DE3039967A1

DE3039967A1 - Kraftstoffeinspritzanlage

Info

Publication number: DE3039967A1
Application number: DE19803039967
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7141 Kirchberg Babitzka; Walter Beck; Walter 7141 Schwieberdingen Schlagmüller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1982-06-03
Also published as: EP0050710A1; EP0050710B1; US4388908A; DE3163073D1; JPS5799266A

Description

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R. β Γ, Q (ι ^w 5 -

IU.10.1980 Vo/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanlage

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei in bekannten Einspritzanlagen verwendeten, ausreichend optimierten, elektrisch ansteuerbaren Ventileinrichtungen werden Schaltzeiten von 10 Sekunden erreicht. Es hat sich gezeigt, daß die hierbei erreichten Schaltflanken noch nicht steil genug sind. Insbesondere der Verkürzung der Spritzdauer ist so eine untere Grenze gesetzt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzanlage für Verbrennungsmotoren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei ihr Ansprechzeiten im Mikrosekundenbereich erzielt werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzanlagen

möglich. Zur Erzielung τοπ "besonders kurzen Ansprechzeiten, im Bereich von 10 s "besteht der Steller aus einer aus
piezoelektrischen Scheiben geschichteten Säule, deren
Säulenachse zumindest nahezu senkrecht zur Bewegungsachse des Ventilglieds steht.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kraft stoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor, Figur 2 und 3 zwei in der Einspritzanlage verwendete, elektrisch ansteuerbare Ventile, Figur k den
Verlauf des Fördervolumens, Figur 5 den Verlauf der Steuerspannungen für die elektrisch ansteuerbaren Ventile, Figur 6 den Hubverlauf der Ventile der Ventileinrichtung, Figur den Druckverlauf in der Einspritzanlage gemäß Figur 1, Figur 8 den Verlauf der Einspritzmenge jeweils über der Zeit aufgetragen, Figur 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einspritzanlage, Figur 10 den Verlauf der Steuerspannungen der in der Einspritzanlage gemäß Figur 9 verwendeten Ventile, Figur 11 den Hubverlau.f der Ventile der Einspritzeinrichtung gemäß Figur 9 und Figur 12 den Steuerdruckverlauf in der Einspritzanlage.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 der Zeichnung ist in halbschematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer. Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor abgebildet. Diese Kraftstoffeinspritzanlage besteht im wesentlichen aus fünf Hauptteilen: einem Kraftstofftank 1, einer etwa als Kolben-

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pumpe ausgebildeten Kraftstofförderpumpe 2, eine Einspritzdüse 3, einer aus zwei Ventilen k, 5 "bestehenden Ventileinrichtung und einem elektronischen Steuergerät 6.

Dabei saugt die Pumpe 2 aus dem Tank 1 den Kraftstoff an und fördert ihn durch eine Zuführungsleitung 7 zur Zulaufbohrung 8 der Einspritzdüse 3. An die Zuführungsleitung 7 ist eine Überströmleitung U9 angeschlossen, die zu den Eingängen 9 und 10 der Ventile h und 5 führt.

Die Einspritzdüse 3 verteilt und zerstäubt den Kraftstoff im Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors. Die Einspritzdüse ist ein flüssigkeitsgesteuertes Nadelventil, dessen Ventilnadel 11 durch eine Feder 12 auf den Ventilsitz 13 gedrückt wird. Oberhalb der Düsenöffnung lh liegt ein Ringraum 15, in den die Zulaufbohrung 8 einmündet. Die Ventilnadel wird durch den im Ringraum 15 herrschenden Druck von ihrem Sitz abgehoben, sobald die Druckkräfte die Kräfte der Feder 12 übersteigen.

Das elektrisch ansteuerbare Ventil k ist als Einzelheit in Figur 2 dargestellt. Es hat ein Gehäuse 16, welches eine Ventilbohrung 17 aufweist. In der Ventilbohrung 17 ist dicht und gleitend ein kolbenartiges Ventilglied 18 geführt.

