Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die
EP 0 957 261 A1 bekannt. Diese
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine
Kraftstoffhochdruckpumpe und ein mit dieser verbundenes
Kraftstoffeinspritzventil für jeden Zylinder der
Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist
einen durch die Brennkraftmaschine in einer Hubbewegung
angetriebenen Pumpenkolben auf, der einen Pumpenarbeitsraum
begrenzt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen mit dem
Pumpenarbeitsraum verbundenen Druckraum und ein
Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine
Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den im
Druckraum herrschenden Druck gegen eine Schließkraft in
Öffnungsrichtung zur Freigabe der wenigstens einen
Einspritzöffnung bewegbar ist. Es ist eine erste
Steuerventileinrichtung bestehend aus einem Steuerventil
vorgesehen, durch das eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums
mit einem Entlastungsraum gesteuert wird. Es ist außerdem
eine zweite Steuerventileinrichtung bestehend aus einem
Steuerventil vorgesehen, durch das eine Verbindung eines
Steuerdruckraums mit einem Entlastungsraum gesteuert wird.
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Das Einspritzventilglied ist durch den im Steuerdruckraum
herrschenden Druck zumindest mittelbar in Schließrichtung
beaufschlagt und der Steuerdruckraum ist mit dem
Pumpenarbeitsraum verbunden. Beide Steuerventileinrichtungen
werden durch einen einzigen gemeinsamen elektromagnetischen
Aktor geschaltet. Nachteilig bei dieser bekannten
Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, daß eine
Kraftstoffeinspritzung nur entsprechend dem durch die
Kraftstoffpumpe erzeugten Druckniveau möglich ist und der
Druck, mit dem die Kraftstoffeinspritzung erfolgt nicht
verändert werden kann.
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den
Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß
durch die erste Steuerventileinrichtung, wenn durch diese
die gedrosselte Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit dem
Entlastungsraum oder die Verbindung des Pumpenarbeitsraums
über die Drosselstelle oder das Druckventil mit dem
Entlastungsraum geöffnet ist, eine Kraftstoffeinspritzung
mit einem verringerten Druckniveau ermöglicht ist. Hierdurch
kann eine Voreinspritzung von Kraftstoff mit verringertem
Druckniveau erfolgen und/oder der Beginn einer
Haupteinspritzung kann mit einem verringerten Druckniveau
erfolgen, wodurch der Schadstoffausstoß und das Geräusch der
Brennkraftmaschine verringert werden können.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben.
Zeichnung
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
in schematischer Darstellung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen mit II bezeichneten
Ausschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer
modifizierten Ausführung, Fig. 3 einen Verlauf eines
Druckes an Einspritzöffnungen eines
Kraftstoffeinspritzventils der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung, Fig. 4 die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung in schematischer Darstellung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 eine
konstruktive Ausführung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel und Fig. 6 einen mit
VI bezeichneten Ausschnitt der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung von Fig. 5 in vergrößerter
Darstellung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In den Fig. 1, 2 und 4 bis 6 ist eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist
vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine. Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist vorzugsweise als
sogenannte Pumpe-Düse-Einheit ausgebildet und weist für
jeden Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils eine
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und ein mit dieser verbundenes
Kraftstoffeinspritzventil 12 auf, die eine gemeinsame
Baueinheit bilden. Alternativ kann die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung auch als sogenanntes Pumpe-
Leitung-Düse-System ausgebildet sein, bei dem die
Kraftstoffhochdruckpumpe und das Kraftstoffeinspritzventil
jedes Zylinders getrennt voneinander angeordnet und über
eine Leitung miteinander verbunden sind. Die
Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 mit
einer Zylinderbohrung 16 auf, in der ein Pumpenkolben 18dicht geführt ist, der zumindest mittelbar durch einen
Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen
der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung
angetrieben wird. 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
zugeführt.
