DE19939452C2 - Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff - Google Patents
Vorrichtung zur Einspritzung von KraftstoffInfo
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung (10) zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, die einen hydraulischen Druckerzeuger (12), eine Einspritzdüse (14) und eine Steuereinrichtung (16, 100, 200, 300) zur Bestimmung des Kraftstoffdrucks in der Einspritzdüse (14) umfaßt. Die Steuereinrichtung (16, 100, 200, 300) hat einen extern beaufschlagbaren Aktor (28, 102, 202), ein vom Aktor (28, 102, 202) betätigbares Ventilglied (32, 108, 212, 302) sowie einen vom Ventilglied (32, 108, 212, 302) gesteuerten Ventilsitz (34, 124, 222, 320, 322), an dem druckmittelführende Kanäle (36, 38, 126, 128, 224, 234, 332, 340) münden. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, die Steuereinrichtung (16, 100, 200, 300) mit Mitteln (130, 132) auszustatten, die einen Ausgleich der am Ventilglied (108) angreifenden hydraulischen Kräfte ermöglichen. Das Ventilglied (108) ist damit druckausgeglichen geführt, so daß zu dessen Auslenkung geringe Betätigungskräfte ausreichen. Bei unveränderten Abmessungen des Aktors (102) ist ein Übersetzer (104, 204) verwendbar, der besonders große Übersetzungen zuläßt.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Einsprit
zung von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmo
tors entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 38 44 134 C2, Fig. 2, bereits bekannt. Diese bekannte
Vorrichtung umfaßt einen hydraulischen Druckerzeuger, eine
Einspritzdüse und eine Steuereinrichtung zur Festlegung des
Kraftstoffdrucks in der Einspritzdüse. Dazu weist die
Steuereinrichtung ein von einem Aktor betätigbares Ventil
glied auf, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Das
Ventilglied hat einen Führungsabschnitt und einen im
Aussendurchmesser gegenüber dem Führungsabschnitt verdickten
Steuerkopf. Dabei ist die mit Hochdruck beaufschlagte Fläche
des Ventilsitzes genauso groß, wie die Querschnittsfläche
des Führungsabschnitts des Ventilglieds, wodurch am
Steuerventil hydraulischer Kraftausgleich besteht.
Allerdings ergeben sich aus dieser Ausbildung
fertigungstechnische Nachteile und das Ventilglied weist für
besondere Einsatzfälle ein unbefriedigendes
Dämpfungsverhalten auf. Ferner ist die Adaptierbarkeit des
Ventilglieds eingeschränkt.
Hydraulisch kraftausgeglichene Ventilglieder sind darüber
hinaus auch in den Druckschriften DE 198 37 333 A1 (Fig.
2), DE 197 29 844 A1 (Fig. 3), DE 197 42 073 A1 (Fig. 2),
DE 197 32 802 A1 (Fig. 2) oder DE 196 21 583 A1 in
verschiedenen Bauformen offenbart. Diese Ventilglieder
zeichnen sich ebenfalls durch geringe Betätigungskräfte aus
und erlauben somit auch den Einsatz kleinbauender,
preisgünstiger Aktoren zu ihrer Betätigung. Alle bekannten
Vorrichtungen weisen einander im wesentlichen entsprechende
hydraulisch beaufschlagte Flächen auf und haben demnach auch
die oben erwähnten Nachteile.
Ausgehend von dem in der DE 38 44 134 C2 beschriebenen
Gegenstand, besteht die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe darin, eine alternative Bauform für eine Vorrichtung
zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines
Verbrennungsmotors vorzuschlagen, welche frei von obigen
Nachteilen ist. Diese Aufgabe wird von einem Gegenstand mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dazu ist die hydraulisch beaufschlagte Fläche des
Ventilsitzes größer, als die Querschnittsfläche des
Führungsabschnitts des Ventilglieds dimensioniert. Zum
Ausgleich der dadurch wirksamen hydraulisch Kräfte auf das
Ventilglied ist eine separate Kolben-/Zylinder-Einheit
vorgesehen, deren Druckflächen der Differenz aus den
druckbeaufschlagten Flächen des Ventilsitzes und des
Führungsabschnitts entspricht.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Ausbildung der
Vorrichtung ist fertigungstechnisch vorteilhaft, bietet gute
Dämpfungseigenschaften und eröffnet einen größeren Spielraum
bei der Adaption der Vorrichtung an spezielle Einsatzfälle.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der
Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte
Pumpe-Düse-Vorrichtung, in
Fig. 2 ist das Detail X nach Fig. 1 in einer ersten
erfindungsgemäßen Ausbildung vergrößert
dargestellt.