Der Eingang 10 wird von einer Bohrung gebildet, die einen größeren Durchmesser hat als die koaxial dazu verlaufende Ventilbohrung 17· Am Übergang vom Einlaß 10 zur Ventilbohrung 17 ist eine hohlkegelförmige Sitzfläche 19 ausgebildet. Mit dieser Sitzfläche wirkt eine kegelförmige Dichtfläche 20 zusammen, die an einem pilsförmigen Ansatz

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des Ventilglieds 18 angeordnet ist. Eine Druckfeder 21, die in der Ventilbohrung 17 angeordnet ist und sich einerseits auf der der Dichtfläche 20 angewandten Stirnfläche des Ventilglieds und andererseits an einem die Ausmündung der Ventilbohrung 17 verschließenden Stopfen 22 abstützt, hält das Ventil h in der in Figur 2 dargestellten offenen Stellung.

An das Innere, dem Eingang 10 abgewandte Ende der Sitzfläche 19 anschließend ist koaxial zur Ventilbohrung 17 eine Ringkammer 23 angeordnet, in welche ein Ausgang 2k einmündet.

Etwa auf der Mitte der axialen Länge des sich in der in Figur 2 dargestellten geöffneten Stellung befindlichen Ventilgliedes 18 mündet rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Ventilglieds 18 eine Führungsbohrung 25 ein, in der ein Klemmstempel 26 beweglich angeordnet ist. Der Klemmstempel 26 ist ein Teil eines elektrisch ansteuerbaren Stellers 27.

Der Steller 27 besteht aus mehreren, zu einer Säule 28 geschichteten piezoelektrischen Scheiben 29, die in einem Isolierstoffgehäuse 30 angeordnet sind. Die piezoelektrischen Scheiben 29 sind elektrisch parallel geschaltet und können über Zuführungsleitungen 31, 32 an Gleichspannung gelegt werden. An seinem Fuß ist die Säule 28 an einem Deckel 33 befestigt, der eine Sackbohrung 3^ im Gehäuse 16 verschließt. In dem Boden der Sackbohrung 3h mündet die Führungsbohrung 25 ein, in der sich der Klemmstempel 26 befindet.

Im spannungsfreien Zustand des Stellers ist der Abstand zwischen der Außenfläche des Ventilglieds 18 und der leicht

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konkav ausgebildeten Stirnfläche des Klemmstempels 26 nur wenige Tausendstel Millimeter groß. Wird nun an die Zuführungsleitung 31 j 32 ein Gleichstrom angelegt, so dehnen sich die piezoelektrischen Scheiben 29 unter dem Einfluß des angelegten elektrischen Feldes bei gleichzeitiger Kontraktion ihrer .Durchmesser in Richtung der Säulenachse so, daß der Klemmstempel 26 in Richtung auf das Ventilglied 18 verschoben wird. Der Klemmstempel 26 kommt dabei an der Aussenflache des Ventilglieds 18 zur Anlage und hält das Ventilglied 18 gegen die gegenüberliegende Wandung der Ventilbohrung 17. Durch die hohe Klemmkraft wird das Ventilglied 18 mit der gegenüberliegenden Wandung der Ventilbohrung derart in kraftschlüssiger Berührung gehalten, daß eine Bewegung des Ventilglieds ausgeschlossen ist.

In der in Figur 2 der Zeichnung dargestellten Stellung liegt an den Zuführungsleitungen 31, 32 eine Gleichspannung an, wodurch der Klemmstempel das Ventilglied in der von der Sitzfläche 19 abgehobenen Stellung festklemmt. Ein vom Eingang 10 zum Ausgang 2h fließender Kraftstoffstrom baut an der von der Dichtfläche 20 mit der Sitzfläche 19 gebildeten Drosselstelle einen Druck auf, der das Ven-"*"* til zu schließen vermag. Erst bei Abschaltung der am Steller 27 anliegenden Gleichspannung kann sich die Dichtfläche 20 des Ventilglieds 18 auf die Sitzfläche 19 zu bewegen. Die Abschaltung der Steuerspannung erfolgt erst dann, wenn am Ventilglied der volle, erreichbare Drosseldruck Vh anliegt.

