils einem Injektor zugeordneten Pumpenelement einer Pumpe-Düse-Einheit oder eines Pumpe-Leitung-Düse-Systems zur Verdichtung des Kraftstoffs und mit einem zentralen Hochdruckspeicher, an den die Injektoren angeschlossen sind, wobei jedes Pumpenelement mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung befüllt wird, die eine Verbindung zwischen einem Pumpenarbeitsraum und einem Niederdruckbereich in einer geöffneten Ventilstellung freigibt und in einer geschlossenen Ventilstellung unterbricht, dadurch gelöst, dass die Steuerventileinrichtung so gestaltet ist, dass der Druck in dem Pumpenarbeitsraum am Ende der Verdichtung über die Steuerventileinrichtung gedämpft abgebaut wird. Vorzugsweise sind die Pumpenelemente und die Injektoren, die auch als hydraulisch gesteuerte Düsen bezeichnet werden, in einem Injektorgehäuse untergebracht. Dadurch ergeben sich minimale Volumina in den Hochdruckbereichen, ein guter Wirkungsgrad und eine kompakte Bauweise. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass bei einer derartigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach dem Absteuern des Druckaufbaus des Pumpenelements hohe Druckschwingungen auftreten können. Durch einen gedämpften Druckabbau am Förderende der Pumpenelemente können diese Nachteile beseitigt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung neben der geöffneten und der geschlossenen Stellung eine dritte Drosselstellung aufweist, in welcher der Pumpenarbeitsraum über eine Drossel mit dem Niederdruckbereich in Verbindung steht. In der Drosselstellung findet ein langsamer Druckabbau in dem Pumpenarbeitsraum statt, so dass ein zwischen den Pumpenarbeitsraum und den zugehörigen Injektor geschaltetes Rückschlagventil rechtzeitig schließen kann. Dadurch kann der Hochdruck im Injektorbereich erhalten bleiben und Druckschwingungen am Ende der Verdichtung vermieden werden. Dadurch bleibt die im Düsenbereich beziehungsweise Injektorbereich gespeicherte Druckenergie erhalten und kann für eine Nacheinspritzung unter hohem Druck oder zur Füllung des Kraftstoffhochdruckspeichers genutzt werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung ausgestattet ist, welche eine Öffnungsbewegung eines Steuerventilschließkörpers am Ende der Verdichtung verlangsamt. Durch eine langsame Öffnungsbewegung des Steuerventilschließkörpers bei Förderende wird der Absteuerquerschnitt langsam freigegeben und dadurch der gewünschte langsame Druckabbau in dem Pumpenarbeitsraum erreicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung einen Dämpfungskolben aufweist, der einen Dämpfungsraum begrenzt, der über eine Drossel, mit dem Niederdruckbereich in Verbindung steht und so mit dem Steuerventilschließkörper zusammenwirkt, dass der Dämpfungskolben in den Dämpfungsraum hinein bewegt wird, wenn der Steuerventilschließkörper öffnet. Dabei muss eine Menge Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum über die Drossel, die auch als Dämpfungsdrossel bezeichnet wird, verdrängt werden, wodurch die Öffnungsbewegung des Steuerventilschließkörpers verlangsamt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilschließkörper ein Sackloch aufweist, in dem der Dämpfungsraum ausgebildet und in dem der Dämpfungskolben geführt ist. Vorzugsweise weist der Dämpfungskolben ein zentrales Durchgangsloch auf, über das der Dämpfungsraum schnell befüllt werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dämpfungsraum eine Druckfedereinrichtung gegen ein Ende des Dämpfungskolbens vorgespannt ist. Das andere Ende des Dämpfungskolbens ragt aus dem Sackloch des Steuerventilschließkörpers heraus.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Dämpfungskolbens gegen ein Steuerventilgehäuse vorgespannt ist. Im geschlossenen Zustand des Steuerventilschließkörpers ragt ein Ende des Dämpfungskolbens aus dem Sackloch in dem Steuerventilschließkörper heraus und wird durch die Druckfedereinrichtung gegen das Steuerventilgehäuse gedrückt. Beim Öffnen des Steuerventilschließkörpers wird dieser so auf das Steuerventilgehäuse zu bewegt, dass der Dämpfungskolben in den Dämpfungsraum hinein bewegt wird, wobei der in dem Dämpfungsraum vorhandene Kraftstoff mit Druck beaufschlagt wird. Ein Teil des Kraftstoffs entweicht über die Drossel, wodurch die Öffnungsbewegung des Steuerventilschließkörpers verlangsamt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsraum in einem Steuerventilgehäuse ausgebildet ist, in dem eine Führungsbohrung für den Dämpfungskolben vorgesehen ist, die in den Dämpfungsraum mündet. Diese Anordnung ist dann von Vorteil, wenn in dem Steuerventilschließkörper nicht genügend Bauraum zur Aufnahme eines Dämpfungskolbens zur Verfügung steht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dämpfungsraum eine Druckfedereinrichtung gegen ein Ende des Dämpfungskolbens vorgespannt ist. Durch die Druckfedereinrichtung wird das andere Ende des Dämpfungskolbens aus der Führungsbohrung herausgedrückt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Dämpfungskolbens gegen den Steuerventilschließkörper vorgespannt ist. Vorzugsweise weist der Dämpfungskolben ein Durchgangsloch auf, über das der Dämpfungsraum schnell befüllt werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Zeichnung

