Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen Technisches Gebiet Bei der Speichereinspritzung oder"Common-Rail-Einspritzung"sind Druckerzeugung und Einspritzung entkoppelt. Der Einspritzdruck wird unabhängig von der Motordrehzahl und der Einspritzmenge erzeugt und steht im"Rail"-dem Kraftstoffspeicher-für die Ein- spritzung bereit. Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge werden im elektronischen Steuer- gerät berechnet und'von einem Injektor an jedem Motorzylinder umgesetzt. Der Injektor hat die Aufgabe, Spritzbeginn und Einspritzmenge einzustellen.

Neben der Ansteuerung des Injektors über ein Piezoelement ist die Ansteuerung des Injek- tors über ein Magnetventil bekannt. Während bei Magnetventilen ausreichend große Ven- tilhübe zur Verwendung des Magnetventils als Steuerventil erzeugt werden können, sind bei einer Steuerung eines Injektors mit einem Piezoelement zusätzliche Maßnahmen zu treffen. Dies hat den Grund, dass mit einem Piezoelement nur ein sehr geringer Hub er- zeugbar ist, welcher bezüglich der Länge des Piezoelements im Promillebereich liegt. Die- ser geringe Hub muss für die Betätigung des Stellventils beim kontinuierlichen Betrieb des Injektors transformiert werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein hydraulischer Übersetzer verwendet.

Stand der Technik Im Stand der Technik werden Steuer-und Leckagemengen des oder der Injektoren über einen drucklosen Kraftstoffrücklauf abgeführt und in den Kraftstofftank eingespeist. Bei manchen Injektoren für Dieselmotoren muss das Lecköl im Injektor jedoch einen definier- ten Druck haben. Zu diesen Injektoren zählen piezogesteuerte Common-Rail-Injektoren.

Bei diesen Injektoren ist zwischen Piezoaktor und Steuerventil ein hydraulischer Koppler angeordnet, der den Stellweg des Piezoaktors vergrößert. Dazu ist ein Kopplerraum vor- handen, dessen Befüllung einen definierten, über dem Umgebungsdruck liegenden Lecköl- druck erfordert.

Aus DE-A 199 52 513 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit min- destens einem Injektor, der oder die mit einem drucklosen Kraftstoffrücklauf verbunden

sind, bekannt. Zwischen dem oder den Injektoren und dem Kraftstoffrücklauf sind Mittel zum Aufrechterhalten eines Lecköldrucks in dem oder den Injektoren vorhanden. Insbe- sondere sind die Mittel zum Aufrechterhalten eines Lecköldrucks in dem oder in den Injek- toren eines oder mehrerer Druckhalteventile.

DE-A 101 04 634 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruckanschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, wobei die Niederdruckanschlüsse in eine Sammelleitung münden, mit einem zwischen Sammelleitung und einem drucklosen Kraftstoffrücklauf an- geordneten Druckhalteventil, wobei die Sammelleitung als Druckspeicher ausgebildet ist.

Bei diesen Kraftstoffeinspritzsystemen nach dem Stand der Technik ist die Druckbelastung des Druckhalteventils zum Halten des Druckes auf der Niederdruckseite der Injektoren mit bis zum 20 bar sehr hoch. Ebenso wird die Sammelleitung (Rücklauf-Rail) sowie der Aktor und ein gegebenenfalls vorhandener Balg durch diesen Druck hohen Belastungen ausge- setzt.

Darstellung der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem vermeidet die im Stand der Technik auf- tretenden Nachteile und ermöglicht eine Druckentlastung von mehren Systemkomponen- ten, insbesondere des Aktors und/oder der Sammelleitung und/oder des Druckhalteventils und/oder des Balgs. Vorteilhaft ist ferner, dass das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritz- system für Common-Rail-Systeme einsetzbar ist, bei denen entweder mindestens ein Druckhalteventil oder mindestens eine Elektrokraftstoffpumpe den Injektor-Kopplerraum zur Befüllung unter einen dafür notwendigen Druck setzt. Dabei kann gegebenenfalls das Druckhalteventil entfallen und sich daraus eine Kostenersparnis ergeben, wobei der Funk- tionsumfang auch ohne Druckhalteventile beibehalten wird. Weitere Vorteile des erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems sind, dass keine zusätzlich bewegten Innenteile benötigt werden und somit Verschleiß und ein hoher Fertigungsaufwand vermieden wer- den. Ferner sind keine zusätzlichen Einstellvorgänge gegenüber dem Kraftstoffeinspritzsys- tem nach dem Stand der Technik erforderlich.