Das in Figur 3 dargestellte Ventil 5 ist ebenfalls elektrisch ansteuerbar. Es hat wiederum ein Gehäuse 36, welches eine Ventilbohrung 37 aufweist. In der Ventilbohrung 37 ist wiederum dicht und gleitend ein kolbenartiges Ventilglied 38 geführt, Vielehen -irm k fgc-lf urin i ßt· Di "liif läehr· h 0 IimL .

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Die Dichtfläche arbeitet mit einer entsprechenden, hohlkegelförmigen Sitzfläche 39 zusammen. Die Sitzfläche ist am übergang des Eingangs 9 in. die koaxial angeordnete Ventilbohrung 37, die einen größeren Durchmesser als der Eingang 9 aufweist, angeordnet.

An das innere, dem Eingang 9 abgewandte Ende der Sitzfläche 39 anschließend ist wiieder koaxial zur Ventilbohrung 37 eine Ringkammer k3 angeordnet, in die ein Ausgang Ui+ des Ventils 5 einmündet.

Auf die der Dichtfläche Uo abgewandte Endfläche des Ventilglieds 18 stützt sich wiederum eine Druckfeder U1 ab, die mit ihrem anderen Ende an einen Stopfen U2 anliegt.

Etwa' auf der Mitte der Axialerstreckung des an der Sitzfläche 39 anliegenden Ventilglieds 38 - so wie in Figur gezeichnet - mündet wieder rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Ventilglieds eine Führungsbohrung If5 ein, in der ein Klemmstempel k6 beweglich angeordnet ist. Der Klemmstempel k6 ist wieder Teil eines elektrisch ansteuerbaren Stellers IfT₅ der vollkommen dem elektrischen Steller 27 des Ventils gemäß Figur 2 entspricht. Auch an diesem Steller If7 kann über Zuführungsleitungen 51» 52 eine Steuerspannung gelegt werden.

Die Ausgänge 2k, kk der die Ventileinrichtung der in Figur 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage bildenden Ventile k, 5 sind an eine Rücklaufleitung 55 angeschlossen, welche zum Tank 1 zurückführt.

Die Zuführungsleitungen 31, 32 zum elektrischen Steller 27 des Ventils h und die Zuführungsleitungen 51₅ 52 zum Steller k"J des Ventils 5 sind mit dem schon erwähnten

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elektronischen Steuergerät 6 verbunden. Im Betrieb der Kraftstoffeinspritzanlage liefert das elektronische Steuergerät Steuerspannungen, die z.B. vom Saugrohrdruck, von der Motordrehzahl und von weiteren Korrekturgrößen abhängen. Die Einflußgrößen werden am Motor durch meehaniseh-elek.trische Meßwandler erfaßt und dem Steuergerät in an sich bekannter Art und Weise als elektrische Größen eingegeben. Bei den Meßwandler handelt es sich etwa um Einspritzauslöser im Zündverteiler, um Druckfühler, um Temperaturfühler usw.

Die Funktion der in Figur 1 der Zeichnung dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgendermaßen: Handelt es sich bei der Pumpe 2 um eine etwa in Einspritzanlage für Dieselmotoren verwendete Kolbenpumpe, so wird sich der etwa in Figur k angedeutete Volumenstrom über die Zeit ergeben. Zeitpunkt t.. in der Fördervolumenstrom der Pumpe 2 anzusteigen. In diesem Zeitpunkt befinden sich die Ventilglieder 18, 38 der Ventile h, 5 in der in Figur dargestellten Stellung, in der - wie Figur 5 erkennen läßt - eine Steuerspannung an den Stellen 27 und 37 anliegt. Zum gleichen Zeitpunkt befindet sich das Ventilglied 18 des Ventils k in seiner maximalen Hubstellung (Kurve Si in Figur 6). Das Ventilglied 38 des Ventils 5 befindet sich auf seinem Sitz 39s d.h. in der geschlossenen Stellung, was einer Hubstellung Null entspricht (Kurve s,- in Figur 6). Wie aus Figur 7 ersichtlich, herrscht in der Überströmleitung ^9 in dem Zeitraum von KuIl bis t₁ zunächst ein Druck p_Q. Erst mit dem Beginn des Anstiegs des Volumenstroms im Zeitpunkt t. beginnt sich an der im Ventil k von der Dichtfläche 20 und der Sitzfläche 19 gebildeten Drosselstelle ρ, aufzubauen. Dieser Druck pi herrscht in der Überströmleitung i+9 und in dem Ringraum 15 ö-^r Einspritzdüse 3. Im Zeitpunkt t_?