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer mehrstufigen Steuerventileinrichtung;

2 eine ähnliche Darstellung wie in 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer gedämpft öffnenden Steuerventileinrichtung;

3 eine vergrößerte Darstellung der Steuerventileinrichtung aus 2 und

4 eine ähnliche Darstellung wie in 3 einer Steuerventileinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Jedem Zylinder ist eine Pumpe-Düse-Einheit (PDE) oder ein Pumpe-Leitung-Düse-System (PLD) zugeordnet. Jede Pumpe-Düse-Einheit setzt sich aus einem Pumpenelement 1 und einem Injektor 2 zusammen. Pro Motorzylinder wird eine Pumpe-Düse-Einheit in einen Zylinderkopf eingebaut. Das Pumpenelement 1 wird entweder direkt über einen Stößel oder indirekt über Kipphebel von einer Motornockenwelle angetrieben. Elektronische Regeleinrichtungen gestatten es, die Menge eingespritzten Kraftstoffs (Einspritzverlauf) gezielt zu beeinflussen. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 3 fördert eine Niederdruckpumpe 4 Kraftstoff 5 aus einem Vorratstank 6 über eine Förderleitung 7 zu den Pumpenelementen 1. Ein Steuerventil 8 dient der Befüllung eines Pumpenraums 9 der Pumpenelemente. Die Hochdruckerzeugung erfolgt unter Schließen des Steuerventils während des Nockenhubs. Damit beginnt der Druckaufbau und der unter Druck stehende Kraftstoff wird über ein Rückschlagventil 10 zum Injektor 2 geleitet.

Die Einspritzung erfolgt über eine Kraftstoff-Zumessung mit Hilfe einer in einer Führungsbohrung axial verschiebbaren Düsennadel 11 mit einer konischen Ventildichtfläche 12 an ihrem einen Ende, mit der sie mit einer Ventilsitzfläche am Injektorgehäuse zusammenwirkt. An der Ventilsitzfläche des Injektorgehäuses sind Einspritzöffnungen vorgesehen. Es sind ein Düsenraum 13 und ein Steuerraum 14 ausgebildet. Innerhalb des Düsenraums 13 ist eine in Öffnungsrichtung der Düsennadel 11 weisende Druckfläche dem dort herrschenden Druck ausgesetzt, der über eine Druckleitung 15 dem Düsenraum 13 zugeführt wird. Koaxial zu einer Druckfeder 16 greift ferner an der Düsennadel 11 ein Stößel 17 an, der mit seiner der Ventildichtfläche 12 abgewandten Stirnseite 18 den Steuerraum 14 begrenzt. Der Steuerraum 14 hat vorn Kraftstoffdruckanschluss her einen Zulauf mit einer Drossel 19 und einen Ablauf zu einer Druckentlastungsleitung 20, der durch eine Ventileinheit 21 gesteuert wird. Über den Druck im Steuerraum 14 wird der Stößel in Schließrichtung druckbeaufschlagt. Bei Betätigung der Ventileinheit 21 kann der Druck im Steuerraum 14 abgebaut werden, so dass in der Folge die in Öffnungsrichtung auf die Düsennadel 11 wirkende Druckkraft im Düsenraum 13 die in Schließrichtung auf die Düsennadel 11 wirkende Druckkraft übersteigt. Die Ventildichtfläche 12 hebt von der Ventilsitzfläche ab und Kraftstoff wird eingespritzt. Dabei lässt sich der Druckentlastungsvorgang des Steuerraums 14 und somit die Hubsteuerung der Düsennadel 11 über die Dimensionierung der ersten Drossel und der zweiten Drossel 20 beeinflussen. Das Ende der Einspritzung wird durch erneutes Betätigen (Schließen) der Ventileinheit 21 eingeleitet, das den Steuerraum 14 wieder von einer Leckageleitung 22 abkoppelt, so dass sich im Steuerraum 14 wieder ein Druck aufbaut, der die Düsennadel 11 in Schließrichtung bewegen kann.