Eine zweite und eine dritte Ausbildungsvariante des Details
X nach Fig. 1 zeigen die Fig. 3 und 4 im Längsschnitt.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung zeigt
Fig. 5 Diagramme mit Kraft-Hub-Kennlinien eines
nicht übersetzten und eines stark übersetzten
Aktors, sowie den Hubverlauf der Einspritzdüse
und den Hubverlauf des Ventilglieds der
Steuereinrichtung, jeweils aufgetragen über die
Zeit.
In Fig. 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte, als
Pumpe-Düse-System ausgeführte, Vorrichtung zur Einspritzung
von Kraftstoff in den Brennraum eines Verbrennungsmotors mit
der Positionsnummer 10 bezeichnet. Diese Vorrichtung 10
besteht aus einem hydraulischen Druckerzeuger 12, einer
Einspritzdüse 14 und einer Steuereinrichtung 16, die in
einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet sind. Der Antrieb
des Druckerzeugers 12 erfolgt von außen mittels einer
Betätigung 20, die beispielsweise mit der nicht gezeigten
Nockenwelle eines Verbrennungsmotors zusammenwirkt. Die
Einspritzdüse 14 ist im Zylinderkopf 22 des
Verbrennungsmotors eingebaut. Dort ist ein Zulauf 24 und ein
Rücklauf 26 zur Ver- und Entsorgung der Vorrichtung 10 mit
Kraftstoff vorgesehen.
Die Steuereinrichtung 16 umfaßt einen extern ansteuerbaren
Aktor 28, der exemplarisch in Form eines Magnetkreises
ausgeführt ist und ein mit diesem in Wechselwirkung
stehenden und in einer Ventilbohrung 30 verschiebbar
geführten Ventilglied 32 zur Steuerung des Druckniveaus in
der Einspritzdüse 14. Dazu wirkt das Ventilglied 32 mit
einem Ventilsitz 34 zusammen, der zwischen einem ersten und
einem zweiten Steuerkanal 36, 38 liegt. Der erste
Steuerkanal 36 verbindet den Hochdruckbereich des
Druckerzeugers 12 mit der Steuereinrichtung 16, während der
zweite Steuerkanal 38 druckentlastet ist und in den Rücklauf
26 einmündet. Im dargestellten elektrisch angesteuerten
Zustand des Aktors 28 ist das Ventilglied 32 angehoben,
verschließt den Ventilsitz 34 druckdicht und unterbricht die
Druckmittelverbindung zwischen den Steuerkanälen 36 und 38.
Damit steht der Innenraum der Einspritzdüse 14 unter dem vom
Druckerzeuger 12 erzeugten Hochdruck. Ein dort geführtes
Schließglied 40 hebt deshalb druckgesteuert von seinem Sitz
ab und gibt nicht erkennbare Einspritzöffnungen frei, durch
die Kraftstoff in den Brennraum des Verbrennungsmotors
einspritzt. Mit der Rücknahme der Ansteuerung des Aktors 28
öffnet das Ventilglied 32 den Ventilsitz 34 und damit auch
die Druckmittelverbindung zwischen den Steuerkanälen 36 und
38. Dies entlastet den Innenraum der Einspritzdüse 14,
worauf das Schließglied 40, beaufschlagt von einer
Schließfeder 42, in seine Schließstellung zurückkehrt und
den Einspritzvorgang beendet.
Das Detail X nach Fig. 1 ist in Fig. 2 in einer
erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform vergrößert
dargestellt. Dabei ist davon auszugehen, daß in der
Steuereinrichtung 100 als Aktor 102 ein piezoelektrischer
Aktor vorgesehen ist, der sich insbesondere durch hohe
Schaltgeschwindigkeiten und hohe Schaltkräfte, bei geringer
elektrischer Leistungsaufnahme auszeichnet. Allerdings
erlauben piezoelektrische Aktoren nur relativ geringe Hübe,
so daß ein hydraulischer Übersetzer 104 vorgesehen werden
muß, um die Hubbewegungen zu übersetzten. Dazu verfügt der
vorgesehene Übersetzer 104 über zwei ineinander geführte
Kolben 105, 106 mit unterschiedlich großen Kolbenflächen.