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wird schließlich vom elektronischen Steuergerät 6 die an den Leitungen 31, 32 des Stellers 27 anliegende Steuerspannung (U₂₇ in Figur 5) abgeschaltet. Da hierdurch die Klemmung aufgehoben wird, bewegt der am Ventilglied 18 des Ventils k angreifende Druck pi das Ventilglied 18 in seine Schließstellung (Kurve s, in Figur 6). Da jetzt die Überströmleitung-i+9 vom Rücklauf 55 zum Tank 1 abgeschlossen ist, steigt - wie im Druckverlauf aus Figur 7 abzulesen ist - der Druck sehr stark an. Da die Schaltzeit bei dem Ventil it· in der Größenordnung von 10 s liegt, ergibt sich eine nahezu senkrechte Flanke im Druckanstieg bis zum maximal erreichbaren Druck .. Dieser ρ liegt oberhalb des Öffnungsdrucks

p. der Einspritzdüse 3, weshalb die Ventilnadel 11 von ihrem Ventilsitz 13 abgehoben wird und der Kraftstoff durch die Düsenöffnung 1^ in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors gespritzt wird. Nach einem vom elektronischen Steuergerät 6 bestimmten Zeitraum - der Einspritzdauer - wird nun die an die Zuführungsleitungen 51, 52 des Stellers U 7 anliegende Steuerspannung (U,„ in Figur 5) im Zeitpunkt t_ abgeschaltet. Durch den in der Überströmleitung ^9 und im Eingang 9 cLes Ventils 5 und damit am Ventilglied 38 des Ventils 5 anliegenden Druck wird nun das Ventilglied 38 von seiner Sitzfläche 39 abgehoben (Kurve s.,- in Figur 6), wodurch die Überströmleitung ^9 und letztlich der Ringraum 15 der Einspritzdüse 3 wieder mit der Rücklaufleitung 55 zum Tank 1 verbunden wird. Dadurch fällt - wie Figur 7 erkennen läßt - der Druck im Zeitpunkt t_ wieder auf den Wert p_ ab: Die Feder 12 der Einspritzdüse bewegt die Ventilnadel 11 wieder auf den Ventilsitz 13; die Einspritzdüse ist jetzt wieder geschlossen. Damit ist das in Figur 8 dargestellte Einspritzvolumen in den Verbrennungsraum des Motors gelangt. Schließ-

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lieh hat der Kolben der Einspritzpumpe 2 seinen oberen Totpunkt erreicht, das im Zylinder der Pumpe 2 eingeschlossene Volumen ist ausgeschoben. Danach beginnt der beschriebene Vorgang von neuem.

Natürlich ist es prinzipiell auch möglich, die Pumpe 2 als kontinuierlich fördernde Pumpe auszugestalten; ebenso wäre auch ein Betrieb aus einem Speicher denkbar.

Das in Figur 9 eier Zeichnung dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor ist dagegen mit einer kontinuierlich fördernden Pumpe 62 ausgerüstet. Auch diese Kraftstoffeinspritzanlage besteht wieder aus einem Kraftstofftank 61, der Pumpe 62, einer Einspritzdüse 63, einer aus zwei Ventilen 6U, 65 bestehenden Ventileinrichtung und einem elektronischen Steuergerät 66. Die Pumpe 62 fördert den aus dem Tank 61 angesaugten Kraftstoff in einen Speicher 60. Der Speicher 60 wiederum ist über eine Zuführungsleitung 67 einerseits mit der Zulaufbohrung 68 der Einspritzdüse 63 und andererseits mit dem Eingang 69 des Ventils verbunden.

