In Dieselmotoren wird Luft angesaugt und verdichtet. Am Ende des Verdichtungshubes wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Verbrennungsraum eingespritzt, wo sich das Gemisch aus Luft und Kraftstoff selbst entzündet. Die Aufbereitung des Luft-Kraftstoff- Gemischs beeinflusst wesentlich den Kraftstoffverbrauch, die Abgaszusammensetzung und das Verbrennungsgeräusch des Dieselmotors. An der Qualität der Gemischaufbereitung ist das Kraftstoffeinspritzsystem stark beteiligt.

In Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystemen fördert eine Hochdruckpumpe, eventuell unter Zuhilfenahme einer

Vorförderpumpe, den einzuspritzenden Kraftstoff aus einem Tank in den zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher, der als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Kraftstoffleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Die Injektoren werden in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine einzeln von der Motorelektronik angesteuert, um Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen.

Der Einspritzverlauf wirkt sich auf die Gemischbildung und den Ablauf der Verbrennung aus. Der Begriff "Einspritzverlauf"kennzeichnet den Verlauf der in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit vom Kurbel-bzw. Nockenwinkel. Eine Hauptgröße des Einspritzverlaufs ist die Einspritzdauer. Diese umfasst die Dauer der Einspritzung in Grad Kurbel-bzw. Nockenwinkel oder Millisekunden, während der der jeweilige Injektor geöffnet ist und Kraftstoff in den Brennraum strömt.

Die Formung des Einspritzverlaufs kann druckgesteuert erfolgen. Bei der druckgesteuerten Einspritzverlaufsformung wird in den Injektoren an der Einspritzdüse ein variabler Einspritzdruck erzeugt. Der variable Einspritzdruck wird durch ein Drucksteuerventil realisiert, das in jeden Injektor integriert ist. Das Drucksteuerventil kann z. B. über einen Magnetaktor oder einen Piezoaktor betätigt werden.

Bei dieser dezentralen Drucksteuerung an jedem Injektor hat sich als nachteilig erwiesen, dass für die Aktoren der Drucksteuerventile relativ viel Bauraum benötigt wird.

Außerdem verursachen die Drucksteuerventile verhältnismäßig hohe Kosten bei der Herstellung der Injektoren.

Aufgabe der Erfindung ist. es, ein Kraftstoffeinspritzsystem

bereitzustellen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Dennoch soll es mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem möglich sein, den Einspritzverlauf mindestens genausogut zu formen wie bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzsystemen.

Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail-System, zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit mehreren Zylindern, dadurch gelöst, dass eine Ventilanordnung zur Einspritzverlaufsformung, insbesondere ein Injektor zur Druckmodulation, über ein Hochdruckleitungssystem, in dem ein zentrales Verteilerelement angeordnet ist, mit mehreren Injektoren verbunden ist, aus denen die Einspritzung erfolgt.

Vorteile der Erfindung Bei dem erfindungsgemäßen Einspritzsystem erfolgt die Formung des Einspritzverlaufes, insbesondere die Druckmodulation, zentral und nicht separat für jeden Zylinder. Das liefert den Vorteil, dass nur ein Drucksteuerventil für die gesamte Brennkraftmaschine benötigt wird. Die eigentliche Einspritzung erfolgt durch separate Injektoren, von denen jeweils einer pro Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Am Ende des Einspritzvorgangs schließt der Injektor zur Einspritzbverlaufsformung, wodurch kein Kraftstoff mehr in das Hochdruckleitungssystem gefördert wird.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren, aus denen die Einspritzung erfolgt, von herkömmlichen Düsenhalterkombinationen gebildet werden. Der Grundaufbau einer Düsenhalterkombination setzt sich aus Düsenhalter und

Einspritzdüse zusammen. Die Einspritzdüse umfasst einen Düsenkörper mit einer Führungsbohrung, in der eine Düsennadel verschiebbar geführt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können sowohl sogenannte Einfederhalter als auch Zweifederhalter verwendet werden.

