Das Ventilglied ist von einem Druckraum umgeben, der sich dem Ventilsitz zu an den geführten Abschnitt des Ventil- glieds anschließt und der über einen Zulaufkanal mit Kraft- stoff unter hohem Druck befüllt werden kann. Am Ventilglied ist eine Druckfläche ausgebildet, die vom Kraftstoff im Druckraum beaufschlagt wird, wodurch sich eine Kraft in axialer Richtung entgegen der Schließkraft der Feder auf das

Ventilglied ergibt. Die Öffnung des Kraftstoffeinspritzven- tils erfolgt hydraulisch bei einem bestimmten Kraftstoff- druck im Druckraum, welcher Druck als Öffnungsdruck bezeich- net wird. Zwischen den einzelnen Einspritzungen herrscht im Druckraum ein niedriger Standdruck, dessen Höhe vom Kraft- stoffzufuhrsystem bestimmt wird.

Für eine Verringerung der Schadstoffemission der Brennkraft- maschine hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Kraft- stoff nicht in einem Schritt, sondern getrennt in eine Haupt-und eine Nacheinspritzung in den Brennraum einzubrin- gen, wobei die Nacheinspritzung im Vergleich zur Hauptein- spritzung nur eine kleine Kraftstoffmenge umfaßt. Die Nach- einspritzung sollte bei einem möglichst hohen Druck erfol- gen, was aufgrund der kleinen Einspritzmenge nur dann mög- lich ist, wenn der Öffnungsdruck des Kraftstoffeinspritzven- tils gegenüber dem der Haupteinspritzung deutlich angehoben ist. Bei dem bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist der Fe- derraum mit dem Druckraum über einen Drosselspalt verbunden, der zwischen dem geführten Abschnitt des Ventilglieds und der Bohrung ausgebildet ist. Der Federraum ist bis auf die- sen Drosselspalt abgeschlossen, so daß Kraftstoff, der über den Drosselspalt in den Federraum fließt, dort zu einer Er- höhung des Kraftstoffdrucks führt und damit zu einer erhöh- ten Schließkraft auf das Ventilglied. Das bekannte Kraft- stoffeinspritzventil weist jedoch den Nachteil auf, daß der Kraftstoffdruck im Federraum zwischen den Einspritzungen nicht vollständig abfällt und so ein hoher Standdruck im Fe- derraum aufrecht erhalten wird, der höher liegt als der Druck im Druckraum zwischen den aufeinanderfolgenden Ein- spritzungen durch dieses Einspritzventil. Dies führt zu ei- nem verzögerten und gedämpften Öffnen des Ventilglieds, was eine exakte Dosierung und Steuerbarkeit einer in eine erste und eine zweite Teileinspritzung unterteilte Einspritzung

des Kraftstoffs mit jeweils unterschiedlichem Öffnungsdruck in einem Zyklus der Brennkraftmaschine unmöglich macht.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kenn- zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drosselverbindung vom Druckraum in den Federraum so ausgebildet ist, daß der Kraftstoffdruck im Fe- derraum während der ersten Teileinspritzung pro Arbeitstakt des entsprechenden Zylinders der Brennkraftmaschine an- steigt, wobei diese erste Teileinspritzung hier Hauptein- spritzung genannt ist, und das der Kraftstoffdruck bis zum Beginn der zweiten Teileinspritzung wieder auf einen Aus- gangsdruck abgefallen ist, der zumindest annähernd dem Standdruck im Druckraum entspricht. Erfolgt die Einspritzung in zwei Schritten, nämlich in einer ersten und einer zweiten Teileinspritzung, hier Haupteinspritzung und Nacheinsprit- zung genannt, so ist wegen des geringen zeitlichen Abstands zwischen Haupt-und Nacheinspritzung der Druck im Federraum bei der Nacheinspritzung deutlich erhöht, was zu einem er- höhten Öffnungsdruck des Kraftstoffeinspritzventils bei der Nacheinspritzung führt. Hierdurch wird eine Nacheinspritzung mit hohem Druck erreicht und dadurch eine Verminderung der Schadstoffemission und eine geringere Geräuschbelastung durch die Brennkraftmaschine.

