Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 198 44 891 A bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Kraftstoffhochdruckpumpe und ein Kraftstoffeinspritzventil für einen Zylinder der Brennkraftmaschine auf. Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen durch die Brennkraftmaschine angetriebenen, einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben auf, wobei durch ein elektrisch gesteuertes Ventil eine Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit einem Entlastungsbereich gesteuert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den in einem eine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum aufweisenden Druckraum herrschenden Druck gegen die Kraft einer in einem Federraum angeordneten Schließfeder in einer Öffnungsrichtung bewegbar ist. Die Schließfeder stützt sich einerseits zumindest mittelbar am Einspritzventilglied und andererseits zumindest mittelbar an einem Speicherkolben ab.

Der Speicherkolben begrenzt auf seiner der Schließfeder abgewandten Seite einen Speicherraum, der eine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum aufweist und ist gegen die Kraft der Schließfeder in den Federraum bewegbar. Der Federraum weist über eine Drosselstelle eine Verbindung mit einem Niederdruckbereich auf, wobei der Niederdruckbereich mit einem Kraftstoffzulauf verbunden ist. Der Speicherkolben ermöglicht eine Voreinspritzung von Kraftstoff, indem dieser bei ansteigendem Druck im Pumpenarbeitsraum durch den im Speicherraum herrschenden Druck in den Federraum bewegt wird. Bei steigendem Druck im Pumpenarbeitsraum und damit im Druckraum des Kraftstoffeinspritzventils öffnet dessen Einspritzventilglied zunächst für die Voreinspritzung. Bei der Bewegung des Speicherkolbens in den Federraum wird die Vorspannung der Schließfeder und der im Federraum herrschende Druck erhöht, so daß das Einspritzventilglied wieder schließt. Bei weiterem Druckanstieg im Pumpenarbeitsraum und im Druckraum öffnet das Einspritzventilglied gegen die erhöhte Vorspannung der Schließfeder und es erfolgt eine Haupteinspritzung von Kraftstoff. Die Kraftstoffmenge, die bei der Voreinspritzung eingespritzt wird, ist in einem Kennfeld abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere der Drehzahl, vorgegeben. Es wurde festgestellt, daß die Kraftstoffeinspritzmenge bei der Voreinspritzung dabei wesentlich von Druckschwankungen im Federraum beeinflußt wird, die wiederum durch Druckschwankungen im Niederdruckbereich verursacht werden. Diese Druckschwankungen werden durch Schwankungen im Zulaufdruck und durch den Schließvorgang des Steuerventils ausgelöst, wenn der Pumpenarbeitsraum vom Entlastungsbereich getrennt wird. Da die Verbindung des Federraums mit dem Niederdruckbereich sehr kurz ist und direkt in den Niederdruckbereich mündet, werden die Druckschwankungen im Niederdruckbereich nahezu unvermindert in den Federraum übertragen. Durch die Druckschwankungen im Federraum wird es erschwert bei der Voreinspritzung die im Kennfeld vorgegebene Kraftstoffeinspritzmenge zu erreichen.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Druckschwankungen im Federraum durch die Verbindung des Federraums mit dem Niederdruckbereich mit großer Länge verringert sind und damit die Kraftstoffeinspritzmenge bei der Voreinspritzung genauer eingehalten werden kann. i In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 ermöglicht eine große Länge des Kanals der Verbindung des Federraums mit dem Niederdruckbereich.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in einem ersten Längsschnitt, Figur 2-die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem zweiten Längsschnitt und Figur 3 die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in einem Querschnitt entlang Linie III-III in Figur 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den Figuren 1 bis 3 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine weist einen oder mehrere Zylinder auf, wobei für jeden Zylinder eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und einem Kraftstoffeinspritzventil 12 vorgesehen ist. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 und das Kraftstoffeinspritzventil 12 sind zu einer sogenannten Pumpe-Düse-Einheit zusammengefaßt. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Pumpenkörper 14 auf, in dem in einem Zylinder 16 ein Pumpenkolben 18 dicht geführt ist, der durch einen Nocken 20 einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 19 in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben 18 begrenzt im Zylinder 16 einen Pumpenarbeitsraum 22, in dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff unter Hochdruck verdichtet wird. Dem Pumpenarbeitsraum 22 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 18 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 24 zugeführt, beispielsweise mittels einer Förderpumpe 21. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist eine Verbindung mit einem Entlastungsbereich auf, als der beispielsweise ein Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann, und die von einem elektrisch betätigten Steuerventil 23 gesteuert wird. Das Steuerventil 23 ist mit einer elektronischen Steuereinrichtung 25 verbunden.

Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und der mit dem Pumpenkörper 14, beispielsweise unter Zwischenlage wenigstens eines Zwischenkörpers 27, verbunden ist. Zwischen dem Zwischenkörper 27 und dem Pumpenkörper 14 kann noch eine Scheibe 15 angeordnet sein. Im Ventilkörper 26 ist in einer Bohrung 30 ein Einspritzventilglied 28 längsverschiebbar geführt. Die Bohrung 30 verläuft zumindest annähernd parallel zum Zylinder 16 des Pumpenkörpers 14, kann jedoch auch geneigt zu diesem verlaufen. 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, beispielsweise ebenfalls etwa kegelförmigen 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 zum Ventilsitz 36 weisende 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 durch eine Bohrung 47 gebildeten Federraum 46 eines Federhaltekörpers 45 angeordnet, der einen Teil des Ventilkörpers 26 bildet und der sich an die Bohrung 30 anschließt. Zwischen dem Ventilkörper 26 und dem Federhaltekörper 45 können ein oder mehrere Scheiben 43 angeordnet sein. Der Druckraum 40 weist wie in Figur 2 dargestellt eine durch den Ventilkörper 26, die Scheiben 43, den Federhaltekörper 45, den Zwischenkörper 27, die Scheibe 15 und den Pumpenkörper 14 verlaufende Verbindung 48 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf.

Die Schließfeder 44 stützt sich einerseits zumindest mittelbar, beispielsweise über einen Federteller, am Einspritzventilglied 28 und andererseits zumindest mittelbar, beispielsweise ebenfalls über einen Federteller, an einem Speicherkolben 50 ab. Der Speicherkolben 50 ist in einer sich koaxial an den Federraum 46 anschließenden Bohrung 51 im Zwischenkörper 27 dicht geführt und begrenzt mit seiner der Schließfeder 44 abgewandten Stirnseite in der Bohrung 51 einen Speicherraum 52. Der Speicherraum 52 weist eine durch den Zwischenkörper 27, die Scheibe 15 und den Pumpenkörper 14 verlaufende Verbindung 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 auf.

Der Ventilkörper 26 und der Pumpenkörper 14 sind mittels einer Spannmutter 60 unter Zwischenlage des Federhaltekörpers 45, des Zwischenkörpers 27 sowie der Scheibe 15 miteinander verbunden und verspannt. Die Spannmutter 60 übergreift den Ventilkörper 26 und ist auf ein am Pumpenkörper 14 ausgebildetes Außengewinde aufgeschraubt. Zwischen der Spannmutter 60 und dem Ventilkörper 26 ist auf Höhe des Druckraums 40 und der Bohrung 30, in der das Einspritzventilglied 28 dicht geführt ist, ein Ringraum 62 gebildet. Die Spannmutter 60 weist im Bereich des Ringraums 62 in ihrem Umfang eine Vielzahl von Öffnungen 64 mit jeweils geringem Querschnitt auf, die Filteröffnungen bilden. Die Spannmutter 60 ist im Bereich des Ringraums 62 auf ihrer Aussenseite von einem weitere Ringraum 66 umgeben, der zwischen der Spannmutter 60 und einer Bohrung 68 in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gebildet ist, in die die Kraftstoffeinspritzeinrichtung eingesetzt ist. In den Ringraum 66 mündet ein Kraftstoffzulauf von der Förderpumpe 21 her. Der durch die Förderpumpe 21 zugeführte Kraftstoff gelangt durch die Filteröffnungen 64 in den Ringraum 62 und aus diesem über Kanäle 70 in den Scheiben 43, im Federhaltekörper 45, im Zwischenkörper 27, in der Scheibe 50 sowie im Pumpenkörper 14 in einen Ventilraum 72 des Steuerventils 23. Durch ein Steuerventilglied 74 ist der Ventilraum 72 wahlweise je nach Schaltstellung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbindbar und vom Pumpenarbeitsraum 22 trennbar. Der Ventilraum 72 weist ausserdem eine Verbindung mit einem Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 auf.