Der im Außendurchmesser größere Kolben 105 ist topfförmig
ausgebildet und ist mit seiner geschlossenen Seite dem Aktor
102 zugewandt, während der kleinere Kolben 106 mit einem
Ventilglied 108 verbunden ist und sich über eine Druckfeder
110 in dem zur Umgebung hin belüfteten Inneren des Kolbens
104 abstützt. Die innere Wandung des Kolbens 105 wirkt als
radiale Führung für den kleineren Kolben 106. Die dem
Ventilglied 108 zugewandten Stirnseiten beider Kolben 105
und 106 begrenzen miteinander eine Übersetzerkammer 112, die
mit einem inkompressiblen Druckmedium befüllt ist. Mit der
Bewegung des Kolbens 105 findet eine Druckmittelverdrängung
statt, aufgrund der der zweite Kolben 106 entgegen der Kraft
der Druckfeder 110 weiter in das Innere des ersten Kolbens
104 eintaucht, so daß das Ventilglied 108 angehoben wird.
Die Bewegungsrichtung des Aktors 102 und des Kolbens 105 ist
damit entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des zweiten
Kolbens 106 und des Ventilglieds 108 gerichtet, weshalb man
auch von einem Übersetzer 102 mit Kraftumkehr spricht.
Übersetzer 102 mit Kraftumkehr sind insbesondere für Pumpe-
Düse oder Pumpe-Leitung-Düse-Einspritzsysteme nötig.
Der zweite Kolben 106 hat einen Schaft 114, der in eine
Ventilbohrung 116 hineinragt und an dem das in dieser
Ventilbohrung 116 beweglich geführte Ventilglied 108
verankert ist. Letzteres weist einen auf den Durchmesser der
Ventilbohrung 116 abgestimmten Führungsabschnitt 118 und
einen im Außendurchmesser verdickten Steuerkopf 120 auf. Der
Führungsabschnitt 118 ist mit dem Steuerkopf 120 über eine
Einschnürung 122 einteilig verbunden, wobei der Übergang vom
Steuerkopf 120 zur Einschnürung 122 eine Fase bildet. Diese
dichtet in der dargestellten Schaltstellung einen Ventilsitz
124 ab, der sich am Übergang zwischen den dem
Steuerkopfdurchmesser bzw. dem Führungsdurchmesser
angepassten Abschnitten der Ventilbohrung 116 befindet. Auf
der dem Übersetzer 104 zugewandten Seite des Ventilsitzes
124 mündet im Bereich der Einschnürung 122 des Ventilglieds
108 ein Zulauf 126 ein, ein Rücklauf 128 liegt abgewandt
davon im Bereich des Steuerkopfes 120.
Die Ventilbohrung 116 ist an ihrem dem Steuerkopf 120 des
Ventilglieds 108 zugewandten Ende verschlossen und weist
dort einen nach innen ragenden, ortsfesten Kolben 130 auf.
Dieser dringt in einen Zylinder 132 ein, der im Steuerkopf
120 des Ventilglieds 108 ausgebildet ist. Der Innenraum des
Zylinders 132 steht über eine sacklochartige Längsbohrung
134, die im Bereich der Einschnürung 122 des Ventilglieds
108 in eine Querbohrung 136 übergeht mit dem Zulauf 126 in
hydraulischer Verbindung. Dadurch herrscht im Zylinder 132
Zulaufdruck. Die vom Druck beaufschlagte Fläche des
Zylinders 132 bzw. des Kolbens 130 entspricht der Differenz
aus der Fläche des Ventilsitzes 124 und der des
Führungsabschnitts 118. Die Einheit aus Kolben 130 und
Zylinder 132 ist somit in der Lage die hydraulische Kraft
auszugleichen, die bei geöffnetem Ventilsitz 124, d. h. im
nicht dargestellten, angesteuerten Zustand des Aktors 102
auf das Ventilglied 108 wirkt. Das Ventilglied 108 ist somit
druckausgeglichen geführt und bedarf zu seiner Verbringung
in die dargestellte Schaltstellung nur relativ geringer
Betätigungskräfte durch den Aktor 102, so daß dieser
besonders kompakt ausgeführt werden kann.
Fig. 3 zeigt das Detail X nach Fig. 1 in einer zweiten
Ausführungsform, die zur Verwendung in einem Common-Rail-
Einspritzsystem vorgesehen ist. Common-Rail-Einspritzsysteme
unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Pumpe-Düse-
Einspritzsystemen insbesondere dadurch, daß die
Einspritzdüse zur Auslösung eines Einspritzvorgangs von der
Steuereinrichtung druckentlastet wird, bzw. daß der
Ventilsitz der Steuereinrichtung während des
Einspritzvorgangs geöffnet ist.