Der Druckanstieg im Federraum während der Haupteinspritzung kann durch das Volumen des Federraums und durch den Durch- flußwiderstand der Drosselverbindung vom Druckraum in den Federraum an die entsprechenden Bedürfnisse des Kraftstoff- einspritzventils angepaßt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird der Druck- anstieg im Federraum während der Haupteinspritzung dadurch erhöht, daß ein Verdrängungskörper im Federraum angeordnet

ist, der das Volumen des Federraums vermindert, so daß bei gleichem Kraftstoffzufluß ein höherer Druckanstieg im Feder- raum erfolgt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstan- des der Erfindung ist die Drosselverbindung vom Druckraum zum Federraum durch eine zusätzliche Bohrung ausgebildet, in der ein entsprechender Drosselquerschnitt vorgesehen ist.

Dadurch läßt sich die Drosselverbindung separat fertigen, und die Führung des Ventilglieds in der Bohrung bleibt un- verändert.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen- standes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils dargestellt. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraft- stoffeinspritzventil, Figur 2 eine vergrößerte Darstellung von Figur 1 im Bereich des geführten Abschnitts des Ventil- glieds mit Definition einiger geometrischer Größen, Figur 3 ein Diagramm mit dem schematischen Verlauf des Kraftstoff- drucks im Federraum und im Druckraum und des Ventilgliedhubs als Funktion der Zeit, Figur 4 eine weitere Darstellung ei- nes erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Bereich des Federraums, Figur 5 eine weitere Darstellung eines er- findungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. Ein Ventilkörper 1

ist unter Zwischenlage einer Zwischenscheibe 3 in axialer Richtung durch eine Spannmutter 13 gegen einen Ventilhalte- körper 5 verspannt. Im Ventilkörper 1 ist eine Bohrung 7 ausgebildet, an deren brennraumseitigen Ende ein Ventilsitz 16 ausgebildet ist, in dem wenigstens eine Einspritzöffnung 20 angeordnet ist, die die Bohrung 7 mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbindet. In der Bohrung 7 ist ein Ven- tilglied 10 angeordnet, das in einem brennraumabgewandten Abschnitt in der Bohrung 7 geführt ist und das sich unter Bildung einer Druckschulter 11 zum Brennraum hin verjüngt.

Am brennraumseitigen Ende des Ventilglieds 10 ist eine Ven- tildichtfläche 18 ausgebildet, die mit dem Ventilsitz 16 zur Steuerung der wenigstens einen Einspritzöffnung 20 zusammen-. wirkt. Im Ventilkörper 1 ist ein Druckraum 12 ausgebildet, der durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 7 gebildet ist und das Ventilglied 10 umgibt. Der Druckraum 12 setzt sich dem Ventilsitz 16 zu als ein das Ventilglied 10 umge- bender Ringkanal fort und ist über einen im Ventilkörper 1, der Zwischenscheibe 3 und dem Ventilhaltekörper 5 verlaufen- den Zulaufkanal 15 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüll- bar. Hierbei wird der Zulaufkanal 15 an seinem dem Druckraum 12 abgewandten Ende mit einem in der Zeichnung nicht darge- stellten Kraftstoffhochdrucksystem verbunden.

Das Ventilglied 10 ist an seinem brennraumabgewandten Ende mit einem in der Zwischenscheibe 3 angeordneten Federteller 22 verbunden, welcher Federteller 22 bis in einen im Ventil- haltekörper 5 ausgebildeten Federraum 25 ragt. Zwischen dem Federteller 22 und dem brennraumabgewandten Ende des Feder- raums 25 ist eine Feder 27 unter Vorspannung angeordnet, die das Ventilglied 10 mit einer Schließkraft in Richtung auf den Ventilsitz 16 beaufschlagt.

