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Technisches
Gebiet
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Die
Kraftstoffversorgung der Brennräume selbstzündender
Verbrennungskraftmaschinen erfolgt in der Regel mittels Kraftstoffinjektoren.
Der erforderliche Einspritzdruck kann dabei durch Hochdruckspeichersysteme
bereitgestellt werden. Eine weitere Druckerhöhung erfolgt zum Beispiel durch Druckübersetzer
im Kraftstoffinjektor. Um ein definiertes Einspritzverhalten zu
erreichen, wird der Nadelhub des Einspritzventilgliedes gedämpft.
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Aus
der DE-A 102 29 415 ist eine Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff
in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Die
Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff umfasst einen Kraftstoffinjektor,
der über
eine Hochdruckquelle mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff
beaufschlagbar und über
ein Zumessventil betätigbar
ist. Dem Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung verschließt oder
freigibt, ist ein von diesem unabhängig bewegbares Dämpfungselement zugeordnet,
welches einen Dämpfungsraum
begrenzt. Im Dämpfungselement
ist mindestens ein Überströmkanal zur
Verbindung des Dämpfungsraumes
mit einem weiteren hydraulischen Raum aufgenommen.
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Eine
verbesserte Zerstäubung
und damit ein verbessertes Verbrennungsverhalten des Kraftstoffs im
Brennraum wird dadurch erreicht, dass das Einspritzventilglied erst
dann öffnet,
wenn der volle Einspritzdruck im Düsenraum ansteht. Bei dem aus
dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzventil beginnt
der Öffnungsvorgang
des Einspritzventilgliedes jedoch bereits bevor der volle Einspritzdruck
im Düsenraum
erreicht ist.
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Darstellung der Erfindung
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Ein
späteres Öffnen des
Einspritzventilgliedes und damit ein höherer Kraftstoffdruck zu Beginn des
Einspritzvorganges wird durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektor
erreicht. Der höhere
Kraftstoffdruck zu Beginn des Einspritzvorganges führt zu einer
feineren und gleichmäßigeren Zerstäubung des
Kraftstoffs, woraus ein weiter reduzierter Abgasausstoß resultiert.
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Der
erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor zum
Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine
wird von einem Hochdruckspeicher mit unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoffinjektor umfasst einen Kompressionsraum,
der über
eine Steuerleitung und eine daraus abzweigende Versorgungsleitung
mit dem Hochdruckspeicher verbunden ist. Weiterhin ist der Kompressionsraum
mit einem Düsenraum
verbunden, der ein Einspritzventilglied umschließt, welches mindestens eine
Einspritzöffnung verschließt oder
freigibt. Dem Einspritzventilglied ist ein unabhängig von diesem bewegbares
Dämpfungselement
zugeordnet, welches seinerseits einen Dämpferraum begrenzt. In einer
Verbindungsleitung von der Steuerleitung in den Dämpferraum
ist ein Schaltkolben angeordnet, welcher einen Ventilsitz freigibt
oder verschließt.
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Der
Schaltkolben ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Stirnfläche des
Schaltkolbens einen Steuerraum begrenzt. Der Steuerraum ist mit dem
Kompressionsraum über
eine Zuleitung hydraulisch verbunden.
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In
einer Ausführungsform
ist in der Zuleitung aus dem Kompressionsraum in den Steuerraum
ein Drosselelement angeordnet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist in die Versorgungsleitung zum Kompressionsraum ein 2/2-Wege-Ventil
aufgenommen. Das 2/2-Wege-Ventil ist vorzugsweise als Kugelventil
ausgebildet. Sobald durch die Bewegung eines Kolbens in den Kompressionsraum
hinein der Druck im Kompressionsraum erhöht wird, schließt das 2/2-Wege-Ventil.
Hierdurch wird vermieden, dass Kraftstoff aus dem Kompressionsraum
in die Versorgungsleitung und damit über das Steuerventil in den
Rücklauf
gelangt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist im Dämpfungselement
eine zentrale Bohrung ausgebildet. Die zentrale Bohrung dient zur
Versorgung des Dämpferraumes
mit Kraftstoff.
