Zum besseren Verständnis der Beschreibung und der Patentansprüche werden nachfolgend einige Begriffe erläutert : Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung kann sowohl hubgesteuert als auch druckgesteuert ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung verstanden, dass das Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung mit Hilfe einer verschiebbaren Düsennadel aufgrund des hydraulischen Zusammenwirkens der Kraftstoffdrücke in einem Düsenraum und in einem Steuerraum erfolgt. Eine Druckabsenkung innerhalb des Steuerraums bewirkt einen Hub der Düsennadel. Alternativ kann das Auslenken der Düsennadel durch ein Stellglied (Aktor, Aktuator) erfolgen. Bei einer druckgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung wird die Düsennadel durch den im Düsenraum eines Injektors herrschenden Kraftstoffdruck gegen die Wirkung einer Schließkraft (Feder) bewegt, so dass die Einspritzöffnung für eine Einspritzung des Kraftstoffs aus dem Düsenraum in den Zylinder freigegeben wird. Der Druck, mit dem Kraftstoff aus dem Düsenraum in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine austritt, wird als Einspritzdruck bezeichnet, während unter einem Systemdruck der Druck verstanden wird, unter dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verfügung steht bzw. bevorratet ist.

Kraftstoffzumessunc) bedeutet, eine definierte Kraftstoffmenge zur Einspritzung bereitzustellen. Unter Leckage ist eine Menge an Kraftstoff zu verstehen, die beim Betrieb der Kraftstoffeinspritzeinrichtung entsteht (z. B. eine Führungsleckage), nicht zur Einspritzung verwendet und zum Kraftstofftank zurückgefördert wird. Das Druckniveau dieser Leckage kann einen Standdruck aufweisen, wobei der Kraftstoff anschließend auf das Druckniveau des Kraftstofftanks entspannt wird.

Bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Lehre nach DE 199 39 428 A1 muss der gesamte Hochdruckraum im Injektor und im Druckverstärker bei der Rückstellung des Kolbens des Druckverstärkers entspannt werden, so dass es zu hohen Entspannungsverlusten kommt.

Bei einer Schaltung gemäß der Lehre nach DE 199 10 970 AI tritt eine zusätzliche Steuermenge während der Ansteuerung des Druckverstärkers auf. Diese Steuermenge fließt von der Hochdruckleitung über eine Drossel und den Differenzraum des Druckverstärkers in die Leckage. Diese Drossel sollte zur Verringerung von Leckageverlusten klein ausgelegt werden. Zur erleichterten, schnelleren Rückstellung des Kolbens des Druckverstärkers ist dagegen eine größere Auslegung wünschenswert, damit bei der Rückstellung nicht zu starke Kräfte überwunden werden müssen. Im Bauraum des Injektors lassen sich Mittel zur Überwindung der der Rückstellung entgegen wirkenden Kräfte bei kleinen Drosseln nicht verwirklichen. Die Rückstellung verlangsamt sich und kann ggf. nicht bis zur nächsten Einspritzung beendet werden.

Vorteile der Erfindung Zur Minimierung der vorgenannten Probleme wird eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen.

Erfindungsgemäße Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 enthalten. Einerseits reduziert sich die Kraft, welche bei nur einem im Kolben ausgebildeten Steuerkanal zur Rückstellung des Kolbens aufgewendet werden müsste. Andererseits kann die Drossel im permanenten Steuerkanal zur Vermeidung von Leckageverlusten bei zugeschaltetem Druckverstärker klein ausgelegt werden. Bei Rückstellung nach einem erfolgten Kolbenhub wird die notwendige Rückstellungskraft durch einen zusätzlichen Steuerkanal verkleinert.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Steuerkanal durch eine Relativbewegung zweier Kolben beim Rückstellen freigegeben. Beim

Komprimierungshub ist der zusätzliche Steuerkanal verschlossen, so dass die Leckageverluste verkleinert werden können.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die Rückstellungskraft durch den Steuerkanal nach einem erfolgten großen Kolbenhub (> h) durch den freigegebenen Steuerkanal erleichtert.

Zur weiteren Optimierung des Rückstellverhaltens können auch mehrere zusätzliche Steuerkanäle verwendet werden.