Der Druckraum 12 ist über eine Drosselverbindung mit dem Fe- derraum 25 verbunden. Die Drosselverbindung ist bei dem in

Figur 1 und in vergrößertem Maßstab auch in Figur 2 gezeig- ten Kraftstoffeinspritzventil durch einen zwischen dem ge- führten Abschnitt des Ventilglieds 10 und der Bohrung 7 ge- bildeten Ringspalt 32 ausgebildet. Der Durchflußwiderstand des Kraftstoffs beim Fließen durch den Ringspalt 32 wird hierbei bestimmt durch die Länge L des geführten Abschnitts des Ventilglieds 10, durch das Drosselspaltmaß S des geführ- ten Abschnitts des Ventilglieds 10 in der Bohrung 7 und durch den Durchmesser D der Bohrung 7.

Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils ist wie folgt : Die Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgt in zwei Schritten : Zuerst wird eine Haupteinspritzmenge in den Brennraum der Brennkraftma- schine eingespritzt und anschließend mit einem gewissen zeitlichen Abstand eine Nacheinspritzmenge, die hauptsäch- lich der Schadstoffreduzierung des Abgases dient. Zu Beginn des Einspritzvorgangs herrscht im Zulaufkanal 15 und im Druckraum 12 ein niedriger Standdruck po. Durch Zufuhr von Kraftstoff über den Zulaufkanal 15 in den Druckraum 12 er- höht sich der Kraftstoffdruck bis zu einem ersten Öffnungs- druck pl, dem Öffnungsdruck der Haupteinspritzung, bis die in axialer Richtung des Ventilglieds 10 wirkende hydrauli- sche Kraft auf die Druckschulter 11 größer ist als die Kraft der Schließfeder 27 und die auf das Ventilglied 10 wirkende hydraulische Kraft durch den Druck auf die Flächen des Ven- tilglieds 10, die dem Druck im Federraum 25 ausgesetzt sind.

Das Ventilglied 10 hebt mit seiner Ventildichtfläche 18 vom Ventilsitz 16 ab, und der Druckraum 12 wird mit den Ein- spritzöffnungen 20 verbunden. Da das Ventilglied 10 bei die- ser Öffnungshubbewegung nur einen recht geringen Hub durch- fährt, ist der Druckanstieg durch die Verdrängung des Kraft- stoffs im Federraum 25 gering und hat auf die Funktion des Kraftstoffeinspritzventils keinen wesentlichen Einfluß. Wäh- rend der Haupteinspritzung fließt Kraftstoff aus dem Druck-

raum 12 durch die als Ringspalt 32 ausgebildete Drosselver- bindung in den Federraum 25 und erhöht dort den Kraftstoff- druck. Durch den über den Zulaufkanal 15 zugeführten Kraft- stoff erhöht sich so einerseits der Kraftstoffdruck im Druckraum 12 und andererseits der Druck im Federraum 25. Um die Haupteinspritzung zu beenden, wird die Kraftstoffzufuhr durch den Zulaufkanal 15 unterbrochen. Durch den inzwischen hohen Druck im Federraum 25 erfolgt das Schließen des Ven- tilglieds 10 bereits bei einem Kraftstoffdruck im Druckraum 12, der wesentlich höher liegt als der Öffnungsdruck zu Be- ginn der Haupteinspritzung. Das Ventilglied 10 geht beauf- schlagt durch die Kraft der Feder 27 zurück in seine Schließposition und verschließt die Einspritzöffnungen 20.