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Zur
Vereinfachung der Herstellung des Injektorgehäuses ist das Injektorgehäuse in einzelne
Segmente geteilt, die zur Montage übereinander gestapelt werden.
An Abzweigpositionen der im Gehäuse aufgenommenen
Kanäle
sind in den Stirnflächen
der Segmente Ausnehmungen ausgebildet, in die mindestens ein Kanal
mündet, über welchen
Kraftstoff zugeführt
wird und mindestens zwei Kanäle
münden, über welche
Kraftstoff abgeführt
wird. Die Kanäle sind
vorzugsweise als Bohrungen in den Segmenten ausgebildet.
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Neben
der Verwendung des erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektors in Hochdruckspeichersystemen, ist dieser auch
an weiteren druckgesteuerten Einspritzsystemen, wie zum Beispiel
an Pumpe-Düse-Einheiten,
Pumpe-Leitungen-Düse-Einheiten
und Verteilereinspritzpumpen einsetzbar.
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Zeichnung
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektor in einer ersten Ausführungsvariante,
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2 einen
Düsenkörper eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektors in einer ersten Ausführungsvariante,
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3 einen
Düsenkörper eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektors in einer zweiten Ausführungsvariante.
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Ausführungsvarianten
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In 1 ist
ein erfindungsgemäß ausgebildeter
Kraftstoffinjektor in einer ersten Ausführungsvariante dargestellt.
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Im
Folgenden wird der erfindungsgemäß ausgebildete
Kraftstoffinjektor anhand eines Systems mit Hochdruckspeicher beschrieben.
Neben dem Hochdruckspeicher kann die Versorgung mit unter hohem
Druck stehenden Kraftstoff aber auch zum Beispiel durch eine Pumpe-Düse-Einheit,
eine Pumpe-Leitung-Düse-Einheit
oder eine Verteilereinspritzpumpe erfolgen. Allen Systemen gemeinsam
ist, dass der erfindungsgemäß ausgebildete
Kraftstoffinjektor mit einem Druckverstärker versehen ist.
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Gemäß der Darstellung
in 1 wird ein Kraftstoffinjektor 1 über einen
hier schematisch dargestellten Hochdruckspeicher 2 mit
unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff gelangt
zunächst über eine
Zuleitung 3 in einen Arbeitsraum 4 eines Druckübersetzers 5.
Damit kein Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 in den Hochdruckspeicher 2 zurückströmt, ist
in der Zuleitung 3 zum Arbeitsraum 4 ein Rückschlagventil 6 aufgenommen. In
der hier dargestellten Ausführungsform
ist das Rückschlagventil 6 als
Kugelventil ausgebildet. Sobald der Druck im Hochdruckspeicher 2 auf
einen Druck abfällt,
der unterhalb des Druckes in der Zuleitung 3 zum Arbeitsraum 4 liegt,
schließt
das Rückschlagventil 6.
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Aus
dem Arbeitsraum 4 erstreckt sich eine Zuleitung 7 zu
einem Steuerventil 8. Das Steuerventil 8 ist vorzugsweise
als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und wird mittels eines Piezoaktors
oder eines Elektromagneten angesteuert. In der hier dargestellten Stellung
des Steuerventils 8 strömt
der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 über die Zuleitung 7 zum
Steuerventil 8 und von diesem in eine Steuerleitung 9.
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Der
Druckübersetzer 5 und
das Steuerventil 8 sind in einem Injektorkörper 10 aufgenommen.
An den Injektorkörper 10 schließt sich
ein Düsenkörper 11 an.
Der Injektorkörper 10 und
der Düsenkörper 11 sind
vorzugsweise kraftschlüssig,
zum Beispiel mit einer Überwurfmutter,
mit dem Kraftstoffinjektor 1 verbunden.