Diese Vorteile werden erfindungsgemäß erreicht durch ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Injektoren, wobei die Injektoren je einen Hochdruck- anschluss und je einen Niederdruckanschluss aufweisen, wobei die Niederdruckanschlüsse in mindestens eine Sammelleitung münden, mit einem zwischen der Sammelleitung und

einem drucklosen Kraftstoffrücklauf angeordneten Mittel zum Aufrechterhalten des Kraft- stoffdrucks, wobei zwischen dem Niederdruckanschluss jedes Injektors und dem Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdrucks mindestens eine Drossel angeordnet ist.

Durch die mindestens eine Drossel ist gewährleistet, dass sich der auf der Niederdruckseite des Injektors notwendige Druck in hohen Lastpunkten einstellt. Bei kleinen Lastpunkten gewährleistet dies das Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdrucks. Da durch die Drossel die hohen Drücke dargestellt werden, werden nach der Drossel nur noch die gerin- gen Drücke des Mittels zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdruckes benötigt, was dann auch die wesentliche Entlastung des gesamten Niederdrucksystems bewirkt.

Neben den oben aufgeführten Vorteilen hat das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsys- tem den weiteren Vorteil, dass der Fertigungsanspruch für die mindestens eine Drossel sehr gering ist.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass alle Injektoren über ihre Nieder- druckanschlüsse mit einer gemeinsamen Sammelleitung verbunden sind. Dabei kann zwi- schen der Sammelleitung und dem jeweiligen Injektor eine Verbindungsleitung vorhanden sein, um die Sammelleitung kurz und von einfacher Geometrie gestalten zu können. In der Variante des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems mit einer einzigen Sammellei- tung für alle Injektoren genügt es, eine Drossel zwischen dem Niederdruckanschluss des Injektors und dem Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdrucks, insbesondere in der gemeinsamen Sammelleitung, vorzusehen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Sammelleitungen vorgesehen.

Beispielsweise kann jeweils einer Zylinderbank eines V-Motors eine eigene Sammelleitung zugeordnet sein. Dies Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems hat gegebenenfalls Vorteile hinsichtlich des benötigten Bauraums und der Kosten für die Verbindung der Niederdruckanschlüsse der Injektoren mit der jeweiligen Sammelleitung.

Der Einsatz mehrerer voneinander unabhängiger Sammelleitungen erfordert die Anordnung mindestens einer Drossel pro Sammelleitung zwischen dem Niederdruckanschluss des je- weiligen Injektors und des jeweiligen Mittels zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdrucks, insbesondere die Anordnung jeweils einer Drossel in jeder Sammelleitung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zum Auf- rechterhalten des Kraftstoffdrucks ein Druckhalteventil. Druckhalteventile sind bewährte und ausgereifte Komponenten, auf die zurückgegriffen werden kann. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckhalteventil eine Drossel

vor dem injektorseitigen Eingang des Druckhalteventils angeordnet. Auch mit der vor dem Druckhalteventil positionierten Drossel bleibt der Funktionsumfang des Druckhalteventils erhalten, wobei sich jedoch eine Druckentlastung des Druckhalteventils im Vergleich zum Stand der Technik einstellt. Durch die Drossel ergibt sich ferner eine Druckentlastung wei- terer Systemkomponenten, insbesondere der Sammelleitung, des Aktors und des Balgs.