Zeichnung Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden anhand der Figuren erläutert. Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in Fig. 5 eine bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung beigefügt. Es zeigt : Fig. 1 einen ersten Druckverstärker einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ; Fig. 2 einen zweiten Druckverstärker einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ; Fig. 3 einen dritten Druckverstärker einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ; Fig. 4 einen vierten Druckverstärker einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ; Fig. 5 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach dem Stand der Technik.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Druckverstärker 9a eines ersten Ausführungsbeispiels in Weiterbildung eines Stands der Technik gemäß Fig. 4 einen ersten Kolben 30a und einen zweiten Kolben 31 a aufweist (zweiteilige Kolbenausbildung). Es findet eine andauernde Kraftübertragung vom ersten Kolben 30a auf den zweiten Kolben 31 a statt, wenn eine Kolbenfläche 32 bei der Zuschaltung des Druckverstärkers 9a (geöffnetes Ventil 15) druckbeaufschlagt wird. Während der Zuschaltung des Druckverstärkers 9a fließt eine Steuermenge an Kraftstoff über einen ersten Steuerlcanal 33 mit einer ersten Drossel 34 und über einen Differenzraum 10a in die Leckageleitung 16. In dem ersten Kolben 30a ist ein zusätzlicher zweiter Steuerkanal 35 ausgebildet, der eine zweite Drossel 36 enthält. Bei Zuschaltung des Druckverstärkers 9a (geöffnetes Ventil 15) wird durch die Kraftübertragung vom ersten Kolben 30a auf den zweiten Kolben 31 a die Tellerfeder 37a zusammengedrückt und ein Spalt 38a zwischen den Kolben 30a und 31 a verschlossen, wodurch der zweite Steuerkanal 35 verschlossen wird.

Bei abgeschaltetem Druckverstärker 9a (geschlossenes Ventil 15) und verminderter Kraftübertragung zwischen den Kolben 30a und 31 a wird der Spalt 38a freigegeben, so dass auch über den zweiten Steuerl<anal 35 Kraftstoff aus dem niederdruckseitigen Druckverstärkerraum 13a in den Differenzraum 10a fließen kann. Einerseits reduziert sich die Kraft, welche bei nur einem im Kolben 30a ausgebildeten Steuerkanal zur Rückstellung der Kolben 30a und 31 a aufgewendet werden müsste. Andererseits kann die Drossel 34 zur Reduzierung von Leckageverlusten bei zugeschaltetem Druckverstärker 9a klein ausgelegt werden.

Fig. 2 betrifft eine zur Fig. 1 ähnliche Anordnung. Identische oder ähnliche Bauteile sind mit gleichen oder die Ähnlichkeit aufzeigenden Bezugsziffern (9a 9b, 10a 10b, 13a 13b, 30a ~ 30b, 31a 31b, 37a 37b, 38a 38b) bezeichnet.

Unterschiede der Anordnung kommen durch die Tellerfeder 37b, den Dichtungsspalt 38b und die Kontaktflächen der Kolben 30b, 31 b zustande.

Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß Fig. 3 umfasst einen Druckverstärker oder Druckübersetzer 51 mit einem ersten Kolben 52 und einem zweiten Kolben 53. Der erste Kolben 51 weist einen ersten Steuerkanal 55 und einen zweiten Steuerkanal 54 mit einer Drossel auf. Die beiden Kolben 52 und 53 sind derart relativ zu einander beweglich angeordnet, dass bei der Rückstellung ein Spalt auftritt, der eine zusätzliche Verbindung zwischen niederduckseitigem Druckverstärkerraum 56 und Differenzraum 57 durch den Kanal 54 freigibt. Die Relativbewegung der Kolben 52 und 53 wird durch einen Anschlag (Verbindungsmittel 58) und eine Feder 59 begrenzt. Während des Förderhubes liegen die Kolben 52 und 53 aneinander an wie in Fig. 3 dargestellt und verschließen somit den zusätzlichen Steuerkanal 54. Die Öffnung und das Verschließen des Spalts werden durch den Kolbenhub der Kolben 52 und 53-in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 gezeigt und beschrieben-gesteuert.

In Fig. 4 ist ein Druckverstärker 61 eines Ausführungsbeispiels in Weiterbildung eines Stands der Technik gemäß Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein erster Steuerkanal 62 mit einer ersten Drossel 63 und ein zweiter Steuerkanal 64 mit einer zweiten Drossel 65 in einem Kolben 66 des Druckverstärkers 61 ausgebildet. Der erste Steuerkanal 62 verbindet den niederdruckseitigen Steuerraum 67 permanent mit einem Differenzraum 68. Der zweite Steuerkanal 64 stellt eine kolbenhubabhängige Verbindung zwischen den Räumen 67 und 68 her. Nach einem Kolbenhub h wird die Verbindung freigegeben. Bei Rückstellung nach einem erfolgten großen Kolbenhub (> h) wird die Rückstellungskraft durch die Steuerkanäle 62 und 64 erieichtert. Bei kleinem Kolbenhub (< h) reicht der Steuerkanal 64 aus, so dass Leckageverluste in Grenzen gehalten werden können.