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Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen mit dem
Pumpenkörper 14 verbundenen Ventilkörper 26 auf, der
mehrteilig ausgebildet sein kann, und in dem 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 eine
Druckschulter 42 auf. Am dem Brennraum abgewandten Ende des
Einspritzventilglieds 28 greift eine vorgespannte
Schließfeder 44 an, durch die das Einspritzventilglied 28
zum Ventilsitz 36 hin gedrückt wird. Die Schließfeder 44 ist
in einem Federraum 46 des Ventilkörpers 26 angeordnet, der
sich an die Bohrung 30 anschließt. An den Federraum 46schließt sich an dessen der Bohrung 30 abgewandtem Ende im
Ventilkörper 26 eine weitere Bohrung 48 an, in der ein
Kolben 50 dicht geführt ist, der mit dem
Einspritzventilglied 28 verbunden ist. Der Kolben 50
begrenzt mit seiner dem Einspritzventilglied 28 abgewandten
Stirnseite einen Steuerdruckraum 52 im Ventilkörper 26. Im
Ventilkörper 26 und im Pumpenkörper 14 ist ein Kanal 54
ausgebildet, über den der Druckraum 40 mit dem
Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist.
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Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist in Fig. 1 gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Vom Kanal 54
zweigt eine Verbindung 56 zum Steuerdruckraum 52 ab, wobei
in der Verbindung 56 vorzugsweise wenigstens eine
Drosselstelle 57 vorgesehen ist. Vom Kanal 54 zweigt eine
erste Verbindung 59 zu einem Entlastungsraum ab, als der
beispielsweise zumindest mittelbar der
Kraftstoffvorratsbehälter 24 oder ein anderer Bereich mit
geringem Druck dient. Vom Kanal 54 zweigt außerdem eine
zweite Verbindung 60 zu einem Entlastungsraum 24 ab. Die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist beim ersten
Ausführungsbeispiel eine erste Steuerventileinrichtung 62
auf, die aus zwei Steuerventilen 64 und 66 besteht. Durch
ein erstes Steuerventil 64 wird dabei die erste Verbindung
59 des Kanals 54 und damit des Pumpenarbeitsraums 22 mit dem
Entlastungsraum 24 gesteuert und durch ein zweites
Steuerventil 66 wird die zweite Verbindung des Kanals 54 und
damit der Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Entlastungsraum 24
gesteuert. Die beiden Steuerventile 64, 66 sind jeweils als
2/2-Wegeventil ausgebildet und zwischen einer ersten
Schaltstellung, in der die Verbindung 59 bzw. 60 geöffnet
ist, und einer zweiten Schaltstellung, in der die Verbindung
59 bzw. 60 getrennt ist, umschaltbar. In der ersten,
geöffneten Schaltstellung wird durch das erste Steuerventil
64 über die Verbindung 59 eine ungedrosselte Verbindung
freigegeben. In der ersten, geöffneten Schaltstellung wird
durch das zweite Steuerventil 66 über die Verbindung 60 eine
gedrosselte Verbindung mit einer Drosselstelle 58
freigegeben.
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Vom Steuerdruckraum 52 führt eine Verbindung 68 zu einem
Entlastungsraum ab, als der wiederum zumindest mittelbar der
Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann. In der Verbindung
68 ist vorzugsweise eine Drosselstelle 69 vorgesehen. Die
Verbindung 68 wird durch eine zweite Steuerventileinrichtung
70 gesteuert, die aus einem Steuerventil besteht, das als
2/2-Wegeventil ausgebildet ist und das zwischen einer ersten
Schaltstellung, in der die Verbindung 68 geöffnet ist, und
einer zweiten Schaltstellung, in der die Verbindung 68
getrennt ist, umschaltbar ist.
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Beide Steuerventileinrichtungen 62 und 70 werden durch einen
einzigen gemeinsamen elektromagnetischen Aktor 72 betätigt.