Der Balg ist derart ausgebildet, dass er den Axialhub des Aktors zur Steuerung des Injek- tors, insbesondere eines Piezoaktors, aufnehmen kann. Hierbei ist der Balg fest mit dem Aktor und der Aktorbohrung verbunden, so dass eine fluiddichte Abdichtung des Aktor- moduls gegenüber den anderen Bereichen des Injektors erreicht wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdruckes eine Elektrokraftstoffpumpe. Elektrokraft- stoffpumpen sind im Stand der Technik bekannte und bewährte Pumpen, die im Tank eines Kraftfahrzeuges in Modulbauweise ausgeführt, angeordnet sind und die insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, um diesen in allen Betriebszuständen aus- reichend Kraftstoff zuzuführen. Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoff- einspritzsystem mit Elektrokraftstoffpumpe eine Drossel in der Sammelleitung vor der E- lektrokraftstoffpumpe angeordnet. Bei dieser Variante der vorliegenden Erfindung ist der Funktionsumfang auch ohne Druckhalteventil vorhanden, so dass kein Druckhalteventil erforderlich ist und somit Kosten eingespart werden können.

Bei einer Variante der Erfindung werden die Hochdruckanschlüsse der Injektoren von min- destens einem Common-Rail mit Kraftstoff versorgt, so dass die Vorteile des erfindungs- gemäßen Kraftstoffeinspritzsystems auch bei so genannten Common-Rail-Einspritz- systemen zum Tragen kommen.

In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Injektoren jeweils ein Piezoelement zur Steuerung des Injektors und einen hydraulischen Übersetzer zur Übersetzung des Pie- zoelement-Hubes enthalten. Über dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Piezoelement- Hub vorzugsweise über ein Hydraülikmedium, insbesondere Kraftstoff, in einem Koppler- raum des hydraulischen Übersetzers auf eine Injektornadel übertragbar, wobei der Koppler- raum über die mindestens eine Drossel mit dem Hydraulikmedium befüllbar ist. Durch die im erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem vorhandene mindestens eine Drossel zwi- schen dem Niederdruckanschluss des Injektors und dem Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdrucks (insbesondere dem Druckhalteventil oder der Elektrokraftstoffpumpe) stellt sich der zur Befüllung des Kopplerraums notwendige Druck in hohen Lastpunkten ein. Bei kleinen Lastpunkten gewährleistet dies das Druckhalteventil bzw. die Elektrokraft-

stoffpumpe. Da durch die Drossel die hohen Kopplerbefüllungsdrücke dargestellt werden, werden nach der Drossel nur nach die geringen Drücke des Druckhalteventils bzw. der Elektrokraftstoffpumpe benötigt, was dann auch die wesentliche Entlastung des gesamten Niederdrucksystems bewirkt. Mit der Wahl des Drosseldurchmessers, des Druckhalteven- til-Öffnungsdrucks bzw. des Drucks des Elektrokraftstoffpumpe kann im Bedarfsfall der Druck für die Kopplerfüllung appliziert werden.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit Elektrokraftstoffpumpe, Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckhalteventil und Fig. 4 einen Schnitt durch einen Kraftstoffinjektor, der über einen Hochdrucksammelraum (Common Rail) mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist und durch einen als Piezoaktor ausgebildeten Aktor angesteuert wird.

Ausführungsvarianten Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems nach dem Stand der Technik.

Dabei handelt es sich um ein Kraftstoffeinspritzsystem mit sechs Zylindern 1, die schema- tisch als Kreise dargestellt sind. Jedem Zylinder 1 ist jeweils ein (nicht dargestellter) Injek- tor zugeordnet, der einen Niederdruckanschluss 2 aufweist. Die Niederdruckanschlüsse 2 münden in eine Sammelleitung 3. Dabei ist die Sammelleitung 3 als Druckspeicher ausge- bildet, in dem der auf der Niederdruckseite des Injektors benötigte Druck gehalten wird.

Die Sammelleitung 3 steht über ein schematisch dargestelltes Druckhalteventil 4 mit dem drucklosen Kraftstoffrücklauf 5 in Verbindung, so dass in allen Injektoren ein gleicher,

über dem Umgebungsdruck liegender Kraftstoffdruck vorhanden ist. Beispielsweise öffnet sich das Druckhalteventil erst ab einem Druck von 10 bar, so dass der Kraftstoffdruck in der Sammelleitung 3 mindestens 10 bar beträgt.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit Elektrokraftstoffpumpe.