Die herkömmlichen Düsenhalterkombinationen haben den Vorteil, dass sie nur wenig Bauraum benötigen und kostengünstig herstellbar sind.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilanordnung zur Einspritzverlaufsformung eine Düsennadel hin-und herbewegbar aufgenommen ist, deren Nadelhub steuerbar ist.

Dadurch wird erreicht, dass der Injektor zur Einspritzverlaufsformung als variable Drossel arbeitet. Der Druck in dem Hochdruckleitungssystem ist vom Nadelhub des Injektors zur Einspritzverlaufsformung abhängig.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerelement von einer Verteilerwelle oder einem Magnetventil gebildet wird. Durch das Verteilerelement wird der von dem Injektor zur Einspritzverlaufsformung bereitgestellte Druck auf die Injektoren, aus denen die Einspritzung erfolgt, verteilt.

Die Verteilerwelle ist z. B. mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dem Magnetventil kann es sich um ein einfaches Magnetventil handeln. An die Schaltgeschwindigkeiten des Magnetventils müssen keine hohen Anforderungen gestellt werden. Dadurch werden die Herstellkosten gering gehalten.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hochdruckleitungssystem zwischen der Ventilanordnung zur Einspritzverlaufsformung und dem Verteilerelement ein Absteuerventil vorgesehen ist.

Das Absteuerventil kann magnet-oder piezogesteuert sein

und ist während des Druckaufbaus in dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem geschlossen. Erst am Ende des Einspritzvorgangs wird das Absteuerventil geöffnet. Bei geöffnetem Absteuerventil wird der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff aus dem Hochdruckleitungssystem in das Lecköl abgeblasen. Dadurch wird der Druck in dem Hochdruckleitungssystem schnell abgebaut.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruckleitungssystem über das Verteilerelement mit einer Förderpumpe verbunden ist. Die Förderpumpe dient dazu, die Leitungen des Hochdruckleitungssystems, die gerade nicht an der Einspritzung beteiligt sind, mit Druck zu beaufschlagen.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Absteuerventil mit dem Verteilerelement verbunden ist und dass zwischen dem Absteuerventil und dem Verteilerelement ein Puffervolumen vorgesehen ist. Dadurch werden die Verluste des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems gering gehalten und der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht. Die Auslegung des Puffervolumens hat einerseits derart zu erfolgen, dass ein Druckanstieg in dem Hochdruckleitungssystem zwischen dem Verteilerelement und den Injektoren, aus denen momentan keine Einspritzung erfolgt, über den Öffnungsdruck des momentan aktivierten Injektors vermieden wird. Außerdem ist darauf zu achten, dass der Druckabbau in dem Hochdruckleitungssystem zwischen dem Verteilerelement und dem momentan aktivierten Injektor, aus dem die Einspritzung erfolgt, schnell genug erfolgt.

Das erfordert ein großes Puffervolumen. Andererseits kann ein zu großes Puffervolumen dazu führen, dass der Druck in dem Hochdruckleitungssystem zwischen dem Verteilerelement und den Injektoren, aus denen momentan keine Einspritzung erfolgt, zu gering für eine Wiederbefüllung in dem Zeitraum

zwischen zwei Einspritzungen ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Zeichnung- In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 ein Hydraulikschaltbild eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ; und Fig. 2 ein Hydraulikschaltbild eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der Ausführunqsbeispiele In Fig. 1 ist ein Injektor zur Formung des Einspritzverlaufs mit 1 bezeichnet. Der Injektor 1 zur Formung des Einspritzverlaufs wird im Folgenden als EVF- Injektor bezeichnet. Der EVF-Injektor 1 wird über einen Hochdruckanschluss 2 aus einem (nicht dargestellten) zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher mit Kraftstoff versorgt.