Der Aktor 72 wird durch eine elektronische Steuereinrichtung
74 angesteuert. Die Steuerventile 64, 66 und 70 weisen
jeweils ein Ventilglied 65, 67 und 71 auf, wobei der Aktor 72
beispielsweise am Ventilglied 71 des Steuerventils 70
angreift. Das Ventilglied 67 des Steuerventils 66 ist über
eine erste Feder 76 mit dem Ventilglied 71 des Steuerventils
70 gekoppelt. Das Ventilglied 65 des Steuerventils 64 ist
über eine zweite Feder 77 mit dem Ventilglied 67 des
Steuerventils 66 gekoppelt. Am Ventilglied 65 des
Steuerventils 64 greift außerdem der Feder 77
entgegenwirkend eine dritte Feder 78 an. Die Federn 76, 77
und 78 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die
Steuerventile 64, 66 und 70 bei Bestromung des Aktors 72 mit
unterschiedlichen Stromniveaus teilweise unabhängig
voneinander zwischen ihren ersten und zweiten
Schaltstellungen umgeschaltet werden können. Wenn der Aktor
72 nicht bestromt ist, so befinden sich alle Steuerventile
64, 66 und 70 jeweils in ihrer ersten Schaltstellung, so daß
die Verbindungen 59, 60 und 68 geöffnet sind. Es ist dann
möglich bei Bestromung des Aktors 72 mit einem geringen
ersten Stromniveau zunächst das erste Steuerventil 64 in
seine zweite Schaltstellung gebracht wird, so daß die
Verbindung 59 getrennt ist. Die Steuerventile 66 und 70
verbleiben dabei in ihrer ersten Schaltstellung, so daß die
Verbindungen 60 und 68 geöffnet sind. Der Kanal 54 und damit
der Pumpenarbeitsraum 22 weisen somit über das geöffnete
Steuerventil 66 eine gedrosselte Verbindung 60 mit dem
Entlastungsraum 24 auf und im Steuerdruckraum 52 kann sich
kein Hochdruck aufbauen, da dieser über das geöffnete
Steuerventil 70 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist.
Bei Bestromung des Aktors 72 mit einem zweiten höheren
Stromniveau verbleibt das Steuerventil 64 in seiner
geschlossenen Schaltstellung und zusätzlich wird auch das
Steuerventil 66 in seine zweite geschlossene Schaltstellung
gebracht, während das Steuerventil 70 weiterhin in seiner
ersten geöffneten Schaltstellung verbleibt. Somit sind der
Kanal 54 und der Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum 24
getrennt und in diesen baut sich Hochdruck entsprechend der
Hubbewegung des Pumpenkolbens 18 auf. Bei Bestromung des
Aktors 72 mit einem dritten nochmals höheren Stromniveau
bleiben die Steuerventile 64, 66 in ihrer geschlossenen
Schaltstellung und es wird schließlich auch das Steuerventil
70 in seine zweite geschlossene Schaltstellung umgeschaltet.
Somit ist der Steuerdruckraum 52 vom Entlastungsraum 24
getrennt und in diesem baut sich Hochdruck wie im
Pumpenarbeitsraum 22 auf.
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Nachfolgend wird die Funktion der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel erläutert. In Fig. 3 ist der Verlauf
des Druckes p an den Einspritzöffnungen 32 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 über der Zeit t während einem
Einspritzzyklus dargestellt. Beim Saughub des Pumpenkolbens
18 wird diesem Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter
24 zugeführt. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 beginnt
die Kraftstoffeinspritzung mit einer Voreinspritzung, wobei
das Steuerventil 64 geschlossen wird, indem der Aktor 72
durch die Steuereinrichtung 74 mit dem ersten Stromniveau
angesteuert wird. Der Kanal 54 und der Pumpenarbeitsraum 22
weisen dann nur noch die geöffnete gedrosselte Verbindung 60
mit dem Entlastungsraum 24 auf, so daß sich in diesen ein
erhöhter Druck aufbaut, der jedoch geringer ist als der
volle durch die Hubbwegung des Pumpenkolbens 18 erzeugte
Druck. Der Steuerdruckraum 52 ist mit dem Entlastungsraum 24
verbunden, so daß sich in diesem kein Hochdruck aufbauen
kann. Wenn der im Druckraum 40 des
Kraftstoffeinspritzventils 12 herrschende Druck eine
derartige Höhe erreicht hat, daß dieser über die
Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 eine in
Öffnungsrichtung 29 wirkende Kraft ausübt, die größer ist
als die Kraft der Schließfeder 44 und die durch den im
Steuerdruckraum 52 herrschenden Restdruck auf den Kolben 50
ausgeübte Kraft, so hebt das Einspritzventilglied 28 mit
seiner Dichtfläche 34 vom Ventilsitz 36 ab und Kraftstoff
wird durch die Einspritzöffnungen 32 in den Brennraum des
Zylinders der Brennkraftmaschine eingespritzt. Der
Öffnungsdruck des Kraftstoffeinspritzventils 12 ist dabei
wegen dem geöffneten zweiten Steuerventil 68 nur von der
Kraft der Schließfeder 44 und der durch den im
Steuerdruckraum 52 herrschenden Restdruck auf den Kolben 50
ausgeübten Kraft abhängig. Die Voreinspritzung entspricht
einer in Fig. 3 mit I bezeichneten Einspritzphase. Die
Voreinspritzung erfolgt wegen der geöffneten gedrosselten
Verbindung 60 des Pumpenarbeitsraums 22 mit einem
reduzierten Druck.