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Im
Düsenkörper 11 ist
mindestens eine Einspritzöffnung 12 ausgebildet,
welche über
ein Einspritzventilglied 13 freigegeben oder verschlossen wird.
Das Einspritzventilglied 13 ist vorzugsweise eine einteilig
konfigurierte Düsennadel.
Diese kann jedoch auch mehrteilig konfiguriert sein. Das Einspritzventilglied 13 ist
von einem Düsenraum 14 umschlossen.
Der Düsenraum 14 ist über eine
Verbindungsleitung 15 mit einem Kompressionsraum 16 hydraulisch
verbunden. Der Kompressionsraum 16 wird an einer Seite
durch eine Stirnseite 17 eines Übersetzerkolbens 18 des
Druckübersetzers 5 begrenzt.
Am Übersetzerkolben 18 ist
eine stufenförmige
Erweiterung 19 ausgebildet, welche mit einer in Richtung
des Kompressionsraumes 16 weisenden Stirnfläche 20 einen
Steuerraum 21 begrenzt. Die stufenförmige Erweiterung 19 teilt
den Übersetzerkolben 18 in
einen ersten Kolbenteil 22, welcher dem Kompressionsraum 16 zugewandt
ist und einen zweiten Kolbenteil 23, welcher sich auf der
dem Kompressionsraum 16 abgewandten Seite an die stufenförmige Erweiterung 19 anschließt. Der
zweite Kolbenteil 23 ist von einem Federelement 24 umschlossen,
welches vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet ist. Das Federelement 24 stützt sich
mit einer Seite gegen einen Anschlag 25, welcher den Übersetzerkolben 18 abschließt und mit
der anderen Seite gegen einen im Injektorkörper aufgenommenen ringförmigen Anschlag 26.
Als ringförmiger
Anschlag 26 eignet sich zum Beispiel ein Siche rungsring
für Bohrungen
oder ein Sprengring. Der Steuerraum 21 des Druckübersetzers 5 ist über einen Bypass 27 mit
der Steuerleitung 9 verbunden.
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Der
Kompressionsraum 16 wird über eine Versorgungsleitung 28,
welche ebenfalls von der Steuerleitung 9 abzweigt, mit
Kraftstoff versorgt. In die Versorgungsleitung 28 ist ein
2/2-Wege-Ventil aufgenommen,
welches die Versorgungsleitung 28 verschließt, sobald
der Druck im Kompressionsraum 16 höher ist als der Druck in der
Steuerleitung 9. Das 2/2-Wege-Ventil 29 ist somit in
Form eines Rückschlagventils
ausgebildet.
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Aus
dem Kompressionsraum 16 erstreckt sich weiterhin eine Zuleitung 30 zu
einem zweiten Steuerraum 31. Der zweite Steuerraum 31 ist
an einer Seite durch eine Stirnfläche 32 eines Schaltkolbens 33 begrenzt.
Der Schaltkolben 33 wirkt als 2/2-Wege-Ventil und gibt
eine Verbindungsleitung 34 von der Steuerleitung 9 in
einen Dämpferraum 35 frei oder
verschließt
diese. Bei geschlossener Verbindung von der Steuerleitung 9 in
den Dämpferraum 35 steht
der Schaltkolben 33 in einem Sitz 36. Im Dämpfungsraum 35 ist
ein Dämpfungselement 37 aufgenommen,
welches beispielsweise in Kolbenform ausgebildet ist. Am Dämpfungselement 37 ist
eine zweite stufenförmige
Erweiterung 38 ausgebildet. Im Dämpfungsraum 35 ist
das Dämpfungselement 37 von
einem zweiten Federelement 39 umschlossen. Das zweite Federelement 39 ist
vorzugsweise als Spiralfeder ausgebildet. Es kann aber auch jede
weitere dem Fachmann bekannte Druckfeder als zweites Federelement 39 eingesetzt
werden. Das zweite Federelement 39 stützt sich mit einer Seite gegen
eine Stirnwand 40 des Dämpfungsraumes 35 und
mit der zweiten Seite gegen einen Einstellring 41. Der
Einstellring 41 umschließt das Dämpfungselement 37 und
liegt auf der zweiten stufenförmigen
Erweiterung 38 auf. Der Einstellring 41 dient
zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, so dass bei jedem Kraftstoffinjektor 1,
der montiert wird, die gleiche Federkraft auf das Dämpfungselement 37 wirkt.
