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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen doppeltschaltenden Hochdruckinjektor,
der z. B. zum Einspritzen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in
die Brennräume
einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen ist. Bei bestimmten Einsatzfällen können an
direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen mit großem Hubraum Voreinspritzphasen
oder Nacheinspritzphasen erforderlich sein. Die Voreinspritzphase bzw.
die Nacheinspritzphase stellt hohe Anforderungen an die Genauigkeit
der Ansteuerbarkeit eines in einem Injektorgehäuse die Einspritzphasen steuernden
Steuerteiles, insbesondere an dessen Fertigungstoleranzen, um die
vorgegebenen Einspritzverläufe
zu realisieren.
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Stand der Technik
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DE 37 28 817 C2 bezieht
sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen. Bei dieser
offenbarten Kraftstoffeinspritzpumpe besteht das Steuerventilglied
aus einem eine Führungshülse bildenden
und in einen Kanal gleitenden Ventilschaft und einen mit diesem
verbundenen, der Betätigungseinrichtung
zugewandten Ventilkopf. Die Dichtfläche des Ventilkopfes wirkt
mit einer den Ventilsitz bildenden Fläche der Steuerbohrung zusammen.
Der Ventilschaft weist an seinem Umfang eine Ausnehmung auf, deren
axiale Erstreckung von der Einmündung der
Kraftstoffzufuhrleitung bis zum Beginn der mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden
Dichtfläche
am Ventilkopf reicht. In der Ausnehmung ist eine dem Druck der Kraftstoffzufuhrleitung
ausgesetzte Fläche ausgebildet,
die gleich einer im geschlossenen Zustand des Steuerventiles dem
Druck der Kraftstoffzufuhrleitung ausgesetzten Fläche des
Ventilkopfes ist. Dadurch ist das Ventil in geschlossenem Zustand druckausgeglichen,
wobei in der Führungshülse am Steuerventilglied
eine belastende Feder angeordnet ist, die das Steuerventilglied
zu seiner Offenstellung hin belastet.
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Mit
dieser aus dem Stande der Technik bekannten Konfiguration ist die
Realisierung einer Voreinspritz- bzw. einer auf die Haupteinspritzphase
in die Brennräume
einer Verbrennungskraftmaschine folgende Nacheinspritzphase nicht
möglich,
da für die
Vornahme einer zusätzlichen
Einspritzphase kein Aufnahmeraum für das während der Vor- bzw. Nacheinspritzphase
einzuspritzende Kraftstoffvolumen zur Verfügung steht.
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DE 198 60 678 A1 beschreibt
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die aus
einer Kraftstoffhochdruckquelle Kraftstoffeinspritzventile, gesteuert
durch eine Steuereinrichtung, mit Kraftstoff versorgt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist
dabei ein Einspritzventilglied auf, das über eine Druckschulter
14 vom
zugeführte
Kraftstoffhochdruck beaufschlagt und somit zur Durchführung der Einspritzung
geöffnet
werden kann. Die Kraftstoffzufuhr erfolgt dabei über eine Druckleitung, deren Durchtritt
durch ein Steuerventil gesteuert wird, dessen Steuerventilglied
in einem Ventilraum zwischen zwei Ventilsitzen bewegbar ist und
dabei für
eine Vor- und Haupteinspritzung die Verbindung zwischen der Kraftstoffhochdruckquelle
und dem Kraftstoffeinspritzventil über den Ventilraum steuert.
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DE 197 42 073 A1 offenbart
ebenfalls eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen. Dabei
wird vorgeschlagen, ein Kraftstoffeinspritzventil durch den Druck
in einem Druckraum, der auf eine Druckschulter wirkt, in seiner Öffnungs-
und Schließbewegung
zu steuern. Die Druckzufuhr zum Druckraum wird durch ein Steuerventilglied
gesteuert, das wiederum durch einen Druck in einem Arbeitsraum bewegt
wird. Der Druck im Arbeitsraum wird durch ein Vorsteuerventil gesteuert,
das einen Schließkörper aufweist,
der unter Einwirkung eines Piezoantriebs von einem zweiten Ventilsitz
zu einem ersten Ventilsitz bewegt wird und dabei eine Entlastungsleitung
des Arbeitsraumes kurzzeitig öffnet. Dies
hat ein Öffnen
des Steuerventilglieds und eine Zufuhr von Kraftstoffhochdruck zum
Druckraum zwecks Einspritzung zur Folge. Dabei ergibt sich eine sehr
kleine Voreinspritzmenge. Für
die Durchführung einer
Haupteinspritzmenge wird der Schließkörper in eine Mittelstellung
zwischen den Ventilsitzen positioniert und somit eine längere Verbindung
des Kraftstoffhochdruckzuflusses zum Druckraum hergestellt.