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Zur Beendigung der Voreinspritzung wird das Steuerventil 64
wieder geöffnet, so daß die ungedrosselte Verbindung 59 des
Pumpenarbeitsraums 22 mit dem Entlastungsraum 24 geöffnet
ist, so daß sich im Pumpenarbeitsraum 22 kein erhöhter Druck
aufbauen kann und das Kraftstoffeinspritzventil 12 bedingt
durch die Schließfeder 44 schließt. Alternativ kann auch
vorgesehen sein, daß zur Beendigung der Voreinspritzung der
Aktor 72 durch die Steuereinrichtung 74 mit dem hohen
dritten Stromniveau bestromt wird, so daß das Steuerventil
70 geschlossen wird, wodurch sich im Steuerdruckraum 52
Hochdruck aufbaut, der auf den Kolben 50 wirkt und über
diesen das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
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Für eine nachfolgende Haupteinspritzung wird der Aktor 72
durch die Steuereinrichtung 74 mit dem ersten Stromniveau
bestromt, so daß das Steuerventil 64 sich in seiner
geschlossenen Schaltstellung befindet und der
Pumpenarbeitsraum 22 die geöffnete gedrosselte Verbindung 60
mit dem Entlastungsraum 24 aufweist, so daß sich in diesem
ein erhöhter Druck aufbaut, der jedoch geringer ist als der
sich bei völliger Trennung vom Entlastungsraum 24
entsprechend der Hubbewegung des Pumpenkolbens 18 sich
aufbauende Hochdruck ist. Wenn der Druck im Druckraum 40
über die Druckschulter 42 eine höhere Kraft auf das
Einspritzventilglied 28 erzeugt als die Schließfeder 44 und
der im Steuerdruckraum 52 herrschende Druck, so öffnet das
Kraftstoffeinspritzventil 12 für die Haupteinspritzung. Die
Haupteinspritzung ist in Fig. 3 mit II bezeichnet und
beginnt mit einem reduzierten Druckniveau. Zu einem
vorgegebenen Zeitpunkt wird durch Bestromung des Aktors 72
durch die Steuereinrichtung 74 mit dem erhöhten zweiten
Stromniveau das Steuerventil 66 in seine geschlossene zweite
Schaltstellung gebracht, so daß der Pumpenarbeitsraum 22 vom
Entlastungsraum 24 ganz getrennt ist und sich in diesem
Hochdruck entsprechend der Hubbewegung des Pumpenkolbens 18
aufbaut. Die weitere Haupteinspritzung erfolgt dann wie in
Fig. 2 dargestellt mit hohem Druck. Durch Variation des
Zeitpunkts, zu dem das Steuerventil 66 in seine geschlossene
Schaltstellung gebracht wird, kann der Zeitpunkt des
Druckanstiegs und der Verlauf des Druckanstiegs während der
Haupteinspritzung variiert werden und damit optimal an die
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine angepasst werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, daß vor Beginn der
Haupteinspritzung sämtliche Steuerventile 64, 66 und 70 in
ihre geschlossene Stellung gebracht werden, so daß der
Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum 24 getrennt ist und
der Steuerdruckraum 52 vom Entlastungsraum 24 getrennt ist.
Durch Variation des Zeitpunkts, zu dem das Steuerventil 70
in seine geöffnete Stellung gebracht wird, kann der Druck,
bei dem das Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet und die
Kraftstoffeinspritzung beginnt variiert werden, wie dies in
Fig. 2 mit gestrichelten Linien dargestellt ist.