Auch die Einspritzdüse 63 ist ein flüssigkeitsgesteuertes Nadelventil, dessen Ventilnadel 71 durch den auf die Rückseite eines mit der Nadel 71 verbundenen Steuerkolbens 72 wirkenden Steuerdrucks auf dem Ventilsitz 73 gehalten wird. Oberhalb der Düsenöffnung 7^- liegt wieder ein Ringraum 75 in den die Zulaufbohrung 68 eimündet. Die Ventilnadel 71 wird durch den wegen des Speichervolumens 60 im wesentlichen stets gleichen, im Ringraum 75 herrschenden Druck von ihrem Sitz abgehoben, sobald die vom Steuerdruck auf den Steuerkolben 72 ausgeübten Kräfte unter die vom im Ring-

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raum 75 auf die Ventilnadel 11 ausgeübten, vom Speicherdruck herrührenden Kräfte fallen.

Das elektrisch ansteuerbare Ventil 6k entspricht "vollkommen dem in Figur 3 dargestellten Ventil. Das elektrisch ansteuerbare Ven.til 65 entspricht ebenfalls bis auf eine unten näher ausgeführte Abänderung dem in Figur 3 dargestellten Ventil. In der nachfolgenden Beschreibung werden deshalb - so weit eine Übereinstimmung vorliegt - die in Figur 3 verwendeten Bezugszahlen benutzt werden.

Die Zulaufbohrung 69 des Ventils 65 ist - wie oben erwähnt mit dem Speicher βθ verbunden. Natürlich könnte die Zulaufbohrung 69 mit einer anderen, vom Speicher 6O unabhängigen Druckq_uelle verbunden sein. Der Ausgang 8k des Ventils 65 ist mit einer Steuerleitung 89 verbunden, die in den Raum der Einspritzdüse 63 mündet, in der sich der Kolben 72 befindet. Die Rückseite des Ventilglieds 38 des Ventils 65 ist über eine einstellbare Drossel 65 druckausgeglichen. (Bei dem in Figur 3 dargestellten Ventil muß zu diesem Zweck lediglich der Stopfen k2 eine koaxiale Bohrung aufweisen, über die die Ventilbohrung 37 über die Drossel 85 mit dem Ausgang 8^ verbunden werden kann.)

Über Zuführungsleitungen 51', 52' ist der Steller ^7', der einen Klemmstempel U6¹ aufweist mit dem elektronischen Steuergerät 66 verbunden.

Die Steuerleitung 89 ist wiederum mit dem Eingang 70 des Ventils 6k verbunden. Das Ventil 6k entspricht vollkommen dem in Figur 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Ausgang 9k des Ventils 6k ist über eine Rücklaufleitung 95 mit dem Tank 6\ verbunden.

Auch das Ventil 6k weist einen elektrisch ansteuerbaren Steller 1+7" mit einem Klemmstempel 1+6" auf, der das Ventilglied 38" ebenso wie beim Ventil 65 in seiner Schließstellung festklemmen kann. Der elektrische Steller 1+7" ist auch über Zuführungsleitungen 51"» 52" mit dem elektronischen Steuergerät 66 verbunden.

Die Funktion der in Figur 9 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage ist folgendermaßen: Es sei angenommen, daß in der in Figur 9 dargestellten Betriebsstellung in der Steuerleitung 89 im Zeitpunkt Null ρ herrscht (Figur 12).