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Darstellung der Erfindung
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Es
wird ein Injektor zum Einspritzen von unter hohem Druck stehendem
Kraftstoff in die Brennräume
einer Verbrennungskraftmaschine mit einem in einem Gehäuse beweglich geführten Steuerteil vorgeschlagen.
Das Steuerteil ist aktorbetätigt
in einer Bohrung des Gehäuses
des Injektors vertikal auf und ab bewegbar. Das Steuerteil ist mittels
eines Aktorelements betätigbar,
welches das Steuerteil von einer oberen Schließstellung, in der eine erste
Steuerkante eines Kopfbereichs des Steuerteils an einem oberen Sitz
im Gehäuse
anliegt und einen Düsenzulauf
von einem Zulauf von einem Hochdrucksammelraum trennt, in eine untere
Schließstellung,
in der eine untere Steuerkante des Kopfbereichs des Steuerteils
an einem unteren Sitz im Gehäuse
anliegt und den Düsenzulauf
von dem Zulauf vom Hochdrucksammelraum trennt, oder in eine Mittelstellung,
in der die Steuerkanten des Kopfbereichs des Steuerteils weder an
dem oberen noch an dem unteren Sitz anliegen und der Düsenzulauf
mit dem Zulauf vom Hochdrucksammelraum verbunden ist, bewegen kann.
Dabei ist der Düsenzulauf über am Steuerteil angeordnete
Schiebeelemente sowohl in der oberen Schließstellung als auch in der unteren
Schließstellung
mit einer Leckölleitung
verbunden und druckentlastet. In der Mittelstellung dagegen ist
der Düsenzulauf
von der Leckölleitung
getrennt.
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Mit
dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Injektor
ist bei Verwendung eines zwei Schaltstellungen des Steuerteiles
realisierenden fremdbetätigbaren
Aktors eine Haupteinspritzphase und eine Voreinspritzphase, beispielsweise
zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine
möglich.
Da auf balistischen Betrieb des Steuerteiles verzichtet werden kann,
kann das Steuerteil in Bezug auf seine Führungs- und Sitzdurchmesser
wesentlich genauer gefertigt werden.
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Zur
Realisierung der Voreinspritzphase mittels eines doppeltschaltenden
Injektors läßt sich
dessen Ventilraum, der über
einen Hochdrucksammelraum-Zulauf (Common-Rail-Zulauf) mit unter
hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagbar ist, bei entsprechender
Auslegung des Verhältnisses
von Ventilraumdurchmesser Steuerventil zu Durchmesser als Drosselspalt
nutzen. So kann in einer Mittelstellung des Kopfbereiches des Steuerteiles
in Bezug auf den im Gehäuse
ausgebildeten Ventilraum der Durchfluß von Kraftstoff in der Mittelstellung
des Steuerteiles in der Bohrung im Gehäuse des Injektors begrenzt
werden.
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Bei
Einsatz eines das Steuerteil in zwei Schaltstufen stellenden Aktors,
kann in jeder der einstellbaren Schaltstufen, d. h. bei durchgeschaltetem Steuerteil
wie bei mittig positioniertem Steuerteil, über an ein- und demselben Steuerteil
angeordnete Steuerelemente eine Entlastung des Düsensystemes von dem unter hohem
Druck stehenden Kraftstoff erfolgen. Damit ist das Einspritzdüsensystem,
insbesondere der Düsenzulauf
und der Düsenraum,
der die Düsennadel
umgibt, von dem unter hohem Druck stehenden Kraftstoff entlastet,
was die mechanische Beanspruchung dieser Bauteile erheblich reduziert und
die Standzeit des zwei Schaltzustände einer Steuerfläche realisierenden
Injektors erheblich verlängert.