Die Steuereinrichtung 200 nach Fig. 3 umfaßt einen
piezoelektrischen Aktor 202, dem ein hydraulischer
Übersetzer 204 nachgeschaltet ist. Dieser hat zwei axial
hintereinanderliegende Kolben 206 und 208 unterschiedlich
großer Druchmesser und eine dazwischen angeordnete
Übersetzerkammer 210. Der im Durchmesser größere Kolben 206
wirkt mit dem Aktor 202 zusammen, der Kolben 208 ist
einteilig mit einem Ventilglied 212 verbunden. Letzteres ist
mit seinem Führungsabschnitt 214 in einer Ventilbohrung 216
geführt. Im Führungsabschnitt 214 schließt sich eine
Einschnürung 218 an, die unter Ausbildung einer Fase in
einen Steuerkopf 220 übergeht. Mit dieser Fase steuert das
Ventilglied 212 einen Ventilsitz 222, die an einer
Übergangsstelle der Ventilbohrung 216 in eine Erweiterung
ausgebildet ist. Der von dem Ventilsitz 222 begrenzte
Steuerquerschnitt entspricht dabei dem Querschnitt des
Führungsabschnitts 214, so daß im geschlossenen Zustand am
Ventilglied 212 Druckgleichgewicht herrscht. Zur Öffnung des
Ventilglieds 212 muß der Aktor 202 demnach nur die
Gegenkraft einer Schließfeder 218 überwinden, die das
Ventilglied 212 gegen den Ventilsitz 222 preßt.
Im Bereich der Einschnürung 218 des Ventilglieds 212 mündet
ein Druckmittelkanal 224 in die Ventilbohrung 216 ein, der
zu einer Einspritzdüse 226 führt. In dieser Einspritzdüse
226 ist eine Druckkammer 228 ausgebildet, die mit einem
Zulauf 230 in Verbindung steht und die unter anderem von der
Stirnfläche einer Düsennadel 232 begrenzt ist. Der
Zulaufdruck hält die Düsennadel 232 geschlossen. Diese
öffnet demnach erst, mit einem Druckabfall, d. h. mit der
Öffnung des Ventilsitzes 222 in der Steuereinrichtung 200.
Dabei wird der Druckmittelkanal 224 mit einem Rücklauf 234
verbunden, der in Strömungsrichtung nach dem Ventilsitz 222
aus der Ventilbohrung 216 abzweigt. Im Druckmittelkanal 224
ist eine Drossel 236 angeordnet, um über die dabei aus der
Druckkammer abströmende Menge an Kraftstoff die
Öffnungsbewegung der Düsennadel 228 zu steuern. Das
Ventilglied 212 hat somit 2/2-Wegeventilfunktion.
Im Unterschied dazu zeigt Fig. 4 eine dritte
Ausführungsform einer Steuereinrichtung 300 mit 2/3-
Wegefunktion, die ebenfalls für einen Einsatz in einem
Common-Rail-Einspritzsystem vorgesehen ist. Diese
Steuereinrichtung 300 umfaßt ein zweigeteilt aufgebautes
Ventilglied 302 aus einem ersten Ventilkörper 304 und einem
zweiten Ventilkörper 306. Beide Ventilkörper 304 und 306
bestehen aus einem Führungsabschnitt 308, 310, einem
Steuerkopf 312, 314 und einer dazwischen liegenden
Einschnürung 316, 318. Der Übergang vom Führungsabschnitt
308, 310 zu dieser Einschnürung 316, 318 wirkt als
Schließglied für einen Ventilsitz 320, 322. Die beiden
Ventilkörper 304, 306 sind symmetrisch zueinander in einer
gemeinsamen Ventilbohrung 324 angeordnet, wobei sich die
Stirnfläche ihrer Führungsabschnitte 308, 310 berühren. Es
ist davon auszugehen, daß der erste Ventilkörper 304 unter
Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Übersetzers von
einem piezoelektrischen Aktor beaufschlagt ist, während am
freien Ende des zweiten Ventilkörpers 306 eine Druckfeder
326 angreift, die sich am verschlossenen Ende der
Ventilbohrung 324 abstützt. Diese Druckfeder 324 verbringt
das Ventilglied 302 im nicht angesteuerten Zustand eines
nicht gezeichneten Aktors in eine Stellung, in der der erste
Ventilsitz 320 geöffnet und der zweite Ventilsitz 322
geschlossen ist. Dadurch ist ein von einer Steuerkammer 328
einer Einspritzdüse 330 zur Steuereinrichtung 300 führender
Kanal 332 abgesperrt. In der Steuerkammer 328 herrscht
dadurch das hohe Druckniveau eines Zulaufs 334, der
ebenfalls mit der Steuerkammer 328 verbunden ist. Dieser
Druck wirkt auf eine Düsennadel 336 ein und hält diese in
ihrer Schließstellung.