Weiterhin ist der Injektor 2 über ein Rückschlagventil 23 und eine Drossel 24 mit einem zentralen für alle Injektoren vorgesehenen Druckspeicher 25 verbunden. Der Druckspeicher 25 wird während der Einspritzung über die Drossel 24 befüllt. Auch die Entspannungsmenge an Kraftstoff, die beim Entspannen des Kraftstoffs im Injektorbereich vom Einspritzdruck auf Raildruck anfällt, wird dem Druckspeicher 25 über die Drossel 24 zugeführt.

Der Druckspeicher 25 kann den Injektor 2 unabhängig vom Pumpenelement 1 mit Kraftstoff versorgen. Es sind jederzeit eine Einspritzung, eine flexible Mehrfacheinspritzung und eine Einspritzverlaufsformung möglich. Durch eine Variation der Ansteuerzeiten der Ventileinheit 21 und des Steuerventils 8 lässt sich der Einspritzdruckverlauf vielfältig beeinflussen: Beispielsweise ist eine Booteinspritzeinrichtung möglich, indem zunächst in der Bootphase mit Raildruck eingespritzt wird. Dann wird der Druckaufbau im Pumpenraum 8 während der Einspritzung angesteuert und es erfolgt ein Druckaufbau und eine zweite Einspritzphase mit hohem Druck. Ein rechteckförmiger Einspritzverlauf wird erzeugt, indem der Druckaufbau zuerst aktiviert und der Injektor 2 nach erfolgtem Druckaufbau bezüglich der Einspritzung angesteuert wird.

Weiterhin kann der Einspritzdruck an die Bedürfnisse des Motors angepasst werden. Dies kann auf unterschiedliche Arten geschehen: Bei der Einspritzung bleibt der Injektor nach dem Beginn des Druckaufbaus noch einige Zeit geschlossen. Hierdurch wird ein hoher Druck angestaut, unter dem dann die Einspritzung stattfindet. Jedoch ist dabei keine Bootinjektion mehr möglich. Der Raildruck kann erhöht werden, wodurch ein höherer Grunddruck eingestellt wird. Dies verschiebt die gesamte Einspritzung auf ein höheres Druckniveau, wobei die Möglichkeit einer Einspritzverlaufsformung, zum Beispiel eine Bootinjektion, erhalten bleibt.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hochdruckpfad 29 von dem Injektor 2, der auch als Düse bezeichnet wird, zu dem Pumpenraum 9 separat von der Zuleitung 30 vom Pumpenraum 9 zum Steuerventil 8 geführt. Dadurch kann der an dem Rückschlagventil 10 auftretende Druckgradient weiter verkleinert werden, da beim Druckabbau nun der Pumpenraum 9 zwischen dem Rückschlagventil 10 und dem Steuerventil 8 liegt, das auch als Drucksteuerventil bezeichnet wird.

Durch einen gestrichelten Rahmen ist in 1 angedeutet, dass für jeden Zylinder ein PDE-Pumpenelement 1, ein Drucksteuerventil 8 und ein hydraulisch gesteuerter Injektor 2 mit einer Ventileinheit 21 vorgesehen ist, die auch als Düsensteuerventil bezeichnet wird.

Die Hochdruckerzeugung erfolgt durch Schließen des Drucksteuerventils 8 während des Nockenhubs. Damit beginnt der Druckaufbau in dem Pumpenraum 9 und der unter Druck stehende Kraftstoff wird über das Rückschlagventil 10 zum Injektor 2 geleitet. Dort wird im Düsenraum 13, der auch als Druckraum bezeichnet wird, eine Öffnungskraft auf die Düsennadel 11 erzeugt. Gleichzeitig wird jedoch eine hydraulische Schließkraft in dem Steuerraum 14 oberhalb der Düsennadel 11 aufgebaut, so dass die Düsennadel 11 zunächst geschlossen bleibt. Wird eine Öffnung der Düsennadel 11 zur Einspritzung erwünscht, so wird die Ventileinheit 21, die auch als Injektorsteuerventil bezeichnet wird, aktiviert und damit der Druck in dem Steuerraum 14 gesenkt. Nun öffnet der Injektor 2, der auch als Einspritzdüse bezeichnet wird, hubgesteuert.