Der Ringraum 62 bildet einen Niederdruckbereich, mit dem der Federraum 46 verbunden ist. Im Federhaltekörper 45 ist wie in Figur 1 dargestellt ein Kanal 76, beispielsweise in Form einer Bohrung, ausgebildet, der sich entlang dem Federraum 46 erstreckt. Der Kanal 76 setzt sich durch die Scheiben 43 fort und mündet in den Ringraum 62. Der Kanal 76 endet andererseits am Zwischenkörper 27. Der Federraum 46 ist mit dem Kanal 76 über eine Drosselstelle 78 verbunden, die nahe dem dem Speicherkolben 50 zugewandten Ende des Federraums 46 angeordnet ist. Der Kanal 76 erstreckt sich somit vom dem Speicherkolben 50 zugewandten Endbereich des Federraums 46 bis zum Ringraum 62 und weist eine große Länge auf. Der Niederdruckbereich 62 ist in Richtung der Längsachse 13 des Kraftstoffeinspritzventils 12 mit Abstand vom Federraum 46 angeordnet. Der Federraum 46 ist somit über den langen Kanal 76 mit dem den Niederdruckbereich bildenden Ringraum 62 verbunden, wobei der Kanal 76 einen Dämpfungsraum bildet, in dem Druckschwankungen im Ringraum 62 abgeschwächt werden, so dass diese nur zu geringen Druckschwankungen im Federraum 46 führen.

Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Der Pumpenarbeitsraum 22 wird während des Saughubs des Pumpenkolbens 18 bei geöffnetem Steuerventil 23 mit Kraftstoff gefüllt. Dabei gelangt der durch die Förderpumpe 21 geförderte Kraftstoff in den Ringraum 66, tritt durch die Filteröffnungen 64 hindurch in den Ringraum 62 und gelngt aus diesem über die Kanäle 70 in den Ventilraum 72 und aus diesem in den Pumpenarbeitsraum 22. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 18 ist das Steuerventil 23 zunächst geöffnet, so dass sich im Pumpenarbeitsraum 22 kein Hochdruck aufbauen kann. Wenn die Kraftstoffeinspritzung beginnen soll, so wird das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 geschlossen, so dass der Pumpenarbeitsraum 22 vom Ventilraum 72 und damit vom Kraftstoffzulauf und vom Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 getrennt ist und sich in diesem Hochdruck aufbaut. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 so hoch ist, dass die über die Druckschulter 42 auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Kraft in Öffnungsrichtung 29 größer ist als die Kraft der Schließfeder 44, so bewegt sich das Einspritzventilglied 28 in Öffnungsrichtung 29 und gibt die wenigstens eine Einspritzöffnung 32 frei, durch die Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders eingespritzt wird. Der Speicherkolben 50 befindet sich hierbei in einer Ausgangsstellung, in der dieser am nächsten zur Scheibe 15 angeordnet ist. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt nachfolgend entsprechend dem Profil des Nockens 20 weiter an.