Eine in Fig. 2 nur schematisch angedeutete Verbrennungskraftmaschine 36 umfasst sechs Zylinder 1, die jeweils über einen in Fig. 4 näher dargestellten Kraftstoffinjektor 38 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt werden. Die in Fig. näher dargestell- ten Kraftstoffinjektoren werden im Zylinderkopfbereich 37 der Verbrennungskraftmaschi- ne 36 angeordnet. Zwischen der Sammelleitung 3 und dem drucklosen Kraftstoffrücklauf 5, der mit einem Kraftstofftank 35 eines Fahrzeugs in Verbindung steht, ist in dieser Aus- führungsvariante der Erfindung als Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdruckes eine Elektrokraftstoffpumpe 6 angeordnet. Ferner befindet sich in der Sammelleitung 3 vor der Elektrokraftstoffpumpe 6 eine Drossel 7. Bei dieser Kombination von Drossel 7 und Elekt- rokraftstoffpumpe 6 wird kein Druckhalteventil benötigt, um den Kraftdruck auf der Nie- derdruckseite der Injektoren aufrechtzuerhalten. Ferner muss die Elektronikkraftstoffpum- pe 6 nur Kraftstoff mit einem geringen Druck fördern. Beispielsweise genügt bei einem Querschnitt der Drossel 7 von 0,5 mm eine 5 bar-Elektrokraftstoffpumpe 6.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit Druckhalteventil.

Die Verbrennungskraftmaschine 36 kann z. B. als 6-Zylinderverbrennungskraftmaschine ausgestaltet sein, wobei die Ausführungsvariante als 6-Zylindermotor nur beispielhaft dar- gestellt ist. Entsprechend der Auslegung können mit dem erfindungsgemäß vorgeschlage- nen Kraftstoffeinspritzsystem auch Verbrennungskraftmaschinen mit vier, fünf, acht oder 10 bzw. 12 Zylindern versorgt werden. Zwischen der Sammelleitung 3 und dem drucklosen Kraftstoffrücklauf 5, der in den Kraftstofftank 35 eines Kraftfahrzeugs mündet, ist in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Mittel zum Aufrechterhalten des Kraft- stoffdrucks ein Druckhalteventil 8 vorgesehen. Ferner befindet sich in der Sammelleitung 3 vor dem Druckhalteventil 8 eine Drossel 7. Bei dieser Kombination von Drossel 7 und Druckhalteventil 8 wird das Druckhalteventil 8 druckentlastet, so dass es einen geringeren Öffnungsdruck aufweisen kann. Beispielsweise genügt bei einer Drossel 7 mit einem Quer- schnitt von 0,5 mm ein 5 bar-Druckhalteventil, um den erforderlichen Kraftstoffdruck auf der Niederdruckseite der Injektoren aufrechtzuerhalten.

Der Darstellung gemäß Fig. 4 ist ein Kraftstoffinjektor entnehmbar, der mit einem Hoch- druckspeicherraum (Common Rail) in Verbindung steht und welcher über einen als Piezo- aktor ausgeführten Aktor betätigbar ist.

Der in Fig. 4 dargestellte Kraftstoffinjektor 38 umfasst ein Hochdrucksystem 9 sowie ein Niederdrucksystem 10. Die Betätigung des Kraftstoffinjektors 38 erfolgt über einen Aktor 11, der in der Darstellung gemäß Fig. 4 mit einem schematisch angedeuteten Piezo- Kristallstapel 12 versehen ist, welcher sich bei Bestromung längt. Der Piezo-Kristallstapel 12 wirkt auf einen Stellkolben 18. Der Stellkolben 18 beaufschlagt einen hydraulischen Übersetzer 13. Der hydraulische Übersetzer 13 verstärkt den nur geringen Hub des Piezo- Kristallstapels 12 bei Bestromung des Aktors 11. Der hydraulische Übersetzer 13 umfasst einen Betätigungskolben 15, dessen Stirnfläche 16 in den hydraulischen Kopplungsraum 14 des hydraulischen Übersetzers 13 hineinragt. Der Piezo-Kristallstapel 12 des Aktors 11 und der Kopplungsraum 14 des hydraulischen Übersetzers 13 können sowohl von einer dünnen Wand 43 als auch von einem Faltenbalg 42 umschlossen sein, mit welchen die Re- lativbewegung des Piezo-Kristallstapels 12 bei dessen Bestromung und des mit diesem verbundenen Stellkolbens 18 relativ zum hydraulischen Kopplungsraum 14 ermöglicht wird.