Zum Beenden der Einspritzung wird das Injektorventil 21 wieder geschlossen. Die Düsennadel 11 wird durch die Druckkraft in dem Steuerraum 14 und die Düsenfederkraft geschlossen. Nun wird das Drucksteuerventil 18, das im Unterschied zu den bekannten Drucksteuerventilen neben der geöffneten Stellung und der geöffneten Stellung eine dritte, mittlere Drosselstellung aufweist, in seine mittlere Stellung gebracht, wodurch eine gedrosselte Verbindung von dem Pumpenraum 9 zu dem Niederdrucksystem mit dem Kraftstofftank 5 entsteht. Dadurch findet ein langsamer Druckabbau in dem Pumpenraum 9 statt, so dass das Rückschlagventil 10 rechtzeitig schließen kann. Der Hochdruck im Düsenbereich bleibt erhalten und Druckschwingungen bei Förderende werden vermieden. Dadurch bleibt die im Düsenbereich gespeicherte Druckenergie erhalten und kann für eine Nacheinspritzung unter hohem Druck oder zur Railfüllung genutzt werden.

Für alle Injektoren 2 wird vorteilhafterweise ein zentraler Druckspeicher 25 verwendet. Der Druckspeicher 25 kann in vielfältiger Ausführungsform aufgebaut sein. Es kann zum Beispiel ein separater Druckspeicher wie bei einem Standard-Common-Rail-System verwendet werden. Der Druckspeicher kann aber auch aus internen Volumina des Systems und/oder den Verbindungsleitungen beziehungsweise Verbindungsstücken gebildet werden. Für den Druckspeicher 25 kann eine Druckregelung wie bei einem Common-Rail-System vorgesehen werden. Alternativ kann eine mechanische Drucklegung auf ein festes Druckniveau erfolgen, um den apparativen Aufwand zu senken.

In 2 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 1 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.

In 2 wird statt einer mehrstufigen Steuerventileinrichtung eine gedämpft öffnende Steuerventileinrichtung 38 verwendet. Die Steuerventileinrichtung 38 ist in Alleinstellung in 3 vergrößert dargestellt. Die Steuerventileinrichtung 38 weist ein Steuerventilgehäuse 40 auf, in dem ein Steuerventilkolben 41 hin und her bewegbar geführt ist. An einem Ende weist der Steuerventilkolben 41 eine Dichtkante 43 auf, die sich in Anlage an einem Steuerventilsitz 44 befindet. Der Steuerventilkolben 41 wird über einen Elektromagneten 46 aktiviert und befindet sich in 3 in seiner aktivierten Stellung.

An seinem anderen Ende weist der Steuerventilkolben 41 ein zentrales Sackloch 48 auf, in dem ein Dämpfungskolben 50 hin und her bewegbar geführt ist. Ein Ende des Dämpfungskolbens 50 begrenzt in dem zentralen Sackloch 48 einen Dämpfungsraum 52, in dem eine Druckfeder 53 gegen den Dämpfungskolben 50 vorgespannt ist. Der Dämpfungsraum 52 steht über eine Drossel 54 mit dem Niederdruckbereich der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 3 in Verbindung. Das freie Ende des Dämpfungskolbens 50 ragt aus dem zentralen Sackloch 48 heraus und befindet sich in Anlage an einem Teil 55 des Steuerventilgehäuses 40. Der Dämpfungskolben 50 weist ein zentrales Durchgangsloch 56 auf, über das der Dämpfungsraum 52 schnell befüllt werden kann.