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Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird das Steuerventil
70 in seine geschlossene Schaltstellung gebracht, indem der
Aktor 72 durch die Steuereinrichtung 74 mit dem dritten
hohen Stromniveau bestromt wird. Der Steuerdruckraum 52 ist
dann vom Entlastungsraum 24 getrennt, so daß sich in diesem
Hochdruck aufbaut, durch den das Kraftstoffeinspritzventil
12 geschlossen wird. Für eine Nacheinspritzung wird das
Steuerventil 70 durch Bestromung des Aktors 72 mit dem
zweiten Stromniveau nochmals geöffnet, so daß der
Steuerdruckraum 52 wieder entlastet ist und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 öffnet. Die Nacheinspritzung
entspricht einer in Fig. 3 mit III bezeichneten
Einspritzphase. Zur Beendigung der Nacheinspritzung wird der
Aktor 72 durch die Steuereinrichtung 74 stromlos geschaltet,
so daß alle Steuerventile 64, 66 und 70 in ihre geöffnete
erste Schaltstellung gelangen und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
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Die Drosselstelle 58 kann wie in Fig. 1 dargestellt im
Steuerventil 66 angeordnet sein. Die Drosselstelle 58 kann
jedoch alternativ auch in der Verbindung 60 vor oder nach
dem Steuerventil 66 angeordnet sein. Weiterhin kann
alternativ anstelle der Drosselstelle 58 auch wie in Fig. 2
dargestellt ein zum Entlastungsraum 24 hin öffnendes
Druckventil 61 vorgesehen sein. Das Druckventil 61 öffnet
bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes im
Pumpenarbeitsraum 22 und ermöglicht somit eine
Voreinspritzung und den Beginn einer Haupteinspritzung mit
reduziertem Druck. Das Druckventil 61 kann auch als
Gleichdruckventil ausgebildet sein.
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In den Fig. 4 bis 6 ist die
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau
mit der Kraftstoffhochdruckpumpe 10, dem
Kraftstoffeinspritzventil 12 und der zweiten
Steuerventileinrichtung 70 ist dabei gleich wie beim ersten
Ausführungsbeispiel, jedoch ist die Ausführung der ersten
Steuerventileinrichtung 162 modifiziert und wird nachfolgend
näher erläutert. Vom Kanal 54 und damit dem
Pumpenarbeitsraum 22 führt nur eine Verbindung 59 zum
Entlastungsraum 24, die durch die erste
Steuerventileinrichtung 162 gesteuert wird. Die erste
Steuerventileinrichtung 162 besteht aus einem einzigen
Steuerventil, das als 2/3-Wegeventil ausgebildet ist. Das
Steuerventil 162 ist zwischen drei Schaltstellungen
umschaltbar, wobei dieses in einer ersten Schaltstellung
ganz geöffnet ist, in einer zweiten Schaltstellung eine
Durchlass mit einer Drosselstelle 158 freigibt und in einer
dritten Schaltstellung ganz geschlossen ist.
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Das erste Steuerventil 162 und das zweite Steuerventil 70
werden durch den einzigen gemeinsamen elektromagnetischen
Aktor 72 betätigt, der durch die Steuereinrichtung 74
angesteuert wird. Das erste Steuerventil 162 weist ein
Ventilglied 163 auf, das mit dem Ventilglied 71 des zweiten
Steuerventils 70 über eine Feder 176 gekoppelt ist. Das
Ventilglied 163 des ersten Steuerventils 162 stützt sich
über eine der Feder 176 entgegen wirkende zweite Feder 177
ab. Es ist außerdem eine dritte Feder 178 vorgesehen, die
sich über eine bewegliche Abstützung 179 abstützt, an der
das Ventilglied 163 nach Erreichen seiner zweiten
Schaltstellung zur Anlage kommt und die der ersten Feder 176
entgegen wirkt.