Auf der dem zweiten Federelement 39 abgewandten Seite begrenzt die
zweite stufenförmige
Erweiterung 38 einen dritten Steuerraum 42. Der
dritte Steuerraum 42 wird über einen Zulauf 43,
welcher mit der Steuerleitung 9 verbunden ist, mit Kraftstoff
versorgt.
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Das
Dämpfungselement 37 ist
auf der dem Einspritzventilglied zugewandten Seite mit einer plangeschliffenen
Stirnfläche 44 versehen.
Auf seiner der plangeschliffenen Stirnfläche 44 des Dämpfungselementes 37 zugewandten
Seite ist am Einspritzventilglied 13 ebenfalls eine plangeschliffene Stirnfläche 45 ausgebildet.
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Das
Dämpfungselement 37 ist
unabhängig vom
Einspritzventilglied 13 bewegbar. Zum Schließen der
mindestens einen Einspritzöffnung 12 wird das
Einspritzventilglied 13 in einen Sitz 46 gestellt, wobei
die plangeschliffene Stirnfläche 45 des
Einspritzventilgliedes 13 von Kraftstoff, der durch eine zentrale
Bohrung 58 im Dämpfungselement 37 strömt, beaufschlagt
wird. Hierdurch trennen sich das Einspritzventilglied 13 und
das Dämpfungselement 37 und
das Einspritzventilglied 13 wird zunächst unabhängig vom Dämpfungselement 37 in
Richtung der mindestens einen Einspritzöffnung 12 bewegt.
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Zum
Ausgleich von Druckpulsationen ist in der Verbindungsleitung 34 zum
Dämpfungsraum 35 ein
erstes Drosselelement 47 und im Zulauf 43 zum dritten
Steuerraum 42 ein zweites Drosselelement 48 ausgebildet.
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Im
Ruhezustand befindet sich das Steuerventil 8 in der in 1 dargestellten
Stellung und es erfolgt keine Kraftstoffeinspritzung in einen dem Kraftstoffinjektor 1 zugeordneten
Brennraum 49. Hierzu steht das Einspritzventilglied 13 im
Sitz 46 und verschließt
so mindestens eine Einspritzöffnung 12. Auch
liegt die plangeschliffene Stirnfläche 44 des Dämpfungselementes 37 auf
der plangeschliffenen Stirnfläche 45 des
Einspritzventilgliedes 13, so dass die zentrale Bohrung 58 im
Dämpfungselelement 37 verschlossen
ist.
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Bei
geschlossener Einspritzöffnung 12 ist
die Verbindung von der Zuleitung 3 in die Steuerleitung 9 über das
Steuerventil 8 freigegeben. Aus der Steuerleitung 9 gelangt
der unter Speicherdruck (Systemdruck) stehende Kraftstoff über den
Bypass 27 in den Steuerraum 21. Weiterhin gelangt
Kraftstoff über
die Versorgungsleitung 28 in den Kompressionsraum 16 und
von dort über
die Verbindungsleitung 15 in den Düsenraum 14 und die
Zuleitung 30 in den zweiten Steuerraum 31. Der
dritte Steuerraum 42 wird über den Zulauf 43 ebenfalls
mit unter Speicherdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Somit sind
der Arbeitsraum 4, der Steuerraum 21, der Kompressionsraum 16,
der zweite Steuerraum 31, der Dämpfungsraum 35, der
dritte Steuerraum 42 und der Düsenraum 14 mit dem
im Hochdruckspeicher 2 herrschenden Druckniveau beaufschlagt
und der Übersetzerkolben 18 im
Druckübersetzer 5 befindet
sich im druckausgeglichenen Zustand. In diesem Zustand ist der Druckübersetzer 5 deaktiviert
und es findet keine Druckverstärkung
statt. Der Übersetzerkolben 18 wird
durch das Federelement 24 in der Ausgangslage gehalten.