Bei Einsatz eines Faltenbalges 42 wird einerseits eine Relativbewegung des Piezo- Kristallstapels 12 zum hydraulischen Kopplungsraum 14, der in das Gehäuse des Kraftstof- finjektors 31 integriert ist und andererseits eine Abdichtung zwischen den relativ zueinan- der bewegbaren Komponenten 12 und 14 erreicht. Der hydraulische Kopplungsraum 14 ist von einem Gehäuse 44 umschlossen, und mit dem Kopplungsraumdruck pK beaufschlagt.

Von einem Systemraum 20, welcher sowohl den Piezo-Kristallstapel 12 als auch den hyd- raulischen Übersetzer 13,44 umschließt, erstreckt sich der Niederdruckanschluss 2 zur Sammelleitung 3. In die Sammelleitung 3 münden gemäß der Darstellung in den Figuren 2 und 3 die jeweiligen Niederdruckanschlüsse 2 der weiteren Zylinder 1 der Verbrennungs- kraftmaschine 36. Die Sammelleitung 3 erstreckt sich zu dem Mittel zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdruckes, welches gemäß den in den Figuren 2 und 3 schematisch angedeute- ten Ausführungsvarianten entweder als ein Druckhalteventil 8 ausgebildet sein kann oder durch die Elektrokraftstoffpumpe 6 zur Kraftstoffversorgung der Verbrennungskraftma- schine 36 oder zur Beaufschlagung einer Hochdruckpumpe 34 gebildet werden kann. In der Sammelleitung 3, in welche die jeweiligen Niederdruckanschlüsse 2 der Zylinder 1, ausge- hend von den Kraftstoffinjektoren 38 münden und den Mitteln 6,8 zum Aufrechterhalten des Kraftstoffdruckes im Systemraum 20 ist das Drosselelement 7 aufgenommen. Der Nie- derdruckanschluss 2 kann zum Beispiel als eine Verschraubung 17 ausgebildet sein, so dass bei den innerhalb des Systemdruckraumes 20 herrschenden Drücken eine leckagefreie

Abdichtung zwischen dem Systemraum 20 und in dem Niederdruckanschluss 2 gewährleis- tet ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 umfasst der hydraulische Übersetzer 13 ein Gehäuse 44, welches den hydraulischen Kopplungsraum 14 begrenzt. Das Gehäuse 44 stützt sich einer- seits über eine Schraubenfeder an einer am Stellkolben 18 des Aktors 11 aufgenommenen Stützscheibe ab und das andererseits über eine weitere Schraubenfeder vorgespannt an ei- ner Stützscheibe, die am Betätigungskolben 15 aufgenommen ist. Der Durchmesser des Stellkolbens 18 ist größer bemessen als der Durchmesser des Betätigungskolbens 15, so dass eine hydraulische Druckübersetzung durch Zwischenschaltung des hydraulischen Kopplungsraums 14 erreicht wird. Der Betätigungskolben 15 wirkt auf einen Führungskol- ben 23. Der Führungskolben 23 seinerseits ist in einem Ablaufkanal 22 geführt, welcher im Gehäuse 39 des Kraftstoffinjektors 38 vorgesehen ist. Über den Ablaufkanal 22 sind der Systemraum 20 sowie der Steuerraum 24 miteinander verbunden. Der Ablaufkanal 22, der den Systemraum 20 sowie den Steuerraum 24 miteinander verbindet, wird über ein Schließelement 19 verschlossen bzw. freigegeben. Das Schließelement 19 ist in der Dar- stellung gemäß Fig. 4 in seine Schließstellung, d. h. seinen Schließelementsitz 21 gestellt, welcher an der Mündungsstelle des Ablaufkanals 22 in den Steuerraum 24 ausgebildet ist.