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Nachfolgend wird die Funktion der
Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel erläutert. In nicht bestromtem Zustand
des Aktors 72 befinden sich beide Steuerventile 162 und 70
jeweils in ihrer ganz geöffneten Stellung. Für die
Voreinspritzung wird der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 mit einem ersten erhöhten Stromniveau
bestromt, so daß das erste Steuerventil 162 in seine zweite
geöffnete Sschaltstellung gebracht wird, in der der
Pumpenarbeitsraum 22 über die Drosselstelle 158 mit dem
Entlastungsraum 24 verbunden ist. Das zweite Steuerventil 70
bleibt dabei geöffnet. Zur Beendigung der Voreinspritzung
wird das erste Steuerventil 162 in seine erste geöffnete
Schaltstellung gebracht, indem der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 stromlos geschaltet wird, so daß der
Pumpenarbeitsraum 22 entlastet ist und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Für den Beginn der
Haupteinspritzung wird der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 wieder mit dem ersten erhöhten
Stromniveau bestromt, so daß das erste Steuerventil 162 in
seine zweite geöffnete Schaltstellung gebracht wird und die
Verbindung 59 über die Drosselstelle 158 geöffnet ist. Für
die weitere Haupteinspritzung wird der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 mit dem zweiten weiter erhöhten
Stromniveau bestromt, so daß das erste Steuerventil 162 in
seine dritte, geschlossene Schaltstellung gebracht wird und
der Pumpenarbeitsraum 22 vom Entlastungsraum 24 getrennt
ist. Das zweite Steuerventil 70 bleibt dabei weiterhin
geöffnet. Alternativ kann auch wie beim ersten
Ausführungsbeispiel beschrieben vorgesehen sein, daß vor der
Haupteinspritzung beide Steuerventile 162 und 70 geschlossen
sind und für die Haupteinspritzung das Steuerventil 70
geöffnet wird, so daß sich der in Fig. 2 gestrichelt
dargestellte Druckverlauf bei der Haupteinspritzung II
ergibt. Zur Beendigung der Haupteinspritzung wird der Aktor
72 durch die Steuereinrichtung 74 mit dem dritten höchsten
Stromniveau bestromt, so daß auch das zweite Steuerventil 70
in seine geschlossene Schaltstellung gebracht wird. Der
Steuerdruckraum 52 ist dann vom Entlastungsraum 24 getrennt,
so daß sich in diesem Hochdruck wie im Pumpenarbeitsraum 22
aufbaut und das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Für
eine folgende Nacheinspritzung wird der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 mit dem zweiten Stromniveau bestromt,
so daß das zweite Steuerventil 70 in seine geöffnete
Schaltstellung gebracht wird und der Steuerdruckraum 52
entlastet ist, so daß das Kraftstoffeinspritzventil 12
nochmals öffnet. Für die Beendigung der
Kraftstoffeinspritzung wird der Aktor 72 durch die
Steuereinrichtung 74 stromlos geschaltet, so daß beide
Steuerventile 162 und 70 ganz geöffnet sind und das
Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt.
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In Fig. 5 ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel in einer konstruktiven
Ausführung dargestellt. Es wird nachfolgend die konstruktive
Ausbildung der Steuerventile 162 und 70 anhand der Fig. 5
näher erläutert. Zwischen dem Pumpenkörper 14 und dem
Ventilkörper 26 sind zwei Zwischenkörper 210 und 212
angeordnet, durch die der Kanal 54 vom Pumpenarbeitsraum 22
zum Druckraum 40 verläuft. Der Zwischenkörper 210 weist
neben dem Kanal 54 eine gestufte Bohrung 214 auf, die zum
Pumpenkörper 14 hin einen kleineren Durchmesser aufweist als
zum Zwischenkörper 212 hin. In den im Durchmesser größeren
Bereich der Bohrung 214 ist der elektromagnetische Aktor 72
eingesetzt, der eine in einem Spulenkörper 215 angeordnete
feststehende Magnetspule 216 und einen beweglichen
Magnetanker 218 aufweist. Mit dem Magnetanker 218 ist das
Ventilglied 71 des zweiten Steuerventils 70 verbunden. Das
Ventilglied 71 ragt in eine im Zwischenkörper 212
ausgebildete Bohrung 220 hinein, die sich an ihrem dem
Ventilkörper 26 zugewandten Endbereich unter Bildung eines
konischen Ventilsitzes 222 erweitert. Das Ventilglied 71
weist an seinem zum Ventilkörper 26 weisenden Ende einen
größeren Durchmesser auf als in seinem übrigen, in der
bohrung 220 angeordneten Bereich, wobei am Ende des
Ventilglieds 71 eine konische Dichtfläche 224 ausgebildet
ist. Zwischen der Dichtfläche 224 und dem in der Bohrung 220
geführten Schaft des Ventilglieds 71 ist ein im Durchmesser
verringerter Bereich 226 am Ventilglied 71 ausgebildet. In
die Bohrung 220 mündet dort, wo der Bereich 226 des
Ventilglieds 71 angeordnet ist, eine Bohrung 228, die mit
dem Steuerdruckraum 52 verbunden ist. Vom Endbereich der
Bohrung 220, wo diese einen größeren Durchmesser aufweist,
führt eine Bohrung 230 durch den Zwischenkörper 212 ab und
führt zum Entlastungsraum 24. Wenn das Ventilglied 71 mit
seiner Dichtfläche 224 mit Abstand vom Ventilsitz 222
angeordnet ist, so ist das Steuerventil 70 geöffnet und der
Steuerdruckraum 52 ist durch die Bohrung 228, die Bohrung
220 am Bereich 226 des Ventilglieds 71 entlang und durch die
Bohrung 230 mit dem Entlastungsraum 24 verbunden. Wenn das
Ventilglied 71 mit seiner Dichtfläche 224 am Ventilsitz 222
anliegt, so ist das Steuerventil 70 geschlossen und der
Steuerdruckraum 52 ist vom Entlastungsraum 24 getrennt.