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Um
den Kraftstoffeinspritzvorgang zu starten, wird das Steuerventil 8 in
seine andere Position geschaltet. Hierdurch wird die Steuerleitung 9 mit
einem niederdruckseitigen Rücklauf 50 verbunden
und die Zuleitung 7 verschlossen. Durch die Verbindung der
Steuerleitung 9 mit dem niederdruckseitigen Rücklauf 50 strömt der unter
Speicherdruck stehende Kraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor 1,
wodurch der Druck in den mit Steuerleitung 9 verbundenen
hydraulischen Räumen 21 und 42 abnimmt.
Weiterhin schließt
sich aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem Kompressionsraum 16 und
der Steuerleitung 9 das 2/2-Wege-Ventil 29. Im Arbeitsraum 4,
der direkt mit dem Hochdruckspeicher 2 über die Zu leitung 3 verbunden
ist, ändert
sich der Druck nicht. Aufgrund des abnehmenden Druckes im Steuerraum 21 und
der damit abnehmenden Druckkraft auf die Stirnfläche 20 der stufenförmigen Erweiterung 19 bewegt
sich der Übersetzerkolben 18 in
den Kompressionsraum 16, was zu einer Abnahme des Volumens im
Kompressionsraum 16 und damit zu einer Druckzunahme führt. Da
der Kompressionsraum 16 über die Verbindungsleitung 15 mit
dem Düsenraum 14 und über die
Zuleitung 30 mit dem zweiten Steuerraum 31 hydraulisch
verbunden ist, erhöht
sich im Düsenraum 14 und
im zweiten Steuerraum 31 der Druck ebenfalls. Der zunehmende
Druck im zweiten Steuerraum 31 führt dazu, dass aufgrund der
auf die Stirnfläche 32 des
Schaltkolbens 33 wirkenden Druckkraft der Schaltkolben 33 die
Verbindungsleitung 34 vom Dämpfungsraum 35 in
die Steuerleitung 9 verschließt. Aus diesem Grund ist der
Dämpfungsraum 35 weiterhin
mit unter Speicherdruck stehendem Kraftstoff befüllt. Die Kraft, die auf den
Dämpfungskolben 37 in
Richtung des Einspritzventilgliedes 13 wirkt und damit
das Einspritzventilglied 13 in seinen Sitz 46 stellt,
setzt sich zusammen aus der Druckkraft aufgrund des unter Speicherdruck
stehendem Kraftstoffes im Dämpfungsraum 35 und
der Federkraft des Federelementes 39. Sobald die aufgrund
des zunehmenden Druckes im Düsenraum 14 zunehmende
Druckkraft auf das Einspritzventilglied 13 in Richtung
des Dämpfungselementes 37 größer ist
als die in Richtung des Einspritzventilgliedes 13 wirkende
Druckkraft im Dämpfungsraum 35 und
die Federkraft des zweiten Federelementes 39, bewegt sich
der Verbund aus Einspritzventilglied 13 und Dämpfungselement 37 von
der mindestens einen Einspritzöffnung 12 weg,
wodurch sich das Einspritzventilglied 13 aus seinem Sitz 46 hebt
und so die mindestens eine Einspritzöffnung 12 freigibt.
Sobald sich das Einspritzventilglied 13 aus seinem Sitz 46 hebt, wird
Kraftstoff in den Brennraum 49 eingespritzt.
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Beim Öffnen schlägt der Verbund
aus Einspritzventilglied 13 und Dämpfungselement 37 an den
Schaltkolben 33 an, wodurch sich dieser aus seinem Sitz 36 hebt.
