Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 39 00 763 A1 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 Entlastungsraum gesteuert wird.

Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Einspritzventilglied auf, durch das wenigstens eine Einspritzöffnung gesteuert wird und das durch den in einem mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Druckraum herrschenden Druck gegen die Kraft einer 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 ist auf seiner der Schließfeder abgewandten Seite vom Druck im Pumpenarbeitsraum beaufschlagt und gegen die Kraft der Schließfeder in einer Hubbewegung bewegbar. Der Speicherkolben ist von einer Ausgangsstellung bei geringem Druck im Druckraum in den Speicherraum bewegbar, wobei die Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens in den Speicherraum durch einen Anschlag begrenzt ist. Der Speicherkolben weist einen in einer Verbindungsbohrung zwischen dem Speicherraum und dem Pumpenarbeitsraum geführten Schaftteil und außerhalb der Verbindungsbohrung im Speicherraum einen größeren Querschnitt als am Schaftteil auf. Durch einen zwischen der Verbindungsbohrung und dem Schaftteil vorhandenen Drosselspalt wird eine Dämpfung der Ausweichhubbewegung des Pumpenkolbens bewirkt, da hierbei aus dem Pumpenarbeitsraum in den Speicherraum verdrängter Kraftstoff durch den Drosselspalt hindurchtreten muß, was zur Dämpfung der Bewegung des Speicherkolbens führt. Die Dämpfung der Bewegung des Speicherkolbens kann dabei über den Hub des Speicherkolbens konstant sein oder derart, daß die Dämpfung zu Beginn der Ausweichhubbewegung stark ist und dann abnimmt. Es wurde festgestellt, daß die hierbei erzielte Dämpfung nicht ausreichend ist, so daß der Speicherkolben mit hoher Geschwindigkeit auf den Anschlag trifft und hierdurch störende Geräusche verursacht.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Ausbildung des Speicherkolbens mit dem Schaftteil, das den in der Schließstellung des Speicherkolbens in der Verbindungsbohrung angeordneten Schaftabschnitt mit kleinerem Querschnitt und den bei der Ausweichhubbewegung in die Verbindungsbohrung eintauchenden Schaftabschnitt mit größerem Querschnitt aufweist, zu Beginn der Ausweichhubbewegung ein geringere Dämpfung und mit zunehmender Ausweichhubbewegung eine stärkere Dämpfung der Bewegung des Speicherkolbens vorhanden ist, so daß dieser nur mit geringer Geschwindigkeit auf den Anschlag trifft und hierbei kein störendes oder nur ein geringeres Geräusch verursacht.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine stärkere Dämpfung, die erst nach einem Teilausweichhub des Speicherkolbens wirksam wird.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine weitere Verringerung der Geschwindigkeit, mit der der Speicherkolben auf den Anschlag trifft, da die wirksame Querschnittsfläche am Speicherkolben, auf die der Druck im Pumpenarbeitsraum wirkt, beim Eintauchen des Schaftabschnitts mit dem größeren Querschnitt verringert wird.

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 vereinfachter schematischer Darstellung, Figur 2 einen in Figur 1 mit II bezeichneten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung mit einem Speicherkolben in einer Ausgangsstellung, Figur 3 den Speicherkolben in einem Querschnitt entlang Linie III-III in Figur 2 und Figur 4 den Ausschnitt II mit dem Speicherkolben in einer Ausweichstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In den Figuren 1 bis 3 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine 10 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. Der Pumpenarbeitsraum 22 weist eine Verbindung mit einem Entlastungsraum auf, als der beispielsweise der Kraftstoffvorratsbehälter 24 dienen kann, und die von einem elektrisch gesteuerten Ventil 23 gesteuert wird. Das elektrisch gesteuerte Ventil 23 ist mit einer Steuereinrichtung 25 verbunden.

Das Kraftstoffeinspritzventil 12 weist einen Ventilkörper 26 auf, der mehrteilig ausgebildet sein kann, und der mit dem Pumpenkörper 14 verbunden ist. 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 Federraum 46 angeordnet, der sich an die Bohrung 30 anschließt. Der Druckraum 40 ist über einen durch den Ventilkörper 26 und den Pumpenkörper 14 verlaufenden Kanal 48 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden.

Die Schließfeder 44 stützt sich einerseits zumindest mittelbar, beispielsweise über einen Federteller, am Einspritzventilglied 28 und andererseits zumindest mittelbar, beispielsweise ebenfalls über einen Federteller 51, an einem Speicherkolben 50 ab. Der Speicherkolben 50 ist mit seinem der Schließfeder 44 zugewandten Endbereich im Federraum 46 angeordnet und ragt durch eine Bohrung 52 in einer Trennwand 53 zwischen einem Speicherraum 54 und dem Federraum 46 in den Speicherraum 54 hinein. Die Bohrung 52 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Federraum 46 und der Speicherraum 54. Der Speicherkolben 50 weist im Speicherraum 54 einen Bereich 55 mit größerem Durchmesser auf als die Bohrung 52, so daß eine Hubbewegung des Speicherkolbens 50 in den Federraum 46 hinein dadurch begrenzt ist, daß der Bereich 55 des Speicherkolbens 50 an der Trennwand 53 als Anschlag zur Anlage kommt.