Kurze Zeit später erfolgt eine Nacheinspritzung durch eine weitere Förderung einer kleinen Kraftstoffmenge in den Druckraum 12. Der zweite Öffnungsdruck P2 des Ventilglieds 10, der Öffnungsdruck der Nacheinspritzung, liegt jetzt deutlich höher als der Öffnungsdruck der Haupteinspritzung, da der Kraftstoffdruck im Federraum 25 weiterhin für eine zusätzliche Kraft auf die brennraumabgewandte Stirnseite des Ventilglieds 10 in Richtung auf den Ventilsitz 16 sorgt. Die Nacheinspritzung findet also mit einem gegenüber dem Öff- nungsdruck der Haupteinspritzung wesentlich erhöhten Druck statt, was sich auf den Schadstoffgehalt der Brennkraftma- schine durch die bessere Zerstäubung des Kraftstoffs günstig auswirkt. Schließlich wird die Kraftstoffzufuhr durch den Zulaufkanal 15 gänzlich unterbrochen, und der Druck im Druckraum 12 fällt rasch ab. Das Ventilglied 10 wird durch den Druck im Federraum 25 und die Kraft der Schließfeder 27 zurück in die Schließposition gedrückt und der-im Ver- gleich zum Druckraum 12-hohe Kraftstoffdruck im Federraum 25 führt zu einem Kraftstofffluß aus dem Federraum 25 durch den Ringspalt 32 am Ventilglied 10 vorbei in den Druckraum 12, bis sich der Druck im Federraum 25 dem Standdruck po im Zulaufkanal 15 angepaßt hat. Der Durchflußwiderstand der

Drosselverbindung, die hier als Ringspalt 32 ausgebildet ist, ist dabei so bemessen, daß der Kraftstoffdruck im Fe- derraum 25 bis zum Beginn der nächsten Haupteinspritzung wieder auf den Ausgangsdruck zu Beginn des Einspritzvorgangs abgesunken ist.

In Figur 3 ist der Druck PD im Druckraum 12 und der Druck pp im Federraum 25 gegenüber dem Ventilgliedhub h als Funktion der Zeit t schematisch dargestellt. Das obere Diagramm zeigt den Verlauf des Ventilgliedhubs, das mittlere Diagramm den Verlauf des Kraftstoffdrucks PD im Druckraum 12 und das un- tere Diagramm den Verlauf des Kraftstoffdrucks pp im Feder- raum 25, wobei die Zeit auf der Abszisse bei allen Diagram- men gleich ist. Die Brennkraftmaschine wird in Arbeitszyklen betrieben, wobei in jedem Arbeitszyklus ein Einspritzzyklus stattfindet. Im Einspritzzyklus wird Kraftstoff in einer oder mehreren Teileinspritzungen in den Brennraum der Brenn- kraftmaschine eingespritzt, wobei die Dauer des Einspritzzy- klus in der Regel nur einen Bruchteil der Dauer des Arbeits- zyklus beträgt. Zu Beginn des Arbeitszyklus zum Zeitpunkt to, der auch den Beginn des Einspritzzyklus darstellt, herrscht im Druckraum 12 der Standdruck po, der mit Beginn des Einspritzzyklus ansteigt, bis der erste Öffnungsdruck pl des Kraftstoffeinspritzventils erreicht wird und das Ventil- glied 10 durch seine Öffnungshubbewegung die Einspritzöff- nungen 20 freigibt. Der Druck im Druckraum 12 steigt während der gesamten Haupteinspritzung weiter an und durch den Kraftstoffzufluß mit einer geringen zeitlichen Verzögerung auch im Federraum 25. Nach Beendigung der Haupteinspritzung schließt das Ventilglied 10 und der Druck im Druckraum 12 sinkt schnell ab, während der Druck im Federraum 25 deutlich träger reagiert und relativ hoch bleibt. Durch die erneute Kraftstoffzufuhr zu Beginn der Nacheinspritzung steigt der Druck im Druckraum 12 wieder an, bis der durch den Kraft- stoffdruck im Federraum 25 erhöhte zweite Öffnungsdruck P2