Hierdurch wird die Verbindungsleitung 34 vom Dämpfungsraum 35 in
die Steuerleitung 9 freigegeben, wodurch der Druck im Dämpfungsraum 35 abfällt, was
zu einem schnellen weiteren Öffnen
des Einspritzventilglieds 13 führt.
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Zum
Beenden des Einspritzvorganges wird das Steuerventil 8 wieder
in die in 1 dargestellte Stellung geschaltet.
Hierdurch wird die Verbindung vom Hochdruckspeicher 2 in
die Steuerleitung 9 geöffnet. Über den
Bypass 27 strömt
unter Speicherdruck stehender Kraftstoff in den Steuerraum 21.
Aufgrund der hierdurch zunehmenden Druckkraft auf die Stirnfläche 20 der
stufenförmigen
Erweiterung 19 am Übersetzerkolben 18 bewegt
sich der Übersetzerkolben 18 unterstützt durch
die Federkraft der Druckfeder 24 aus dem Kompressionsraum 16,
wodurch das Volumen des Kompressionsraumes 16 vergrößert wird
und so der Druck im Kompressionsraum 16 abnimmt. Gleichzeitig
strömt
unter Speicherdruck stehender Kraftstoff über die Verbindungsleitung 34 in den
Dämpfungsraum 35.
Somit nimmt der Druck im Düsenraum 14 aufgrund
der hydraulischen Verbindung des Düsenraums 14 mit dem
Kompressionsraum 16 über
die Verbindungsleitung 15 ab, während der Druck im Dämpfungsraum 35 zunimmt.
Der abnehmende Druck im zweiten Steuerraum 31 und der zunehmende
Druck im Dämpfungsraum 35 führt dazu,
dass sich der Schaltkolben 33 und das Dämpfungselement 37 trennen.
Hierdurch wird die zentrale Bohrung 58 im Dämpfungselement 37 freigegeben, durch
welche unter Speicherdruck stehender Kraftstoff in Richtung des
Einspritzventilgliedes 13 strömt. Der in die zentrale Bohrung 58 des
Dämpfungselementes 37 strömende Kraftstoff
wirkt auf die plangeschliffene Stirnfläche 45 des Einspritzventilgliedes, wodurch
sich dieses vom Dämpfungselement 37 löst und in
seinen Sitz 46 gestellt wird. Hierdurch wird die mindestens
eine Einspritzöffnung 12 verschlossen und
der Einspritzvorgang in den Brennraum 49 beendet. Über den
Zulauf 43 gelangt unter Speicherdruck stehender Kraftstoff
in den dritten Steuerraum 42. Somit ist das Dämpfungselement 37 druckausgeglichen
und wird durch die Federkraft des als Druckfeder ausgebildeten Federelementes 39 mit
der plangeschliffenen Stirnfläche 44 auf
die plangeschliffene Stirnfläche 45 des
Einspritzventilgliedes gestellt. Hierdurch wird die zentrale Bohrung 58 im
Dämpfungselement 37 geschlossen,
so dass kein Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum 35 in
den dritten Steuerraum 42 strömen kann. Aufgrund des abnehmenden Druckes
im Kompressionsraum 16 und des zunehmenden Druckes in der
Steuerleitung 9 öffnet
das 2/2-Wege-Ventil 29 und gibt so die Versorgungsleitung 28 frei,
damit unter Speicherdruck stehender Kraftstoff aus der Steuerleitung 9 in
den Kompressionsraum 16 strömen kann. Aus dem Kompressionsraum 16 gelangt
unter Speicherdruck stehender Kraftstoff über die Zuleitung 30 in
den zweiten Steuerraum 31. Somit ist der Schaltkolben 33 druckausgeglichen
und bleibt in geöffneter
Position stehen. Sobald das Steuerventil 8 erneut betätigt wird,
um einen neuen Einspritzvorgang zu starten, und der Druck im Kompressionsraum 16 zunimmt,
wird aufgrund des dadurch ebenfalls zunehmenden Druckes im zweiten
Steuerraum 31 und die damit zunehmende Druckkraft auf die
Stirnfläche 32 des
Schaltkolbens 33 dieser in den Sitz 36 gestellt
und so die Verbindung vom Dämpfungsraum 35 in
die Steuerleitung 9 verschlossen.