An einer Stirnseite ist das beispielsweise halbkugelförmig ausbildbare Schließelement 19 über ein Federelement 26 vorgespannt. Das Federelement 26, bei es sich um eine Tellerfe- der handeln kann, stützt sich auf einer Stirnseite 29 eines nadelförmig ausgebildeten Ein- spritzventilglieds 27 ab. Der Steuerraum 24 ist über eine Hochdruckleitung, die an einem der Hochdruckanschlüsse 40 eines Hochdrucksammelraums 31 (Common Rail) ange- schlossen ist, stets mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Der Hoch- drucksammelraum 31 wird seinerseits über eine Versorgungsleitung 32 über eine Hoch- druckpumpe 34 mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt und speichert diesen. Der Hochdruckpumpe 34 kann-je nach Konfiguration des Einspritzsystems der Verbrennungskraftmaschine 36-eine als Vorförderpumpe wirkende Elektrokraftstoffpum- pe 6 vorgeschaltet sein.

Der Systemraum 20 des Kraftstoffinjektors 38 auf dessen Niederdruckseite 10 kann einer- seits durch eine dünnwandig ausgebildete Wand 43 begrenzt sein, andererseits kann der Systemraum 20 auch durch einen Faltenbalg 42 abgedichtet sein. Insbesondere die Ausbil- dung einer Begrenzung des Systemraums 20 über einem verformbaren Faltenbalg 42 bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, Längungen bei Bestromung des Aktors 11 aufgrund einer Längenausdehnung des Piezo-Kristallstapels 12 auszugleichen unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Abdichtwirkung. Über den im Systemraum 20 herrschenden Druck erfolgt eine Befüllung des hydraulischen Kopplungsraums 14. Zwischen dem Gehäuse 44,

welches den hydraulischen Kopplungsraum 14 umschließt, und dem Betätigungskolben 15 sowie dem Stellkolben 18 sind Spalte ausgebildet, über welche das Kraftstoffvolumen auf der Niederdruckseite 10 des Kraftstoffinjektors 38 auch zur Erstbefüllung des hydrauli- schen Kopplungsraums 14 in diesen eintritt.

Zunächst wird der Fall betrachtet, indem das in Fig. dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem für direkt einspritzende Verbrennungskraftmaschinen ein Druckhalteventil 8 auf der Nie- derdruckseite 10 des Kraftstoffinjektors 38 umfasst.

Wird bei einem solcherart konfigurierten Kraftstoffeinspritzsystem für direkt einspritzende Verbrennungskraftmaschinen 36 der Steuerraum 24 über die Bestromung des Aktors 11 druckentlastet, strömt aus dem Steuerraum 24 Kraftstoff über den Ablaufkanal 22 in den Systemraum 20 über. Vom Systemraum 20 aus strömt das aus dem Steuerraum 24 abge- steuerte Kraftstoffvolumen über den Anschluss 17 in den Niederdruckanschluss 2 über.