Der Druck ρ beträgt beispielsweise etwa 200 bar. Die Ven-

tilglieder 18; des Ventils 65 und 38" des Ventils 6k sind - da an den Stellern 1+7', ^7" eine Steuer spannung Ug₁- und Ug, (Figur 10) anliegt - in ihrer Schließstellung festgeklemmt (Kurven Sg. und Sg₁. in Figur 11). Da die wirksame Fläche des Steuerkolbens 72 größer ist als die hydraulisch wirksame Fläche der Ventilnadel 11 im Ringraum 75 wird die Ventilnadel 71 auf den Sitz 73 gehalten. Wenn im Zeitpunkt t elektronische Steuergeräte 66 die am Steller 1+·7" des Ventils 61+ anliegende Steuer spannung (Ug₁. in Figur 10) abschaltet, wird unter der Wirkung des in der Steuerleitung 89 herrschenden Druckes ρ das Ventilglied 38" sehr schnell von seinem Sitz abgehoben. Da die Druckkraft bereits voll aufgebaut ist, wenn die vom Steller 1+7" ausgeübte Klemmkraft aufgehoben wird, wird auch bei diesem Ventil eine sehr steile Schaltflanke von etwa 100 Mikrosekunden erzielt. Da nun die Steuerleitung 89 über die Rücklaufleitung 95 mit dem Tank 61 verbunden ist, fällt der Druck in der Steuerleitung 98 auf den Wert p_n ab. Da nun die auf den Steuerkolben 72 wirkende Schließkraft entfällt, wird die Ventil-

nadel 71 von dem. im Ringraum 75 herrschenden Druck abgehoben und der Kraftstoff kann durch die geöffnete Düseiiöffnung 7^· in den Brennraum des Verbrennungsmotors gelangen.

Unter der Kraft der Feder U1" wird nun das Ventilglied 38" des Ventils 6h wieder auf seinen Sitz zurückgedrückt, wonach im Zeitpunkt t„ das Steuergerät 66 wieder eine Steuerspannung an den Steller ^7" anliegt. Dadurch wird vom Klemmstempel i+6" das Ventilglied 38" in seiner Schließstellung festgeklemmt.

Im Zeitpunkt t_ (Figur 10) schaltet nun das elektronische Steuergerät 66 die am Steller kj* des Ventils 65 anliegende Stuerspannung ab. Unter der Wirkung des am Eingang 69 des Ventils 65 herrschenden Druckes wird nun das Ventilglied 38' gegen die Kraft der Feder U1' von seinem Sitz abgehoben. Hierdurch baut sich jetzt in der Steuerleitung 89 wieder der Steuerdruck ρ (Figur 12) auf. Infolge der auf den Stellkolben 72 wirkenden Stellkraft wird nun die Ventilnadel 71 wieder auf ihren Sitz 73 gedrückt.' Damit ist das Ende des Zeitraumes, in dem der Kraftstoff von der Einspritzdüse 63 in den Brennraum gelangen konnte die Einspritzdauer t_ - t -, erreicht.

Da inzwischen über die einstellbare Drossel 85 die Rückseite des Ventilglieds 38' des Ventils 65 druckentlastet worden ist, kann die Feder kl* das Ventilglied 38' wieder in die Schließstellung bewegen. Damit beginnt der beschriebene Vorgang von neuem.

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U. 10. 1980 Vo/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzanläse

Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise einen Di eeelniotor mit einer Pumpe vorgeschlagen, die Kraftstoff zu einer Einspritzdüse fördert, wobei eine elektrisch ansteuerbare Ventileinrichtung die Öffnungsbewegung der Einspritzdüse steuert. Die elektrische Ansteuerung erfolgt über ein elektrisches oder elektronisches Steuergerät, welches Steuerimpulse liefert, deren Dauer z.B. vom Saugrohrdruck, von der Motordrehzahl und von weiteren Einflußgrößen abhängt. Die Einflußgrößen werden am Motor durch mechanisch elektrische Meßwandler erfaßt und dem Steuergerät als elektrische Größen zugeführt. Die Einspritzanlage enthält eine Ventileinrichtung mit zwei im Gegentakt arbeitenden Ventilen, von denen das erste den Einspritzbeginn und das zweite das Einspritzende bestimmt. Zur Erzielung sehr steiler, nahezu senkrechter Schaltflanken hat jedes Ventil ein federbelastetes, vom zu steuernden Kraftstoff betätigbares Ventilglied, das von je einem elektrischen Steller, dessen Stellbewegung zumindest eine Komponente hat, die zur Bewegungsrichtung des Ventilglieds senkrecht verläuft, bei Ein- oder Ausschalten einer Betriebsspannung durch Klemmen in seiner Beweglichkeit gehindert ist. Dabei wird das Ventilglied so lange festgehalten, bis die Stellkraft - also hier die ruckbeaufschlagung des Ventilglieds - voll aufgebaut ist; erst dann wird die Klemmung aufgehoben.