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In 2 ist
der Düsenkörper eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektors in einer ersten Ausführungsform dargestellt.
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Um
die Herstellung und die Montage des Kraftstoffinjektors 1 zu
erleichtern, ist der Düsenkörper 11 in
einzelne Segmente geteilt. Der Vorteil der Aufteilung in einzelne
Segmente liegt darin, dass jeweils in den einzelnen Segmenten lediglich
Bohrungen ausgebildet sind oder Vertiefungen eingefräst werden.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform
ist der Düsenkörper 11 in
ein Ventilsegment 51, ein Drosselsegment 52, ein
Kolben führungssegment 53,
ein Nadelführungssegment 54 und
ein Einspritzsegment 55 geteilt. Im Ventilsegment 51 ist
das 2/2-Wege-Ventil 29 und der zweite Steuerraum 31 ausgebildet.
Weiterhin befinden sich im Ventilsegment 51 Bohrungen für den Zulauf 43 zum
dritten Steuerraum 42, die Steuerleitung 9 und
die Verbindungsleitung 15 zum Düsenraum 14. Weiterhin
ist im Ventilsegment 51 eine erste Nut 56 ausgebildet, über welche
die Verbindungsleitung 34 über den Schaltkolben 33 mit
dem Dämpfungsraum 35 verbunden ist.
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Im
Drosselsegment 52 sind der Drosselraum 35 sowie
Bohrungen für
den Zulauf 43 zum dritten Steuerraum 42, die Steuerleitung 9,
die Versorgungsleitung 28 zum Kompressionsraum 16,
die Verbindungsleitung 34 zum Dämpfungsraum 35 sowie
die Verbindungsleitung 15 zum Düsenraum 14 ausgebildet.
Weiterhin sind im Drosselsegment 52 die Drosselelemente 47 und 48 zur
Dämpfung
von Druckpulsationen ausgebildet.
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Im
Kolbenführungssegment 53 ist
eine Bohrung 57 ausgebildet, in welcher das Dämpfungselement 37 mit
der zweiten stufenförmigen
Erweiterung 38 geführt
ist. Neben der Bohrung 57 zur Führung des Dämpfungselementes 37 sind
im Kolbenführungssegment 53 Bohrungen
für den
Zulauf zum dritten Steuerraum 42 sowie eine dritte Nut 60 und
der dritte Steuerraum 42 als auch eine zweite Nut 59, durch
welche die Steuerleitung 9 mit der Versorgungsleitung 28 und
der Verbindungsleitung 34 verbunden ist, ausgebildet.
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Im
Nadelführungssegment 54 ist
eine Bohrung 61 ausgebildet, in welcher das Einspritzventilglied 13 geführt ist.
Die Bohrung 61 öffnet
sich stufenförmig
in den Düsenraum 14.
Schließlich
ist im Nadelführungssegment 54 eine
Bohrung für
die Verbindungsleitung 15 in den Düsenraum 14 aufgenommen,
welche in die stufenförmige
Erweiterung, die den der Einspritzöffnung 12 abgewandten
Teil des Düsenraumes
bildet, ausgebildet.
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Im
Einspritzsegment 55 ist der Düsenraum 14 samt den
Einspritzöffnungen 12 ausgebildet.
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Bei
der Montage des Düsenkörpers 11 ist darauf
zu achten, dass die Bohrungen in den einzelnen Segmenten 51, 52, 53, 54 und 55,
die jeweils eine Leitung bilden, bündig übereinander angeordnet sind.
Hierzu können
zum Beispiel an den einzelnen Segmenten 51, 52, 53, 54, 55 Zapfen 62 ausgebildet sein,
welche in entsprechende Vertiefung 63 eingreifen. Dabei
haben die Zapfen 62 und die Vertiefung 63 jeweils
den gleichen Querschnitt.