Beschreibung des Stands der Technik Bei der in der Fig. 5 dargestellten hubgesteuerten Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 fördert eine mengengeregelte Kraftstoffpumpe 2 Kraftstoff 3 aus einem Vorratstank 4 über eine Förderleitung 5 in, einen zentralen Druckspeicherraum 6

(Common-Rail), von dem mehrere, der Anzahl einzelner Zylinder entsprechende Druckleitungen 7 zu den einzelnen, in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragenden Injektoren 8 (Einspritzvorrichtung) abführen. In der Fig. 3 ist lediglich einer der Injektoren 8 eingezeichnet. Mit Hilfe der Kraftstoffpumpe 2 wird ein erster Systemdruck erzeugt und im Druckspeicherraum 6 gelagert. Dieser erste Systemdruck wird zur Voreinspritzung und bei Bedarf und Nacheinspritzung (HC-Anreicherung zur Abgasnachbehandlung oder Rußreduktion) sowie zur Darstellung eines Einspritzverlaufs mit Plateau (Bootinjektion) verwendet.

Zur Einspritzung von Kraftstoff mit einem zweiten höheren Systemdruck ist jedem Injektor 8 jeweils ein lokaler Druckverstärker 9 zugeordnet, der sich innerhalb eines lnjektors 8 befindet.

Beim Betrieb des Druckverstärkers 9 wird der Druck im durch einen Übergang von einem größeren zu einem kleineren Kolbenquerschnitt ausgebildeten Differenzraum 10 verwendet. Zur Wiederbefüllung und Deaktivierung des Druckverstärkers 9 wird der Differenzraum 10 mit einem Versorgungsdruck (Raildruck) beaufschlagt. Dann herrschen an allen Druckflächen eines Kolbens 11 die gleichen Druckverhältnisse (Raildruck). Der Kolben 11 ist drucl<ausgeglichen. Durch eine zusätzliche Feder wird der Kolben 11 in seine Ausgangsstellung gedrückt. Zur Aktivierung des Druckverstärkers 9 wird der Differenzraum 10 druckentlastet und der Druckverstärker erzeugt eine Druckverstärkung gemäß dem Flächenverhältnis.

Durch diese Art der Steuerung kann erreicht werden, dass zur Rückstellung des Druckverstärkers 9 und zum Wiederbefüllen eines hochdruckseitigen Druckverstärkerraums 12 ein niederdruckseitiger Druckverstärkerraum 13 nicht druckentlastet werden muss. Bei einer kleinen hydraulischen Übersetzung können damit die Entspannungsverluste stark reduziert werden.

Zur Steuerung des Druckverstärkers 9 werden eine Drossel 14 und ein 2/2-Wege- Ventil 15 verwendet. Die Drossel 14 verbindet den Differenzraum 10 mit unter Versorgungsdruck stehendem Kraftstoff aus einem Druckspeicherraum 6. Das 2/2- Wege-Ventil 15 schließt den Differenzraum 10 an eine Leckageleitung 16 an. Sind die 2/2-Wege-Ventile 15 und 17 geschlossen, so steht der Injektor 8 unter dem

Druck des Druckspeicherraums 6. Der Druckverstärker 9 befindet sich in der Ausgangsstellung. Nun kann durch das Ventil 17 eine Einspritzung mit Raildruck gesteuert werden. Wird eine Einspritzung mit höherem Druck gewünscht, so wird das 2/2-Wege-Ventil 15 angesteuert (geöffnet) und damit eine Druckverstärkung erreicht. Der Kolben 11 kann in Kompressionsrichtung bewegt werden, so dass der im Druckverstärkerraum 12 befindliche Kraftstoff verdichtet und einem Steuerraum 18 und einem Düsenraum 19 zugeführt wird. Ein Rückschlagventil 20 verhindert den Rückfluss von komprimiertem Kraftstoff in den Druckspeicherraum 6.