Vom Speicherraum 54 führt von dessen dem Federraum 46 abgewandtem Ende eine Verbindungsbohrung 56 zum Pumpenarbeitsraum 22 durch eine Trennwand 57 ab. Die Verbindungsbohrung 56 weist einen kleineren Durchmesser auf als der Bereich 55 des Speicherkolbens 50. Der Speicherkolben 50 weist zur Verbindungsbohrung 56 hin an den Bereich 55 anschließend eine Dichtfläche 58 auf, die beispielsweise etwa kegelförmig ausgebildet ist. Die Dichtfläche 58 wirkt mit der Mündung der Verbindungsbohrung 56 in den Speicherraum 54 an der Trennwand 57 als Sitz zusammen, die ebenfalls etwa kegelförmig ausgebildet sein kann. Der Speicherkolben 50 weist einen in die Verbindungsbohrung 56 ragenden Schaft 60 auf, dessen Durchmesser kleiner als der des Bereichs 55 ist. Der Schaft 60 weist an die Dichtfläche 58 anschließend zunächst einen wesentlich kleineren Durchmesser auf als die Verbindungsbohrung 56 und zu seinem freien Ende hin anschließend einen Schaftteil 62 mit einem Durchmesser, der nur wenig kleiner ist als der Durchmesser der Verbindungsbohrung 56.

Der Schaftteil 62 ist in einen zum freien Ende hin angeordneten Schaftabschnitt 63 mit größerem Querschnitt und einen zum Schaft 60 hin angeordneten Schaftabschnitt 64 mit kleinerem Querschnitt unterteilt. Der im Querschnitt größere Schaftabschnitt 63 weist beispielsweise einen zumindest annähernd kreisrunden Querschnitt auf und ist kreiszylinderförmig ausgebildet. Der im Querschnitt kleinere Schaftabschnitt 64 kann einen ebenfalls zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt jedoch mit kleinerem Durchmesser als der Schaftabschnitt 63 aufweisen und ist kreiszylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise ist der kleinere Querschnitt des Schaftabschnitts 64 durch wenigstens eine Abflachung 65 aus dem Schaftabschnitt 63 gebildet. Es können dabei nur eine, zwei, drei oder mehrere Abflachungen 65 über den Umfang des Schaftabschnitts 64 verteilt vorgesehen sein. Zwischen den Abflachungen 65 ist vorzugsweise der volle Durchmesser des Schaftabschnitts 63 vorhanden, so daß auch der Schaftabschnitt 64 in der Verbindungsbohrung 56 geführt ist. Bei der Herstellung der Schaftabschnitte 63,64 kann von einem kreiszylinderförmigen Schaft ausgegangen werden, der durchgehend den Durchmesser des Schaftabschnitts 63 aufweist und an dem zur Bildung des Schaftabschnitts 64 mit kleinerem Querschnitt die Abflachungen 65 ausgebildet werden. Die Abflachungen 65 enden am Übergang zum Schaftabschnitt 63 am Mantel des Schaftabschnitts 63 in Steuerkanten 66.

Wenn sich der Speicherkolben 50 in einer Ausgangsstellung befindet, in der dieser mit seiner Dichtfläche 58 an der Trennwand 57 an der Mündung der Verbindungsbohrung 56 anliegt. Der Speicherraum 54 ist dabei vom Pumpenarbeitsraum 22 getrennt. In der Ausgangsstellung des Speicherkolbens 50 ist dessen Schaftabschnitt 64 in der Verbindungsbohrung 56 angeordnet und dessen Schaftabschnitt 63 ist zum Pumpenarbeitsraum 22 hin außerhalb der Verbindungsbohrung 56 angeordnet. Der im Pumpenarbeitsraum 22 herrschende Druck wirkt auf die Stirnfläche des Schaftabschnitts 63 und über einen zwischen dem Umfang des Schaftabschnitts 64 und der Verbindungsbohrung 56 vorhandenen Spalt 68 auf die Dichtfläche 58 des Speicherkolbens 50 entsprechend dem Durchmesser der Verbindungsbohrung 58. Der Speicherkolben 50 wird durch die Kraft der Schließfeder 44 gegen den im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck in seiner Ausgangsstellung gehalten, wenn die durch den Druck im Pumpenarbeitsraum 22 auf den Speicherkolben 50 ausgeübte Kraft geringer ist als die Kraft der Schließfeder 44. Der Speicherkolben 50 ist in Figur 2 in seiner Ausgangsstellung dargestellt.

Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 so stark ansteigt, daß die auf den Speicherkolben 50 erzeugte Kraft größer ist als die Kraft der Schließfeder 44, so bewegt sich der Speicherkolben 50 in einer Ausweichbewegung aus dem Pumpenarbeitsraum 22 heraus in den Speicherraum 54. Bei der Ausweichbewegung des Speicherkolbens 50 wird Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 22 in den Speicherraum 54 verdrängt, der durch den Spalt 68 zwischen dem Schaftabschnitt 64 des Speicherkolbens 50 und der Verbindungsbohrung 56 hindurchtreten muß. Hierdurch wird eine Dämpfung der Ausweichbewegung des Speicherkolbens 50 erreicht. Wenn der Speicherkolben 50 mit seiner Dichtfläche 58 von der Mündung der Verbindungsbohrung 56 an der Trennwand 57 abgehoben hat, so wird der im Durchmesser größere Bereich 55 des Speicherkolbens 50 von dem im Pumpenarbeitsraum 22 herrschenden Druck verringert durch die Druckverluste bei der Drosselung durch den Spalt 68 beaufschlagt, so daß eine größere Kraft auf den Speicherkolben 50 gegen die Schließfeder 44 wirkt. Der Schaftabschnitt 64 des Speicherkolbens 50 mit größerem Querschnitt ist zu Beginn der Ausweichbewegung des Speicherkolbens 50 außerhalb der Verbindungsbohrung 56 angeordnet. Nach einem Teilausweichhub hl des Speicherkolbens 50 taucht der Schaftabschnitt 63 in die Verbindungsbohrung 56 ein, zwischen dem und der Verbindungsbohrung 56 nur noch ein sehr kleiner Spalt 68 verbleibt, so daß auf den Bereich 55 des Speicherkolbens 50 nur noch ein geringer Druck wirkt und der Druck im Pumpenarbeitsraum 22 nur noch auf die Stirnfläche des Schaftabschnitts 63 wirkt. Hiedurch wird die Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens 50 stark gedämpft, so daß dieser mit seinem Bereich 55 nur mit geringer Geschwindigkeit auf die Trennwand 53 trifft, die einen Anschlag zur Begrenzung der Ausweichhubbewegung des Speicherkolbens 50 bildet. In Figur 3 ist der Speicherkolben 50 mit seinem maximalen Ausweichhub dargestellt.

In der Verbindung des Druckraums 40 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 über den Kanal 49 kann eine Drosselstelle 49 vorgesehen sein. Die Drosselstelle 49 kann auch entfallen, so daß der Druckraum 40 eine ungedrosselte Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 aufweist. Die Verbindung der Verbindungsbohrung 56, in der der Schaftteil 62 des Speicherkolbens 50 angeordnet ist, mit dem Pumpenarbeitsraum 22 erfolgt ebenfalls über die Drosselstelle 49. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Druckraum 40 eine ungedrosselte Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 22 aufweist und die Verbindungsbohrung 56 über die Drosselstelle 49 mit dem Pumpenarbeitsraum 22 verbunden ist.

Nachfolgend wird die Funktion der Kraftstoffeinspritzeinrichtung erläutert. Der Pumpenarbeitsraum 22 wird während des Saughubs des Pumpenkolbens 18 mit Kraftstoff gefüllt. 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 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 seiner Ausgangsstellung. 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 seine Ausweichhubbewegung aus und bewegt sich in den Speicherraum 54. Hierbei wird ein Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 22 verursacht und außerdem die Vorspannung der Schließfeder 44 erhöht, die sich am Speicherkolben 50 abstützt. Durch den Druckabfall im Pumpenarbeitsraum 22 und im Druckraum 40 ergibt sich eine geringere Kraft in Öffnungsrichtung 29 auf das Einspritzventilglied 28 und infolge der 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 im wesentlichen vom Öffnungsdruck des Speicherkolbens 50 bestimmt, das ist der Druck im Pumpenarbeitsraum 22, bei dem der Speicherkolben 50 seine Ausweichhubbewegung beginnt. Der Öffnungshub des Einspritzventilglieds 28 während der Voreinspritzung kann durch eine Dämpfungseinrichtung hydraulisch begrenzt sein. Eine solche Dämpfungseinheit ist durch die DE 39 00 762 AI sowie die korrespondierende US- 5,125,580 sowie die DE 39 00 763 A1 sowie die korrespondierende US-5,125,581 bekannt, deren Inhalt hiermit zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gehört.

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 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 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. Der zeitliche Versatz zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung ist hauptsächlich durch den Ausweichhub des Speicherkolbens 50 bestimmt.