erreicht ist und das Ventilglied 10 für die Nacheinspritzung in die Öffnungsposition fährt. Nach Beendigung der Nachein- spritzung fällt der Druck im Druckraum 12 rasch wieder auf den Standdruck po ab und der Einspritzzyklus ist zum Zeit- punkt t1 beendet. Der Druck im Federraum 25 braucht hingegen längere Zeit, um durch Kraftstoffabfluß über die Drosselver- bindung in den Druckraum 12 wieder auf den Standdruck po ab- zusinken, was zu Beginn der nächsten Haupteinspritzung zum Zeitpunkt t2 jedoch erfolgt ist. Die Dauer des Arbeitszyklus hängt von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ab und beträgt ungefähr 0,02 bis 0,2 Sekunden. Die Dauer des Einspritzzy- klus hängt vom Typ der Brennkraftmaschine ab und beträgt beispielsweise 1/20 der Dauer des Arbeitszyklus.

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils im Bereich des Fe- derraums 25 zu sehen. Um den Druckanstieg im Federraum 25 bei Zufluß einer Menge Kraftstoff möglichst groß zu halten, muß das Volumen möglichst klein gehalten werden. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch realisiert, daß im Federraum 25 ein zylinderförmiger Verdrängungskolben 30 an- geordnet ist, der von der Schließfeder 27 umgeben ist, so daß das mit Kraftstoff befüllbare Volumen des Federraums 25 verkleinert wird. Die Länge und der Durchmesser des Verdrän- gungskolbens 30 kann dabei variieren, so daß das Volumen des Federraums 25 an verschiedene Anforderungen angepaßt werden kann.

In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils gezeigt. Ist die Drosselverbindung vom Druckraum 12 in den Federraum 20 aus- schließlich über den Ringspalt zwischen dem geführten Ab- schnitt des Ventilglieds 10 und der Bohrung 7 gegeben, so muß das Drosselspaltmaß S, insbesondere bei langem geführten Abschnitt L des Ventilglieds 10, unter Umständen so groß ge-

wählt werden, daß ein unzulässig hoher Verschleiß des Ven- tilglieds 10 in der Bohrung 7 auftritt. Soll der Durchfluß- widerstand trotzdem weiter erniedrigt werden, so kann dies dadurch erreicht werden, daß ein Teil der Länge L des ge- führten Abschnitts des Ventilglieds 10 durch eine oder meh- rere Ausnehmungen 23 überbrückt wird, die vom brennraumabge- wandten Ende des Ventilglieds 10 bis zu einer im geführten Abschnitt des Ventilglieds 10 ausgebildeten Ringnut 24 ver- laufen. Dadurch wird die wirksame Länge L des drosselnden Ringspalts 32 verkleinert und somit der Durchflußwiderstand des Kraftstoffs entsprechend verringert.

Alternativ zu der in Figur 5 gezeigten Ausführung kann es auch vorgesehen sein, daß Ausnehmungen am Ventilglied 10 vom brennraumzugewandten bis zum brennraumabgewandten Ende des geführten Abschnitts des Ventilglieds 10 verlaufen. Durch einen entsprechenden Querschnitt und eine entsprechende An- zahl dieser Ausnehmungen, läßt sich so der Durchflußwider- stand der Drosselverbindung einstellen und den Erfordernis- sen des Kraftstoffeinspritzventils anpassen, ohne daß das Drosselspaltmaß S geändert werden muß. Es kann auch vorgese- hen sein, die Ausnehmungen an der Wand des führenden Ab- schnitts der Bohrung 7 anzuordnen, wobei die Ausnehmungen beispielsweise als Längsnuten ausgebildet sind.

Neben der Ausbildung der Drosselverbindung des Druckraums 12 mit dem Federraum 25 durch einen Ringspalt 32 zwischen Ven- tilglied 10 und Bohrung 7 kann es auch vorgesehen sein, die Drosselverbindung durch einen separaten Kraftstoffkanal mit einem Drosselquerschnitt zu erzeugen, welcher Kraftstoffka- nal im Ventilkörper 1 verläuft und den Druckraum 12 mit dem Federraum 25 verbindet.