Sämtliche Niederdruckanschlüsse 2 der Kraftstoffinjektoren 38 münden in die Sammellei- tung 3. Die weiteren Kraftstoffinjektoren 38 der Verbrennungskraftmaschine 36 sind in Fig. 4 nur schematisch angedeutet. In der Sammelleitung 3 ist die Drossel 7 vor dem injek- torseitigen Eingang 41 des Druckhalteventils 8 aufgenommen. Durch die Drosselstelle 7 in der Sammelleitung 3 kann in vorteilhafter Weise gewährleistet werden, dass sich der zur Befüllung des hydraulischen Kopplungsraums 14 notwendige Druck in hohen Lastpunkten einstellt. Bei niedrigen Lastpunkten hingegen kann das zur Befüllung des hydraulischen Kopplungsraums 14 notwendige Druckniveau über das Druckhalteventil 8 aufgebracht werden. Bei niedrigen Lastpunkten ist das Druckniveau auf der Niederdruckseite 10 des Kraftstoffinjektors 38 im Systemraum 20 so bemessen, dass eine Befüllung des hydrauli- schen Kopplungsraums 14 über die Spalte zwischen dem Gehäuse 44 und dem Stellkolben 18 einerseits sowie über den Spalt zwischen dem Betätigungskolben 15 und dem Gehäuse 44 des Druckübersetzers 13 andererseits erfolgen kann. In niedrigen Lastpunkten herrschen nach der Drossel 7 nur noch die geringen Drücke, die durch das Druckhalteventil erzeugbar sind, wodurch die wesentliche Entlastung der Niederdruckseite 10 des Kraftstoffinjektors 38 erreicht wird. Mit der Dimensionierung des Drosseldurchmessers der Drosselstelle 7, oder des Öffnungsdrucks des Druckhalteventils 8-in dieser Konfiguration eines Kraft- stoffeinspritzsystems-kann im Bedarfsfall der für die Befüllung des hydraulischen Kopp- lungsraums 14 über den Systemraum 20 erforderlich Druck eingestellt werden.

In der oben beschriebenen Ausführungsvariante eines Kraftstoffeinspritzsystems für Ver- brennungskraftmaschinen erfolgt die Förderung von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 35 zu Hochdruckpumpe 34, in der eine Kompression des Kraftstoffs auf einen sehr hohen Druck von etwa 1500 bar und mehr erfolgt, über eine erste Kraftstoffzuleitung 8. 1.

Ist gemäß einer Variante eines Kraftstoffeinspritzsystems eine Elektrokraftstoffpumpe 6, welches in diesem Fall das Mittel zum Halten des Druckes darstellt, vorgesehen, so erfolgt bei einer Druckentlastung des Steuerraums 24 durch Bestromung des Aktors 11 ein Ab- strömen von Kraftstoffvolumen aus dem Steuerraum 24 in den Systemraum 20 analog zur oben dargestellten Ausführungsvariante eines Kraftstoff Systems mit Druckhalteventil 8.

Vom Systemraum 20 strömt der Kraftstoff über den Anschluss 17 in den Niederdruckan- schluss 2, was für sämtliche Kraftstoffinjektoren 38 gilt, die entsprechend der Zylinderzahl der mit Kraftstoff zu versorgenden Verbrennungskraftmaschine 36 an dieser vorgesehen sind. In diesem Falle ist in der Sammelleitung 3, in welche sämtliche Niederdruckanschlüs- se 2 der Kraftstoffinjektoren 38 münden, ebenfalls eine Drosselstelle 7 ausgebildet. Die Drosselstelle 7 befindet an der Mündungsstelle sämtlicher Niederdruckanschlüsse 2 in die Sammelleitung 3 vor dem eingangsseitigen Ende 41 der als Vorlaufförderpumpe dienenden Elektrokraftstoffpumpe 6. Die Elektrokraftstoffpumpe 6 fördert Kraftstoff aus dem Kraft- stofftank 35 und über die zweite Kraftstoffzuleitung 6.1 zur Hochdruckpumpe 34. Die Hochdruckpumpe 34 wiederum beaufschlagt den Hochdrucksammelraum 31 (Common Rail) über die Versorgungsleitung 32 mit unter sehr hohem Druck stehenden Kraftstoff.

Das Kraftstoffniveau liegt im Bereich zwischen etwa 1500 und 1600 bar.