Von dem EVF-Injektor 1 führt eine Hochdruckleitung 3 zu einem Verteilerelement 4. Von dem Verteilerelement 4 gehen

vier Hochdruckleitungen 5, 6, 7 und 8 aus. Die Hochdruckleitungen 5, 6, 7 und 8 führen zu Injektoren 9, 10, 11 und 12. Die Injektoren 9, 10, 11 und 12 dienen dazu, den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff in die (nicht dargestellten) Brennräume der Brennkraftmaschine einzuspritzen.

In die Hochdruckleitung 3 ist ein Absteuerventil 13 eingebaut. Über das Absteuerventil 13 kann der Druck in der Hochdruckleitung 3 bei Bedarf schnell abgebaut werden. Der Kraftstoff aus der Hochdruckleitung 3 gelangt über das Absteuerventil 13 zurück in einen Kraftstofftank 16.

Aus dem Kraftstofftank 16 kann Kraftstoff mit Hilfe einer Förderpumpe 15 über eine Hochdruckleitung 14 zu dem Verteilerelement 4 gefördert werden. Dadurch können die Hochdruckleitungen 5, 6, 7 und 8, die gerade nicht an der Einspritzung beteiligt sind, mit Druck beaufschlagt werden.

Zentrales Element der Erfindung ist der EVF-Injektor 1, der als variable Drossel eingesetzt wird. Der so in der Hochdruckleitung 3 erzeugte Druck ist dabei ungefähr eine Funktion des Nadelhubs des EVF-Injektors 1. Das Absteuerventil 13 ist zunächst noch geschlossen. Der modulierte Druck in der Hochdruckleitung 3 wird über das Verteilerelement 4 auf die Hochdruckleitungen 5, 6, 7 und 8 verteilt.

Im vorliegenden Fall wird das Verteilerelement 4 von einer mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine (oder der Hochdruckpumpe) verbundenen Verteilerwelle gebildet.

Stattdessen können auch einfache Magnetventile eingesetzt werden, wobei keine hohen Anforderungen an deren Schaltgeschwindigkeiten gestellt werden müssen.

Wenn der Einspritzvorgang beendet werden soll, schließt der

EVF-Injektor 1, wodurch kein Kraftstoff mehr in die Hochdruckleitung 3 gefördert wird. Damit sich der Druck in der Leitung 3 dabei möglichst schnell abbaut, wird das magnetgesteuerte Absteuerventil 13 geöffnet und der Kraftstoff fließt zurück in den Kraftstofftank 16.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ähnelt dem in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzsystem. Der Einfachheit halber werden zur Bezeichnung gleicher Teile dieselben Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird außerdem auf die vorstehende ausführliche Beschreibung von Fig. 1 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unteschiede zwischen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen verwiesen.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von dem vorab beschriebenen Kraftstoffeinspritzsystem dadurch, dass das Absteuerventil 13 über eine Kraftstoffleitung 19, ein Puffervolumen 18 und die Kraftstoffleitung 14 mit dem Verteilerelement 4 verbunden ist. Das heißt, der abgesteuerte Kraftstoff des Absteuerventils 13 fließt nicht, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzsystem, in das Lecköl bzw. den Kraftstofftank 16 zurück. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzsystem wird die Leckmenge in das Puffervolumen 18 abgeblasen.

Die Auslegung des Puffervolumens 18 hat dabei derart zu erfolgen, dass ein Druckanstieg in den Kraftstoffhochdruckleitungen 5, 6 und 7 über den Öffnungsdruck der angeschlossenen Injektoren 9, 10 und 11 vermieden wird und der Druckabbau in der Hochdruckleitung 8 schnell genug ist. Dies erfordert ein großes Puffervolumen 18. Andererseits kann ein zu großes Puffervolumen 18 dazu führen, dass der Druck in den Hochdruckleitungen 9, 10 und 11 zu gering für eine Wiederbefüllung im Zeitraum zwischen zwei Einspritzungen ist.