Mit der Betätigung des in Fig. 4 nicht erkennbaren Aktors
läßt sich das Ventilglied 302 in eine Zwischenstellung
verbringen, in der beide Ventilsitze 320, 322 gleichzeitig
geöffnet sind. Über eine Verbindungsbohrung 338 zwischen den
beiden Ventilkörpern 304, 306 ist dabei der Kanal 332 mit
einem Rücklauf 340 gekoppelt, wodurch eine Druckentlastung
der Steuerkammer 328 erfolgt. Damit entfällt die auf die
Düsennadel 336 in Schließrichtung wirkende hydraulische
Kraft, so daß diese öffnet und ein Einspritzvorgang
stattfindet. Mit zunehmender Betätigung des Aktors wird nun
der erste Ventilsitz 320 und damit einhergehend die
Druckmittelverbindung zum Zulauf 340 wieder unterbrochen.
Dadurch baut sich in der Steuerkammer 328 der Zulaufdruck
auf, der die Düsennadel 336 wieder schließt. Mit der
Rücknahme der Betätigung des Aktors läuft der beschriebene
Vorgang umgekehrt ab, so daß mit einer einzigen Betätigung
des Aktors zwei getrennte Einspritzvorgänge steuerbar sind.
Mittels Drosseln 342 und 344 im Zulaufkanal 334 und im Kanal
332 läßt sich der Hubverlauf der Düsennadel 336 an die
jeweiligen Einsatzbedingungen anpassen.
Am Ventilglied 302 herrscht aufgrund der beiden
symmetrischen Ventilkörper 304 und 306 im nicht
angesteuerten Zustand des Aktors Druckgleichgewicht, so daß
der Aktor lediglich die Gegenkraft der Druckfeder 326 zu
überwinden hat, um das Ventilglied 302 auszulenken.
Hydraulische Gegenkräfte treten demnach nicht auf, so daß
ein kompakt bauender Aktor mit verhältnismäßig geringer
elektrischer Leistung zur Betätigung der Steuereinrichtung
300 ausreicht.
Anstatt kleiner bauende Aktoren einzusetzen lassen sich auch
Übersetzer mit höherem Übersetzungsverhältnis betreiben. Mit
zunehmendem Hub des Ventilglieds erhöht sich damit die
Schaltgeschwindigkeit der Düsennadeln, so daß deren minimal
steuerbare Öffnungszeit sich entsprechend verringert. Mit
kürzeren Schaltzeiten lassen sich geringere Kraftstoffmengen
zumessen. Die Einspritzungen sind dadurch besser an die
jeweiligen Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors
anzupassen, wodurch dieser leiser arbeitet und weniger
Emissionen erzeugt. Die aufgezeigten Wirkungszusammenhänge
sind in Fig. 5 anhand von Funktionsdiagrammen verdeutlicht.
Das Diagramm 400 zeigt zwei Kennlinien 402 und 404, die den
Hub eines Aktors aufgetragen über die Kraft, mit der ein
Übersetzer auf ein Ventilglied einwirkt, zeigen. Die erste
Kennlinie 402 wurde bei einem stark übersetzten Aktor
aufgenommen, während die zweite Kennlinie 404 von einem
nicht übersetzten, d. h. einem direkt auf das Ventilglied
einwirkenden Aktor stammt. Es ist zu erkennen, daß der stark
übersetzte Aktor einen wesentlich höheren Hub bei allerdings
geringerer Maximalkraft bereitstellt. Beim nicht übersetzten
Aktor sind diese Verhältnisse umgekehrt.
Vor dem Hintergrund, daß beide Hübe während des gleichen
Zeitintervalls erfolgen, läßt sich die wesentlich höhere
Schaltgeschwindigkeit und damit die verbesserte
Dosierbarkeit eines mit einem stark übersetzten Aktor
ausgestatteten Einspritzsystems erkennen. Um diesen Vorteil
jedoch ausnützen zu können müssen die erforderlichen
Schaltkräfte reduziert werden, da die Maximalkraft eines
übersetzten Aktors begrenzt ist. Dabei ist die durch die
Erfindung vorgeschlagene druckausgeglichene Führung eines
Ventilglieds eine wesentliche Maßnahme.