In diesem Falle wird durch die Drosselstelle 7 bei hohen Lastpunkten erreicht, dass sich aufgrund des im Systemraum 10 herrschenden Druckes eine Befüllung des hydraulischen Kopplungsraums 14 über die Leckspalte zwischen dem Verdrängerkolben 18 und dem Ge- häuse 44 bzw. dem Betätigungskolben 15 und dem Gehäuse 44 einstellt. Bei kleinen Last- punkten kann der zur Befüllung des Kopplers notwendige Druck durch die als Vorförder- aggregat dienende Elektrokraftstoffpumpe 6 aufrechterhalten werden. Dadurch herrschen nach der Drosselstelle 7 nur noch die geringen Drücke der Elektrokraftstoffpumpe, die et- wa zwischen 3 und 8 bar liegen können. Dadurch lässt sich eine wesentliche Entlastung der Niederdruckseite 10 des Kraftstoffinjektors 10 erreichen. Durch die Wahl des Durchmes- sers der Drosselstelle 7 in der Sammelleitung 3 bzw. des Förderdrucks der Elektrokraft- stoffpumpe 6 kann im Bedarfsfall der Druck im Systemraum 20 zur Befüllung des hydrau- lischen Kopplungsraums 14 durch dessen Führungsspalte verändert werden. Wird eine Elektrokraftstoffpumpe 6 zusammen mit einer Hochdruckpumpe 34 eingesetzt, so dient die dem Kraftstofftank zugeordnete Elektrokraftstoffpumpe 6 als Vorförderaggregat für die Hochdruckpumpe 34, die nicht selbstansaugend ausgebildet ist. Die Versorgungsleitung 6.1 zweigt in diesem Falle von der Kraftstoffleitung, die dem Kraftstofftank 35 zugeordnet ist, ab und führt zur Hochdruckpumpe 34.

Durch die Auslegung des Drosseldurchmessers der Drossel 7 in der Sammelleitung 3, der Einstellung des Öffnungsdruckes des Druckhalteventils 8 bzw. des Förderdrucks der Elektrokraftstoffpumpe 6 können unterschiedliche Befülldrücke zur Befüllung des hydrau- lischen Kopplungsraums 14 des hydraulischen Übersetzers 13 je nach Erfordernis, vorein- gestellt werden.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufnahme einer Drosselstelle 7 in der Sam- melleitung 3 kann sowohl eine Elektrokraftstoffpumpe 6 als auch ein Druckhalteventil 8 hinsichtlich seiner Druckbelastung in hohen Lastpunkten der Verbrennungskraftmaschi- ne 36 mechanisch entlastet werden, was eine wesentliche Entlastung des Niederdrucksys- tems 10 des Kraftstoffinjektors 38 zur Folge hat. Das Druckhalteventil 8 sowie die Elekt- rokraftstoffpumpe 6 können daher hinsichtlich ihrer Festigkeit kleiner dimensioniert wer- den. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung vermieden, zusätzlich zu fertigende bzw. zu bewegende mechanische Komponenten einzusetzen, wo- durch auch Einstellvorgänge an diesen zusätzlich vorzusehenden Innenteilen entfallen kön- nen.

Bezugszeichenliste 1 Zylinder 2 Niederdruckanschluss 3 Sammelleitung 4 Druckhalteventil 5 Kraftstoffrücklauf 6 Elektrokraftstoffpumpe 6.1 erste Versorgungsleitung 7 Drossel 8 Druckhalteventil 8. 1 zweite Versorgungsleitung 9 Hochdrucksystem Kraftstoffinjektor 10 Niederdrucksystem Kraftstoffinjektor 11 Aktor 12 Piezo-Kristallstapel 13 hydraulischer Übersetzer 14 hydraulischer Kopplungsraum PK Kopplungsraumdruck 15 Betätigungskolben 16 Stirnfläche Betätigungskolben 17 Anschluss 18 Stellkolben 19 Schließelement 20 Systemraum 21 Schließelement-Sitz 22 Ablaufkanal 23 Führungskolben 24 Steuerraum 25 Steuerraum-Zulauf 26 Federelement 27 Einspritzventilglied 29 Stirnseite Einspritzventilglied 31 Hochdrucksammelraum (Common Rail) 32 Vorsorgungsleitung 34 Hochdruck-Pumpe 35 Kraftstofftank 36 Verbrennungskraftmaschine 37 Zylinderkopfbereich 38 Kraftstoffinjektor 39 Gehäuse 40 Hochdruckanschlüsse 41 injektorseitiger Eingang von 6,8 42 Faltenbalg 43 Wandung 44 Gehäusekopplungsraum