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Das
Steuerteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Injektors läßt sich
kraftausgeglichen gestalten, da alle Führungs- und Sitzdurchmesser
den gleichen Durchmesser aufweisen.
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Am
Steuerteil werden somit ungleichmäßig verteilte mechanische Belastungen
vermieden. Bei Ausgestaltung der beiden im Kopfbereich des Steuerteiles
vorgesehenen Steuerkanten mit gleichen Hubwegen, verglichen mit
den freien Überdeckungen der
am Steuerteil vorgesehen Schiebeelemente, kann der Leckölstrom in
die Leckölleitung
des Gehäuses
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Injektors begrenzt werden, so daß der Wirkungsgrad des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
mehrstufig schaltenden Injektors nicht negativ beeinflußt wird.
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Zeichnung
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 den
Längsschnitt
durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen,
verschiedene Einspritzphasen realisierenden Injektors,
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Ventilraumes am Steuerteil des Injektors und
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3 die
zeitlichen Verläufe
des Steuerventilhubes bzw. der Einspritzphasen, jeweils aufgetragen über der
Zeitachse.
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Ausführungsvarianten
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1 zeigt
die Darstellung eines Längsschnittes
durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen,
verschieden Einspritzphasen realisierenden Injektors für Hochdurcksammelraum(Common-Rail)-Einsatzzwecke.
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Im
Gehäuse 2 des
Injektors 1 ist einer sich im wesentlichen in vertikale
Richtung erstreckenden Bohrung 3 ein Steuerteil 4 aufgenommen.
Mittels eines hier nicht näher
dargestellten, mehrere Schaltzustände realisierenden Aktors,
beispielsweise eines Elektromagneten, eines Piezo-Aktors oder eines
mechanisch/hydraulischen Stellers, kann das Steuerteil 1 in
der Bohrung 3 des Gehäuse 2 auf-
und abbewegt werden. Im oberen Bereich des Injektorgehäuses 2 ist
ein Zulauf 5 vom Hochdrucksammelraum aus kommend vorgesehen,
der im Bereich einer Einschnürstelle
am Steuerteil 4 in die Bohrung 3 im Gehäuse 2 des
Injektors 1 mündet.
Unterhalb der Mündung
des Zulaufes 5 vom Hochdrucksammlerraum aus, ist im Gehäuse 2 des
Injektors 1 ein Ventilraum 8 vorgesehen. Der Ventilraum 8 ist
mit einem Ventilraumdurchmesser 9 ausgebildet. Im Bereich
des Ventilraumes 8 ist ein Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 mit
einem Durchmesser ausgebildet. Im Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 sind
am oberen Ende des Kopfbereiches 6 sowie an dessen unteren
Ende steuerteilseitige Steuerkanten 36 bzw. 37 ausgebildet (vergl.
Darstellung gem. 2).
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Am
Steuerteil 4, welches in Bezug auf die Symmetrieachse rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, sind die Sitzdurchmesser bzw. die Führungsdruchmesser
alle im selben Durchmesser 7 ausgeführt. Dadurch läßt sich
das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Steuerteil 4 kraftausgeglichen gestalten.
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Vom
etwa rautenförmig
im Gehäuse 2 konfigurierten
Ventilraum 8 zweigt eine Düsenzulaufmündung 10 ab, an welche
sich ein durch das Injektorgehäuse 2 erstreckender
Düsenzulauf 11 anschließt, der
in einen Düsenraum 12 mündet. Der
Düsenzulauf 12 ist
im vorderen Bereich eines Einspritzdüsensystems vorgesehen, und
mündet
mit seiner Düsenspitze 33 in
den Brennraum einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine.