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Die
Verbindung der einzelnen Segmente 51, 52, 53, 54, 55 erfolgt
vorzugsweise kraftschlüssig. Hierzu
eignet sich zum Beispiel eine Überwurfmutter, welche
mit einem am Injektorkörper 10 angebrachten Außengewinde
zusammenwirkt.
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3 zeigt
einen Düsenkörper eines
erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftstoffinjektors in einer weiteren Ausführungsvariante.
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Die
in 3 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet
sich von der in 2 dargestellten Ausführungsvariante
durch ein drittes Drosselelement 64 in der Zuleitung 30 vom
Kompressionsraum 16 in den zweiten Steuerraum 31.
Durch das dritte Drosselelement 34 wird die Bewegung des
Schaltkolbens 33 gedämpft.
Hierdurch wird vermieden, dass der Schaltkolben 33 aufgrund
hoher Geschwindigkeit beim Schließen aus seinem Sitz 36 abprallt
und damit vor dem endgültigen
Verschließen
der Verbindung von der Steuerleitung 9 in den Dämpfungsraum 35 dieser
aufgrund des Abprallens zunächst
noch einmal für
eine kurze Zeit freigibt. Auch kann das Abprallen des Schaltkolbens 33 von
seinem Sitz 36 zu einer Schädigung des Schaltkolbens 33 oder
des Sitzes 36 führen.
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- 1
- Kraftstoffinjektor
- 2
- Hochdruckspeicher
- 3
- Zuleitung
- 4
- Arbeitsraum
- 5
- Druckübersetzer
- 6
- Rückschlagventil
- 7
- Zuleitung
Steuerventil
- 8
- Steuerventil
- 9
- Steuerleitung
- 10
- Injektorkörper
- 11
- Düsenkörper
- 12
- Einspritzöffnung
- 13
- Einspritzventilglied
- 14
- Düsenraum
- 15
- Verbindungsleitung
- 16
- Kompressionsraum
- 17
- Stirnseite Übersetzerkolben
- 18
- Übersetzerkolben
- 19
- stufenförmige Erweiterung
- 20
- Stirnfläche der
stufenförmigen
Erweiterung
- 21
- Steuerraum
- 22
- erster
Kolbenteil
- 23
- zweiter
Kolbenteil
- 24
- Federelement
- 25
- Anschlag
- 26
- ringförmiger Anschlag
- 27
- Bypass
- 28
- Versorgungsleitung
- 29
- 2/2-Wege-Ventil
- 30
- Zuleitung
- 31
- zweiter
Steuerraum
- 32
- Stirnfläche Schaltkolben
- 33
- Schaltkolben
- 34
- Verbindungsleitung
zum Dämpfungsraum
- 35
- Dämpfungsraum
- 36
- Sitz
- 37
- Dämpfungselement
- 38
- zweite
stufenförmige
Erweiterung
- 39
- zweites
Federelement
- 40
- Stirnwand
Dämpfungsraum
- 41
- Einstellung
- 42
- dritter
Steuerraum
- 43
- Zulauf
zum dritten Steuerraum
- 44
- plangeschliffene
Stirnfläche-Dämpfungselement
- 45
- plangeschliffene
Stirnfläche
Einspritzventilglied
- 46
- Sitz
- 47
- erstes
Drosselelement
- 48
- zweites
Drosselelement
- 49
- Brennraum
- 50
- Rücklauf
- 51
- Ventilsegment
- 52
- Drosselsegment
- 53
- Kolbenführungssegment
- 54
- Nadelführungssegment
- 55
- Einspritzsegment
- 56
- erste
Nut
- 57
- Bohrung
- 58
- zentrale
Bohrung
- 59
- zweite
Nut
- 60
- dritte
Nut
- 61
- Bohrung
- 62
- Zapfen
- 63
- Vertiefung
- 64
- drittes
Drosselement