Leerseite

Claims

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U. 10. 1980 Vo/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

i\ Kraftstoffeinspritzanlage für einen Verbrennungsmotor, vorzugsweise Dieselmotor, mit einer Pumpe, die Kraftstoff zu einer Einspritzdüse fördert, wobei eine elektrisch ansteuerlare Ventileinrichtung die Öffnungsbewegung der Einspritzdüse steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung zwei im Gegentakt arbeitende Ventile {h, 5, 6h, 65) enthält, von denen das erste (h, 6k) den Einspritzbeginn und das zweite (5, 65) das Einspritzende bestimmt, wobei jedes Ventil ein federbelastetes, vom zu steuernden Kraftstoff betätigbares Ventilglied (18, 38, 38", 38") aufweist, das von je einem elektrischen Steller (27, ^7, U7¹, 1*7"), dessen Stellbewegung zumindest eine Komponente hat, die zur Bewegungsrichtung des Ventilglieds senkrecht verläuft bei Ein- oder Ausschalten einer Steuerspannung durch Klemmen in seiner Beweglichkeit gehindert ist.
2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steller (27, U7, 47', 1*7") eine aus piezoelektrischen Scheiben geschichtete Säule (28) ist, deren Säulenachse zumindest nahezu senkrecht zur Bevegungsachse des Vr-nti lgliedB (18, '^J,<⁽i, jö¹, jii") uLelit..
3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ventile (h, 5) der Ventileinrichtung eine Überströmleitung (^9 ) , die an die Ton der insbesondere als Kolbenpumpe ausgebildeten Pumpe (2) zur Einspritzdüse (3) führende Zuführungsleitung (J) angeschlossen ist, wechselweise mit einer Rücklaufleitung (55) zum Tank (1) verbindbar ist.
h. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied des zweiten Ventils (5) gegen die Kraft der Feder (k1) aus seiner Schließstellung, in der esvom Steller (^7) festklemmbar ist, von seinem Sitz (39) abhebbar ist.
5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (18) des ersten Ventils (Ij) gegen die Kraft der Feder (21) aus der geöffneten Stel lung, in der es vom Steller (27) festklemmbar ist, vom Druck des Kraftstoffs auf seinen Sitz (19) bewegbar ist.
6. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (i8) eine an einem schirmartigen Fortsatz angeordnete kegelförmige, in Schließbewegungsrichtung des Ventilglieds (18) sich verjüngende Dichtfläche (20) aufweist, die durch die Fe-

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der (21) von ihrer Sitzfläche (19) abgehoben ist und daß das Ventilglied (18) in dieser Stellung festklemmbar ist.
7· Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der geöffneten Stellung des Ventils (U) die Dichtfläche (20). des Ventilglieds (18) zusammen mit ihrer Sitzfläche (19) eine Drosselstelle bildet und daß der dieser Drosselstelle aufgebaute Druck das Ventil (U) zu schließen sucht.
8. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ventile (6U, 65) der Ventileinrichtung eine zur Rückseite einer Ventilnadel (71) der Einspritzdüse (63) führende Steuerleitung (89) wegverweise mit einer Rücklaufleitung (95) zum Tank (61) oder mit einer Steuerdruckleitung (77) verbindbar ist.
9. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdruckleitung (77) an die vorzugsweise als Verteilereinspritzpumpe ausgebildete, insbesondere mit einem Druckspeicher (60) verbundene Pumpe (62) angeschlossen ist.
10. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (38', 38") jedes Ven-

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tils (6k, 65) gegen die Kraft der Feder (U1'_S k1") aus seiner Schließstellung in der es vom Steller (^7, hj^v) festklemmtar ist, von seinem Sitz anhebbar ist.
11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (65) durch Druckbeaufschlagung der Rückseite des Ventilglieds (38') vorzugsweise über eine insbesondere einstellbare Drossel (85) druckausgeglichen ist.
12. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (71) der Einspritzdüse (69) von dem in einer Zuführungsleitung (67) herrschenden Druck, insbesonder gegen die Kraft einer Feder betätigbar ist.