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An
den in einer Einschnürung
am Steuerteil 4 auslaufenden Kopfbereich 6 des
Steuerteiles 4 schließt
sich abströmseitig
ein erstes Schieberelement 13 an, dessen Durchmesser dem
Durchmesser 7 im oberen Bereich des Steuerteiles 7 entspricht. Das
erste Schieberelement 13 ist von einem sich ringförmig um
dieses erstreckenden, im Gehäuse 2 des
Injektors 1 ausgebildeten Leckölringraum 14 umgeben.
Vom Leckölringraum 14 zweigt
eine Leckölbohrung
ab, die abströmseitig
in eine Leckölleitung 16 mündet. Über die
Leckölleitung 16 kann überschüssiger,
bei der Düsenentlastung
vom Hochdruck abströmender
Kraftstoff in den Kraftstofftank des Kraftfahrzeuges zurückgefördert werden.
In den Leckölringraum 14 mündet ebenfalls
ein erster Abzweig vom Düsenzulauf 11, über welchen
das aus Düsenzulauf 11,
Düsenraum 12 sowie
Einspritzdüse 34 bestehende
Einspritzdüsensystem
nach einer Einspritzphase 41 bzw. 42 (vergl. 3)
druckentlastbar ist.
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An
das erste Schieberelement 13 schließt sich in axiale Richtung
des Steuerteiles 4 gesehen, eine Einschnürung an,
an welche sich im Endbereich des Steuerteiles 4 ein zweites
Schieberelement 21 anschließt. Auch dieses zweite Schieberelement 21 ist
mit dem Durchmesser 7 des Steuerteiles 4 ausgeführt, mit
dem es in der Bohrung 3 des Gehäuses 2 des Injektors 1 geführt ist.
Das zweite Schieberelement 21 ist gehäuseseitig ebenfalls von einem
diesem zugeordneten Ringraum 22 umschlossen, welcher über eine Öffnung ebenfalls
mit der Düsenzulaufleitung 11 im
Gehäuse 2 verbunden
ist. Unterhalb einer Stirnfläche 26 des
zweiten Schieberelementes 21 ist eine Dichtfeder 25 angeordnet.
Die Dichtfeder 25, ausgebildet als Druckfeder, ist in einem
Hohlraum 27 im Gehäuse 2 aufgenommen.
Sie stützt
sich einerseits am Boden der Bohrung 3 im Gehäuse 2 ab, andererseits
liegt sie mit ihrer Endwindung an einer ringförmig konfigurierten von einem
Ansatz 28 am zweiten Schieberelement 21 ausgebildeten
ringförmigen
Steuerfläche 26 an.
Mit Hilfe der Dichtfeder 25 wird das mindestens zweistufig
arbeitende Steuerteil 3 nach erneuter Betätigung des
Aktors wieder in seine Schließstellung
zurückgestellt,
so daß der
Zulauf 5 vom Hochdrucksammelraum gegen den Ventilraum 8 abgedichtet
ist, und das Steuerteil 3 in vertikale Richtung gesehen
aufwärts
bewegt, in seinen den Ventilraum 8 abdichtenden Sitz gestellt
ist.
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Unterhalb
des im Gehäuse 2 des
Injektors 1 aufgenommenen Hohlraumes 27 ist von
diesem getrennt ein Hohlraum ausgebildet, in welchem ein Federelement 31 aufgenommen
ist. Das in diesem Hohlraum aufgenommene Federelement 31 beaufschlagt
eine Stirnfläche 30 einer
Düsennadel 29 und drückt die
Düsennadel 29 in
ihren Düsensitz 34.
An der Düsennadel 29 ist
im Bereich, der vom Düsenraum 12 umschlossen
ist, eine Druckstufe 35 ausgebildet. Bei Beaufschlagung
des Düsenzulaufes 11 vom
Ventilraum 8 aus mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff,
steht der unter hohem Druck stehende Kraftstoff im Düsenraum 12 an
und bewirkt eine Öffnung
der Düsennadel 29 aus
ihrem Düsensitz 34, entgegen
der Wirkung des Federelementes 31. Dadurch führt die
Düsenspitze 33 aus
ihrem Sitz 34 zurück,
so daß die
Einspritzung einer Einspritzmenge von unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff entweder während
einer Voreinspritzphase, während
der Haupteinspritzphase oder während
einer Nacheinspritzphase in den Brennraum einer direkteinspritzenden
Verbrennungskraftmaschine erfolgen kann.