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Mit dem Magnetanker 218 ist außerdem eine durch eine Bohrung
im Aktor 72 hindurchtretende Stange 232 verbunden, deren
freies Ende 233 im Durchmesser vergrößert ist und in eine
Hülse 234 hineinragt, die mit dem Ventilglied 163 des
Steuerventils 162 verbunden ist. Das zum Ventilglied 71 des
zweiten Steuerventils 70 weisende Ende der Hülse 234 ist mit
einer Scheibe 236 abgedeckt, die eine Öffnung 237 aufweist,
die im Durchmesser kleiner ist als das Ende 233 der Stange
232 und durch die die Stange 232 hindurchtritt. Zwischen der
Scheibe 236 und dem Magnetanker 218 ist die erste Feder 176
eingespannt. Durch die erste Feder 176 wird das Ventilglied
71 des zweiten Steuerventils 70 zu seiner geöffneten
Stellung hin beaufschlagt. Das Ventilglied 163 ragt mit
seinem der Stange 232 abgewandten Schaft in eine Bohrung 238
im Pumpenkörper 14 hinein. Das Ventilglied 163 kann hohl
ausgebildet sein und zwischen diesem und dem Grund der
Bohrung 238 ist die zweite Feder 177 eingespannt.
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An der Mündung der Bohrung 238 in die Bohrung 214 ist ein
konischer Ventilsitz 240 gebildet und am Ventilglied 163 ist
eine konische Dichtfläche 242 ausgebildet, die mit dem
Ventilsitz 240 zusammenwirkt. An die Dichtfläche 242
schließt sich wie in Fig. 6 vergrößert dargestellt am
Ventilglied 163 in die Bohrung 238 hinein ein zylindrischer
Abschnitt 244 und an diesen ein im Durchmesser verringerter
Abschnitt 246 an. In die Bohrung 238 mündet im Bereich des
Abschnitts 246 des Ventilglieds 163 ein vom Kanal 54
abführender Kanal 248. Im Zwischenkörper 210 ist eine in die
Bohrung 214 mündende Bohrung 249 ausgebildet, die mit dem
Entlastungsraum 24 verbunden ist. Das Ventilglied 163 in auf
seinem in der Bohrung 214 angeordneten Abschnitt von einer
Hülse 250 umgeben, die relativ zum Ventilglied 163
verschiebbar ist. Die Hülse 250 ist im Längsschnitt l-förmig
ausgebildet, wobei der kurze Schenkel zum Aktor 72 weist.
Zwischen der Hülse 250 und dem die Bohrung 238 umgebenden
Pumpenkörper 14 ist die dritte Feder 178 eingespannt.