Wenn die durch den im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck auf den Speicherkolben 50 ausgeübte Kraft größer wird als die durch die Schließfeder 44 auf den Speicherkolben 50 ausgeübte Kraft, so führt der Speicherkolben 50 eine Ausweichhubbewegung aus und bewegt sich von der Scheibe 15 weg in den Federraum 46 hinein, wobei der Speicherraum 52 vergrößert wird. Hierbei wird eine Druckerhöhung im Federraum 46 verursacht, da aus diesem wegen der Drosselstelle 78 nur verzögert Kraftstoff ausströmen kann, und ausserdem die Vorspannung der Schließfeder 44 erhöht, die sich am Speicherkolben 50 abstützt. Der im Federraum 46 herrschende Druck erzeugt über den Federteller, über den sich die Schließfeder 44 am Einspritzventilglied 28 abstützt, eine in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Kraft. Durch den Druckanstieg im Federraum 46 und die Erhöhung der Vorspannung der Schließfeder 44 ergibt sich eine erhöhte Kraft in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied 28, so dass dieses wieder in Schließrichtung bewegt wird, mit seiner Dichtfläche 34 am Ventilsitz 36 zur Anlage kommt und die Einspritzöffnungen 32 verschließt, so dass die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 12 ist dabei nur für eine kurze Zeitdauer geöffnet und es wird nur eine geringe Menge Kraftstoff als Voreinspritzung in den Brennraum eingespritzt. Die eingespritzte Kraftstoffmenge ist unter anderem von dem im Federraum 46 herrschenden Druck abhängig, der wie vorstehend angegeben eine in Schließrichtung auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Kraft erzeugt. Beim Schließen des Steuerventils 23 zu Beginn der Hochdruckförderung des Pumpenkolbens 18 kommt es im den Niederdruckbereich bildenden Ringraum 62 zu einem Druckanstieg, der jedoch infolge des langen Kanals 76 und der Drosselstelle 78 nicht oder nur in geringem Masse zu einem Druckanstieg im Federraum 46 führt und somit die bei der Voreinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge nur wenig beeinflusst. Bei einer direkten Verbindung des Federraums 46 mit dem Niederdruckbereich 62 wie beim Stand der Technik würde der Druckanstieg im Niederdruckbereich 62 zu einem starken Druckanstieg im Federraum 46 führen, was zu einer starken Verringerung der bei der Voreinspritzung eingespritzten Kraftstoffmenge führt, so dass nicht die im Kennfeld vorgegebene Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann.

Der Öffnungshub des Einspritzventilglieds 28 während der Voreinspritzung kann durch eine Dämpfungseinrichtung hydraulisch begrenzt sein. Das Einspritzventilglied 28 taucht dabei mit einem Druckzapfen 80 in einen kraftstoffgefüllten Dämpfungsraum 82, der von einem durch eine Stirnfläche der Scheibe 43 gebildeten ortsfesten Absatz 84 begrenzt ist, der dabei einen Hubanschlag für eine Ringschulter 86 am Einspritzventilglied 28 bildet. Dabei ist zwischen der Wand des Dämpfungsraums 82 und dem Druckzapfen 80 ein Drosselquerschnitt gebildet, der als Flächenanschliff 88 ausgebildet ist und über den der Dämpfungsraum 82 mit dem Federraum 46 verbunden ist. Der Flächenanschliff 88 am Druckzapfen 80 weist einen axialen Abstand zur Ringschulter 86 am Einspritzventilglied 28 auf, in dessen Bereich der Druckzapfen 80 dem Durchmesser der Bohrung in der Scheibe 43 entspricht, so dass eine Steuerkante 90 gebildet ist, deren Überfahren über den Absatz 84 das Zusteuern des hydraulischen Dämpfungsraums 82 steuert. Bei der Voreinspritzung durchläuft das Einspritzventilglied 28 nur einen Teilöffnungshub, der durch das Überfahren der Steuerkante 90 am Einspritzventilglied 28 über den Absatz 84 der Scheibe 43 begrenzt wird, in dessen Folge der Dämpfungsraum 82 zugesteuert wird, so dass sich die Schließkraft auf das Einspritzventilglied 28 erhöht.

Der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 steigt nachfolgend weiter an entsprechend dem Profil des Nockens 20, so daß die auf das Einspritzventilglied 28 wirkende Druckkraft in Öffnungsrichtung 29 wieder zunimmt und die infolge der erhöhten Vorspannung der Schließfeder 44 und dem erhöhten Druck im Federraum 46 erhöhte Schließkraft übersteigt, so daß das Kraftstoffeinspritzventil 12 wieder öffnet. Dabei wird eine größere Kraftstoffmenge über eine längere Zeitdauer eingespritzt als während der Voreinspritzung. Die Zeitdauer und die während dieser Haupteinspritzung eingespritzte Kraftstoffmenge werden durch den Zeitpunkt bestimmt, zu dem das Steuerventil 23 durch die Steuereinrichtung 25 wieder geöffnet wird. Nach dem Öffnen des Steuerventils 23 ist der Pumpenarbeitsraum 22 wieder mit dem Rücklauf zum Kraftstoffvorratsbehälter 24 verbunden, so dass dieser entlastet ist und das Kraftstoffeinspritzventil 12 schließt. Der Speicherkolben 50 wird durch die Kraft der Schließfeder 44 wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.