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Der
Hohlraum, in welchem das Federelement 31, welches die Düsennadel 29 beaufschlagt, aufgenommen
ist, ist über
eine Ablaufleitung 32 mit der bereits erwähnten Leckölleitung 16 verbunden, welche über einen
Abzweig 15 bereits für
die Ableitung des Lecköls
aus den im Injektorgehäuse 2 vorgesehenen
Ringräumen 14 bzw. 22 sorgt.
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Wie
aus der Darstellung gemäß 2 näher hervorgeht,
entspricht die Überdeckung
der Hubwege 20 bzw. 24 an den beiden abströmseitig
vorgesehenen Leckölschieberelementen 13 bzw. 21 den
Hub der am Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 ausgebildeten
Steuerkanten.
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Aus
der Darstellung gemäß 2 geht
der Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 in vergrößerter Darstellung
hervor.
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Der
Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 enthält an seinem
oberen bzw. unteren Auslauf auf den Führungsdurchmesser 7,
in welchem die Führungs-
bzw. Sitzdurchmesser des Steuerteiles 4 ausgeführt sind, zwei
Steuerkanten 36 bzw. 37. Der Grad der Überdeckung
der oberen Steuerkante 36 bzw. der unteren Steuerkante 37 entspricht
dem an den Leckölschiebern 13 bzw. 21 einstellbaren
Hubwegen 20. Aus der vergrößerten Darstellung gemäß 2 geht
hervor, daß der
Ventilraum 8 als ein Drosselspalt 38 gestaltet werden
kann, vorausgesetzt, der Innendurchmesser des Ventilraumes 38 und
der Außendurchmesser
des Kopfbereiches 6 sind aufeinander entsprechend abgestimmt.
Der Auslauf des spaltförmig
ausgebildeten Ventilraumes 8 bzw. 38 bildet den
ersten Leckölschieber 13,
der ausgebildet im Durchmesser 7 in der Bohrung 3 des
Gehäuses 2 des
Injektors 1 auf- und abbewegbar ist.
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Aus
der Darstellung gemäß 3 gehen
die zeitlichen Verläufe
des Steuerteilhubes bzw. der Einspritzphasen, jeweils aufgetragen über der
Zeitachse, näher
hervor.
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Im
oberen Diagramm der beiden in 3 dargestellten
Diagramme ist der Hubweg des Steuerteiles 4 in vertikaler
Richtung über
der Zeitachse aufgetragen. Zur Aufsteuerung des spaltförmig ausgebildeten
Ventilraumes 8, 38 zur Vornahme der Voreinspritzung
wird das Steuerteil mit seinem Kopfbereich 4 auf den Anschlag
des Gehäuses 2 durchgefahren, auf
dem die untere Steuerkante 37 des Kopfbereiches aufsitzt.
Zu diesem Zweck ist das Steuerteil 4 über einen mindestens zwei Stellzustände realisierenden
Aktor, wie beispielsweise eine Elektromagneten oder eine Piezo-Aktor,
beaufschlagt. Zur Vornahme der Voreinspritzung muß der Kopfbereich 6 demnach
seinen weitesten Stellweg ausführen,
bis die Steuerkante 37 an der entsprechenden Steuerkante des
Gehäuses 2 anliegt
und den Ventilraum 8, 38 durchschaltet.
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In
der sich an die Voreinspritzphase 41 anschließenden Haupteinspritzphase 42 wird
das Steuerteil 4 etwa mittig in seiner Position in Bezug
auf den im Gehäuse 2 des
Injektors 1 ausgebildeten Ventilraum 8, 38 gehalten.
Dieser Zustand entspricht dem zweiten Plateau, welches dem ersten
auf höherem Niveau
gelegenen Plateau gemäß des Kurvenzuges im
oberen Diagramm der beiden Diagramme gemäß 3 wiedergegeben
ist.
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Im
unteren Diagramm sind die sich einstellenden Voreinspritz- bzw.