Die Einspritzung erfolgt über eine Kraftstoff-Zumessung mit Hilfe einer in einer Führungsbohrung axial verschiebbaren Düsennadel 21 mit einer konischen Ventildichtfläche an ihrem einen Ende, mit der sie mit einer Ventilsitzfläche am Injektorgehäuse des Injektors 8 zusammenwirkt. An der Ventilsitzfläche des Injektorgehäuses sind Einspritzöffnungen vorgesehen. Innerhalb des Düsenraums 19 ist eine in Öffnungsrichtung der Düsennadel 21 weisende Druckfläche dem dort herrschenden Druck ausgesetzt, der über eine Druckleitung 22 dem Düsenraum 19 zugeführt wird. Koaxial zu einer Ventilfeder greift ferner an der Düsennadel 21 ein Druckstück 23 an, das mit seiner der Ventildichtfläche abgewandten Stirnseite 24 den Steuerraum 18 begrenzt. Der Steuerraum 18 hat vom Kraftstoffdruckanschluß her einen Zulauf mit einer ersten Drossel 25 und einen Ablauf zu einer Druckentlastungsleitung 26 mit einer zweiten Drossel 27, die durch das 2/2-Wege- Ventil 17 gesteuert wird.

Der Düsenraum 19 setzt sich über einen Ringspalt zwischen der Düsennadel 21 und der Führungsbohrung bis an die Ventilsitzfläche des Injektorgehäuses fort. Über den Druck im Steuerraum 18 wird das Druckstück 22 in Schließrichtung druckbeaufschlagt.

Unter dem ersten oder zweiten Systemdruck stehender Kraftstoff füllt ständig den Düsenraum 19 und den Steuerraum 18. Bei Betätigung (Öffnen) des 2/2-Wege- Ventils 17 kann der Druck im Steuerraum 18 abgebaut werden, so dass in der Folge die in Öffnungsrichtung auf die Düsennadel 21 wirkende Druckkraft im

Düsenraum 19 den in Schließrichtung auf die Düsennadel 21 wirkende Druckkraft übersteigt. Die Ventildichtfläche hebt von der Ventilsitzfläche ab und Kraftstoff wird eingespritzt. Dabei lässt sich der Druckentlastungsvorgang'des Steuerraums 19 und somit die Hubsteuerung des Ventilglieds 17 über die Dimensionierung der Drossel 25 und der Drossel 27 beeinflussen.

Das Ende der Einspritzung wird durch erneutes Betätigen (Schließen) des 2/2- Wege-Ventils 17 eingeleitet, das den Steuerraum 18 wieder von der Leckageleitung 26 abkoppelt, so dass sich im Steuerraum 18 wieder ein Druck aufbaut, der das Druckstück 23 in Schließrichtung bewegen kann.

Weiterhin ist die an den Druckspeicherraum 6 angeschlossene Bypass-Leitung 28 vorgesehen. Die Bypass-Leitung 28 ist direkt mit der Druckleitung 22 verbunden.

Die Bypass-Leitung 28 ist für eine Einspritzung mit Raildruck verwendbar und ist parallel zum Druckverstärkerraum 12 angeordnet, so dass die Bypass-Leitung 28 unabhängig von der Bewegung und Stellung des Kolbens 11 durchgängig ist.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 einspritzeinrichtung 2 Kraftstoffpumpe 3 Kraftstoff 4 Kraftstoffbehälter 5 Druckleitung 6 Druckspeicherraum 7 Zuleitung 8 Injektor 9 Druckverstärker 9a Druckverstärker 9b Druckverstärker 10 Differenzraum 1 Oa Differenzraum 10b Differenzraum 11 Kolben 12 Druckverstärkerraum 13 Druckverstärkerraum 13a Druckverstärkerraum 13b Druckverstärkerraum 14 Drossel 1. 5 2/2-Wege-Ventil 16 Leckageleitung 17 2/2-Wege-Ventil 18 Steuerraum 19 Düsenraum 20 Rückschlagventil 21 Düsennadel 22 Druckleitung 23 Druckstück

24 Stirnfläche 25 Drossel 26 Leckageleitung 27 Drossel 30a erster Kolben 30b erster Kolben 31 a zweiter Kolben 31 b zweiter Kolben 32 Stirnfläche 33 Steuerkanal 34 Drossel 35 Steuerkanal 36 Drossel 37a Tellerfeder 37b Tellerfeder 38a Dichtungsspalt 38b Dichtungsspalt 51 Druckverstärker 52 Kolben 53 Kolben 54 Steuerkanal 55 Steuerkanal 56 Niederdruckseitiger Druckverstärkerraum 57 Differenzraum 58 Anschlag 59 Feder 61 Druckverstärker 62 Steuerkanal 63 Drossel 64 Steuerkanal 65 Drossel 66 Kolben 67 Niederdruckseitiger Druckverstärkerraum 68 Differenzraum