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Wenn die Magnetspule 216 stromlos ist, so wird der
Magnetanker 218 nicht angezogen und bedingt durch die Kraft
der ersten Feder 176 und der zweiten Feder 177 befinden sich
das erste Steuerventil 162 und das zweite Steuerventil 70 in
ihrer geöffneten Stellung. Das Ventilglied 163 des ersten
Steuerventils 162 ist dabei mit seiner Dichtfläche 242 mit
Abstand vom Ventilsitz 240 angeordnet und dessen
zylindrischer Abschnitt 244 ragt nicht in die Bohrung 238hinein. Durch das Ventilglied 163 ist somit eine
ungedrosselte Verbindung des Kanals 248 durch die Bohrung
238 am Abschnitt 246 des Ventilglieds 163 entlang in die
Bohrung 214 und von dieser über die Bohrung 249 mit dem
Entlastungsraum 24 freigegeben. Das Ventilglied 71 des
zweiten Steuerventils 70 befindet sich mit seiner
Dichtfläche 224 ebenfalls im Abstand zum Ventilsitz 222. Die
Hülse 250 liegt bedingt durch die Kraft der dritten Feder am
Aktor 72 an.
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Wenn die Magnetspule 216 mit dem erhöhten ersten Stromniveau
bestromt wird, so wird der Magnetanker 218 zusammen mit dem
Ventilglied 71 und zusammen mit der Stange 232 bewegt. Die
erste Feder 176 ist dabei so steif ausgebildet, daß diese
nicht komprimiert wird und über diese, da sie sich über die
Scheibe 236 und die Hülse 234 am Ventilglied 163 abstützt,
das Ventilglied 163 des ersten Steuerventils 162 unter
Komprimierung der zweiten Feder 177 bewegt wird. Dabei
taucht das Ventilglied 163 mit seinem zylindrischen
Abschnitt 244 in die Bohrung 238 ein, so daß nur noch ein
verengter Durchgang vorhanden ist und der Kanal 248 über
eine Drosselstelle mit dem Entlastungsraum 24 verbunden ist.
Die Scheibe 236 ragt radial über die Hülse 234 hinaus und
kommt an der Hülse 250 zur Anlage. Wenn die Magnetspule 216
nun mit dem zweiten erhöhten Stromniveau bestromt wird, so
wird der Magnetanker 218 mit einer erhöhten Kraft angezogen,
so daß dann die Stange 232 und das Ventilglied 163 weiter
gegen die Kraft der zweiten Feder 177 verschoben werden.
Außerdem muß dabei auch die Hülse 250 gegen die Kraft der
dritten Feder 178 mitbewegt werden, da die Scheibe 236 an
der Hülse 234 anliegt. Das Ventilglied 163 kommt dabei mit
seiner Dichtfläche 242 am Ventilsitz 240 zur Anlage, so daß
das erste Steuerventil 162 geschlossen ist. Wird nun die
Magnetspule 216 mit dem dritten höchsten Stromniveau
bestromt, so wird der Magnetanker 218 mit weiter erhöhter
Kraft angezogen, so daß das Ventilglied 71 des zweiten
Steuerventils 70 unter Komprimierung der ersten Feder 176
bewegt wird und mit seiner Dichtfläche 224 am Ventilsitz 222
zur Anlage kommt. Die Stange 232 kann sich dabei mit ihrem
Ende 233 in der Hülse 234 bewegen, ohne daß dieses am
Ventilglied 163 zur Anlage kommt.
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Zwischen dem Ventilglied 163 und der zweiten Feder 177 kann
ein Federteller 252 angeordnet sein, über dessen Dicke die
Vorspannung der Feder 177 variiert werden kann. Zwischen dem
Magnetanker 218 und der ersten Feder 176 kann ebenfalls ein
Federteller 254 angeordnet sein, über dessen Dicke die
Vorspannung der ersten Feder 176 variiert werden kann. Mit
dem Ventilglied 71 des zweiten Steuerventils 70 kann eine in
der Bohrung 214 angeordnete Scheibe 256 verbunden sein,
durch die der maximale Hub des Ventilglieds 71 in
Öffnungsrichtung begrenzt wird, indem diese am
Zwischenkörper 212 zur Anlage kommt. Zwischen der Stange 232
und dem Magnetanker 218 kann eine Scheibe 258 angeordnet
sein, über deren Dicke der Restluftspalt zwischen dem
Magnetanker 218 und dem Spulenkörper 215 eingestellt werden
kann. Der Restluftspalt ist der Abstand zwischen dem
Magnetanker 218 und dem Spulenkörper 215 wenn die
Magnetspule 216 mit dem höchsten dritten Stromniveau
bestromt ist und beide Steuerventile 162 und 70 geschlossen
sind.