Haupteinspritzphasen 41 bzw. 42 dargestellt. Die
Voreinspritzphase 41 kann gemäß der Darstellung im unteren
Diagramm der 3 zwei Verläufe annehmen. Der erste Verlauf
mit einer deutlich niedrigeren Einspritzmenge ist in durchgezogenen
Linien dargestellt, während
alternativ dazu in gestricheltem Kurvenzug eine Voreinspritzphase 41 dargestellt
ist, die einerseits länger andauert
und während
der andererseits ein höheres Einspritzvolumen
eingespritzt werden kann. An die Voreinspritzphase 41 schließt sich
eine Einspritzpause an, in welcher das Einspritzdüsensystem 11, 12, 34 druckentlastet
wird, bevor während
der Haupteinspritzphase ein im wesentlichen dreieckförmiger Einspritzverlauf
ein der Einspritzdüse
realisiert werden kann.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
mehrstufig schaltenden Injektors stellt sich folgendermaßen dar:
Dem
in 1 in seinem Gehäuse 2 verschiebbar
gelagerten Steuerteil 4 ist ein Piezo-Aktor, ein Elektromagnet oder ein ähnliches
fremdbetätigbares
Schaltelement zugeordnet, mit welchem das Steuerteil 4 in seiner
Bohrung 3 im Gehäuse 2 des
Injektors 1 auf- und abbewegbar ist. Zur Vornahme einer
Voreinspritzung 41 wird das Steuerteil 4 durch
die Ventilbetätigungseinheit
vertikal nach unten bewegt, so daß die an der Unterseite des
Kopfbereiches 6 ausgebildete Steuerkante 37 an
ihrem Sitz im Gehäuse 2 aufsitzt und
den spaltförmig
konfigurierten Ventilraum 8, 38 kurzzeitig mit
dem Zulauf 5 vom Hochdrucksammelraum in Verbindung bringt.
Dadurch kann eine der Voreinspritzmenge entsprechende Kraftstoffmenge über die
Mündung 10 in
den Düsenzulauf 11 eintreten und
in den Düsenraum 12 gelangen.
Bei der vertikal nach unten gerichteten Bewegung des Steuerteiles 4 werden
durch die im Abströmbereich
des Steuerteiles 4 ausgebildeten Leckölschieber 13 bzw. 21 die Querbohrungen 15 bzw.
die darunterliegende weitere Querbohrung verschlossen, so daß der Düsenzulauf während der
Voreinspritzphase leckölseitig
abgedichtet ist. Dadurch ist sichergestellt, daß die zugegemessene Voreinspritzmenge
an Kraftstoff im Düsenraum 12 zur
Vornahme der Einspritzung ansteht. Durch den im Düsenraum
anstehenden hohen Druck fährt
die Düsennadel 29,
entgegen der Federkraftwirkung des Federelementes 31 auf,
da der hohe Druck an der Druckstufe 35 der Düsennadel 29 ansteht. Demzufolge
wird die Einspritzdüsenspitze 33 aus
ihrem Sitz 34 am Brennraum einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine
zurückgefahren,
so daß Kraftstoff
in die Brennräume
einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden
kann.
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Nach
erfolgter Voreinspritzung wird das Steuerteil 4 in vertikale
Richtung nach oben bewegt, wodurch sich der verdeckt ausgeführte Kopfbereich 6 innerhalb
des Ventilraumes 8, 38 in einer Mittelstellung
positioniert. In der Mittelstellung des Kopfbereiches 6 innerhalb
des drosselspaltförmig
ausgebildeten Ventilraumes 8, 38 sind durch die
beiden abströmseitig
vorgesehenen Leckölschieber 13 bzw. 21 die
Ringräume 14 bzw. 22 im
Gehäuse 2,
die leckölseitig
vorgesehen sind, verschlossen. Dadurch steht in der Mittelstellung
des Kopfbereiches 6 innerhalb des als Drosselspalt fungierenden
Ventilraumes 8, 38 über den Zulauf 5 vom
Hochdrucksammelraum aus hoher Druck im Einspritzdüsensystem 11, 12, 34 an.