In den Diagrammen 406 und 408 ist der zum Beispiel beim
dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 meßbare Hub der
Düsennadel 336 und der Hub des Ventilglieds 302 über die
Zeit aufgetragen; beide Diagramme 406 und 408 sind
zeitsynchron zueinander aufgenommen. Zum Zeitpunkt T1 hat
das Ventilglied 302 noch keinen Hub zurückgelegt und
verschließt den ersten Ventilsitz 320. Mit der Ansteuerung
des Aktors führt das Ventilglied 302 seinen Maximalhub aus
und wird in den zweiten Ventilsitz 322 gefahren. Kurzzeitig
sind dabei beide Ventilsitze 320, 322 geöffnet, so daß die
Steuerkammer 328 druckentlastet wird und die Düsennadel 336,
zeitverzögert durch die Drossel 344, ebenfalls öffnet, um
eine Voreinspritzung 410 auszuführen. Mit dem Verschließen
des zweiten Ventilsitzes 322 zum Zeitpunkt T2 ist die
Voreinspritzung abgeschlossen. Zum Zeitpunkt T3 wird die
Ansteuerung des Aktors teilweise zurückgenommen. Das
verbleibende Ansteuersignal hält das Ventilglied 302 in der
Mittelstellung. In dieser Mittelstellung sind beide
Ventilsitze 320, 322 offen, so daß die Haupteinspritzung 412
stattfindet. Mit der Rücknahme der Ansteuerung des Aktors
zum Zeitpunkt T4 auf Null kehrt das Ventilglied 302 in seine
Ausgangsstellung zurück und beendet die Haupteinspritzung.
Mit einer einzigen elektrischen Ansteuerung des Aktors
werden somit eine Vor- und eine Haupteinspritzung getrennt
voneinander gesteuert.
Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen an den
beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, ohne vom
Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Claims (6)
1. Vorrichtung (10) zur Einspritzung von Kraftstoff in einen
Brennraum eines Verbrennungsmotors, mit einem angetriebenen
hydraulischen Druckerzeuger (12), wenigstens einer mit
diesem Druckerzeuger (12) verbundenen und einem Brennraum
zugeordneten Einspritzdüse (14) und mit einer
Steuereinrichtung (16, 100) zur Festlegung des
Kraftstoffdrucks in der Einspritzdüse (14), die einen
ansteuerbaren Aktor (28, 102), ein vom Aktor (28, 102)
betätigtes Ventilglied (32, 108) sowie einen
Druckmittelkanäle (36, 38, 126, 128) voneinander trennenden
Ventilsitz (34, 124) aufweist, wobei das Ventilglied (32,
108) einen Führungsabschnitt (118) und einen im
Außendurchmesser gegenüber dem Führungsabschnitt (118)
verdickten Steuerkopf (120) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die hydraulisch beaufschlagte Fläche des
Ventilsitzes (124) größer ist, als die Querschnittsfläche
des Führungsabschnitts (118) des Ventilglieds (108) und daß
das Ventilglied (108) zum Ausgleich der angreifenden
hydraulischen Kräfte mit einer Kolben/Zylinder-Einheit (130,
132) zusammenwirkt, deren Druckflächen der Differenz aus den
druckbeaufschlagten Flächen des Ventilsitzes (124) und der
des Führungsabschnitts (118) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zylinder (132) am Ventilglied (108) und der Kolben (130)
am Gehäuse der Steuereinrichtung (100) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aktor (28, 102) ein
piezoelektrischer Aktor ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aktor mit einem hydraulischen
Übersetzer (104) zusammenwirkt, der zwei Kolben (105, 106)
unterschiedlich großer Kolbenflächen umfaßt, die eine
druckmittelgefüllte Übersetzerkammer (112) begrenzen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß im hydraulischen Übersetzer (104) eine
Kraftumkehr erfolgt, indem der Kolben (105) mit der größeren
Druckfläche topfförmig ausgebildet ist, in seinem Inneren
den Kolben (106) mit der kleineren Druckfläche führt und die
Übersetzerkammer (112) von den äußeren Stirnflächen der
Kolben (105, 106) begrenzt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Druckerzeuger (12) die Einspritzdüse
(14) und die Steuereinrichtung (16) zu einer Baueinheit (18)
zusammengefaßt sind.
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