In 3 ist das Steuerventil 38 im aktivierten Zustand während des Druckaufbaus in dem Pumpenraum 9 (siehe 2) gezeigt. Bei einer Deaktivierung der Steuerventileinrichtung 38 bewegt sich der Steuerventilkolben 41 nach oben und öffnet den Ventilsitz 44. Dabei wird der Dämpfungskolben 50 in den Dämpfungsraum 52 hinein bewegt, so dass eine Menge Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum 52 über die Dämpfungsdrossel 54 verdrängt werden muss. Dadurch wird die Öffnungsbewegung des Steuerventilkolbens 41 verlangsamt. Die Öffnungsgeschwindigkeit des Steuerventilkolbens 41 kann über die Dämpfungsdrossel 54 eingestellt werden. Beim Aktivieren der Steuerventileinrichtung 38 bewegen sich der Steuerventilkolben 41 und der Dämpfungskolben 50 gemeinsam nach unten. Es tritt keine Dämpfungswirkung auf. Das zentrale Durchgangsloch 56 in dem Dämpfungskolben 50 dient dabei dazu, dass der Dämpfungsraum 52 schnell befüllt werden kann, so dass der Dämpfungskolben 50 schnell seine obere Ausgangslage erreicht.

In 4 ist eine Steuerventileinrichtung 58 dargestellt, die ähnlich wie die in 3 dargestellte Steuerventileinrichtung 38 aufgebaut ist. Allerdings ist bei der in 4 dargestellten Steuerventileinrichtung 58 ein mit einem zentralen Durchgangsloch 66 ausgestatteter Dämpfungskolben 60 in einem Sackloch 61 geführt, das in einem Teil 65 des Steuerventilgehäuses 40 vorgesehen ist. Ebenso ist ein Dämpferraum 62, eine Druckfeder 63 und eine Drossel 64 nicht, wie bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in dem Steuerventilkolben 41, sondern in dem Gehäuseteil 65 angeordnet. Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dann von Vorteil, wenn in dem Steuerventilkolben 41 nicht genügend Bauraum zur Aufnahme eines Dämpfungskolbens zur Verfügung steht.


Anspruch[de]
  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und mit je nach Anzahl der Zylinder mindestens einem lokalen, jeweils einem Injektor (2) zugeordneten Pumpenelement (1) einer Pumpe-Düse-Einheit oder eines Pumpe-Leitung-Düse-Systems zur Verdichtung des Kraftstoffs und mit einem zentralen Hochdruckspeicher (25), an den die Injektoren (2) angeschlossen sind, wobei jedes Pumpenelement (1) mit Hilfe einer Steuerventileinrichtung (8; 38; 58) befüllt wird, die eine Verbindung zwischen einem Pumpenarbeitsraum (9) und einem Niederdruckbereich (5) in einer geöffneten Ventilstellung freigibt und in einer geschlossenen Ventilstellung unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (8; 38; 58) so gestaltet ist, dass der Druck in dem Pumpenarbeitsraum (9) am Ende der Verdichtung über die Steuerventileinrichtung gedämpft abgebaut wird.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (8) neben der geöffneten und der geschlossenen Stellung eine dritte Drosselstellung aufweist, in welcher der Pumpenarbeitsraum (9) über eine Drossel mit dem Niederdruckbereich (5) in Verbindung steht.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (38; 58) mit einer Dämpfungseinrichtung ausgestattet ist, welche eine Öffnungsbewegung eines Steuerventilschließkörpers (41) am Ende der Verdichtung verlangsamt.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (38; 58) einen Dämpfungskolben (50; 60) aufweist, der einen Dämpfungsraum (52; 62) begrenzt, der über eine Drossel (54; 64) mit dem Niederdruckbereich (5) in Verbindung steht und so mit dem Steuerventilschließkörper (41) zusammenwirkt, dass der Dämpfungskolben (50; 60) in den Dämpfungsraum (52; 62) hinein bewegt wird, wenn der Steuerventilschließkörper (41) öffnet.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilschließkörper (41) ein Sackloch (48) aufweist, in dem der Dämpfungsraum (52) ausgebildet ist und in dem der Dämpfungskolben (50) geführt ist.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dämpfungsraum (52) eine Druckfedereinrichtung (53) gegen ein Ende des Dämpfungskolbens (50) vorgespannt ist.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Dämpfungskolbens (50) gegen ein Steuerventilgehäuse (55) vorgespannt ist.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsraum (62) in einem Steuerventilgehäuse (65) ausgebildet ist, in dem eine Führungsbohrung (61) für den Dämpfungskolben (60) vorgesehen ist, die in den Dämpfungsraum (62) mündet.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dämpfungsraum (62) eine Druckfedereinrichtung (63) gegen ein Ende des Dämpfungskolbens (60) vorgespannt ist.
  10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende des Dämpfungskolbens (60) gegen den Steuerventilschließkörper (41) vorgespannt ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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