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Die
Druckentlastung nach der Haupteinspritzphase 42 erfolgt
wie in der Darstellung gemäß 1 angedeutet
ist, durch Auffahren des verdickt ausgeführten Kopfbereiches 6 an
seinen oberen Anschlag im Gehäuse 2,
durch das Öffnen
des Leckölringraumes 14 durch Öffnen der
Steuerkanten 17 und 18 am ersten Leckölschieberelement.
Nach der Vornahme der Voreinspritzung 41 wird das Einspritzdüsensystem 11, 12, 34 durch Öffnen der
Steuerkanten 24 bzw. 23 am Ringraum 22 leckölseitig
druckentlastet, so daß der
Hochdruck in die gehäuseseitig
vorgesehene Leckölleitung 16 abgebaut
werden kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Gestaltung
des Steuerteiles 4 und die Auslegung des Ventilraumes 8 als
drosselförmiger
Spalt bei entsprechender Abstimmung der Durchmesser 9 bzw.
Außendurchmesser des
Kopfbereiches 6 lassen sich am Steuerteil 4 2/3-Wegeventile
ausbilden. Die Gestaltung des Steuerteiles mit im wesentlichen demselben
Durchmesser in Führungsbereichen
und in Sitzbereichen (Durchmesser 7), gestattet die kraftausgeglichene Auslegung
des in der Bohrung 3 des Injektorgehäuses 2 bewegbaren
Steuerteiles 4.
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Gemäß 3 können mit
dem durchschaltbaren Kopfbereich 6 des Steuerteiles 4 Voreinspritzhub
und Haupteinspritzmittellage des Kopfbereiches 6 im drosselspaltförmigen Ventilraum 8, 38 realisiert werden,
so daß durch
entsprechend schnelle oder langsame Ansteuerung der unteren Steuerkante 37 des
Kopfbereiches 6 die während
der Voreinspritzphase einzuspritzende Einspritzmenge dosierbar ist. Durch
die Auslegung des Durchmesserverhältnisses des verdickten Kopfbereiches 6 am
Steuerteil 4 im Bezug auf den Innendurchmesser des drosselspaltförmigen Ventilraumes 8, 38 kann
der vom Zulauf 5 des Hochdrucksammelraumes erfolgende mittlere Durchfluß in das
Einspritzdüsensystem 11, 12, 34 entsprechend
ausgelegt werden.
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Durch
die Druckentlastung über
das Einspritzdüsensystems 11, 12, 34 kann
ein dem einem dreieckförmigen
Einspritzverlauf während
der Haupteinspritzphase entsprechender Hub der Düsennadel 29 erzielt
werden.
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- 1
- Injektor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Bohrung
- 4
- Steuerteil
- 5
- Common-Rail-Zulauf
- 6
- Kopfbereich
- 7
- Führungs-
bzw. Sitzdurchmesser
- 8
- Ventilraum
- 9
- Ventilraumdurchmesser
- 10
- Abzweigdüsenzulauf
- 11
- Düsenzulaufleitung
- 12
- Düsenraum
- 13
- 1.
Leckölschieber
- 14
- Leckölringraum
- 15
- Leckölabzweig
- 16
- Leckölleitung
- 17
- erste
Steuerkante
- 18
- Gehäusesteuerkante
- 19
- Mündungsdüsenzulauf
- 20
- Hubweg
erster Leckölschieber
- 21
- zweiter
Leckölschieber
- 22
- Ringraum
- 23
- dritte
Steuerkante
- 24
- Steuerkante
- 25
- Dichtfeder
- 26
- Stirnfläche
- 27
- Hohlraum
- 28
- Ansatz
- 29
- Düsennadel
- 30
- Düsennadel
Stirnfläche
- 31
- Federelement
- 32
- Ablauf
Lecköl
- 33
- Düsenspitze
- 34
- Düsensitz
- 35
- Druckstufe
- 36
- erste
Steuerkante Kopfbereich
- 37
- zweite
Steuerkante Kopfbereich
- 38
- Drosselspalt
- 39
- Hubweg
Steuerteil
- 40
- Hubweg
Voreinspritzphase
- 41
- Düsenhubweg
Voreinspritzphase
- 42
- Hubweg
Haupteinspritzphase (Düse)