DE102004051406B4 - Kraftstoffinjektor mit einer im Düsenkörper geführten Hohlnadel einer Registerdüse - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit einer im Düsenkörper geführten Hohlnadel einer Registerdüse Download PDF

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Abstract

Kraftstoffinjektor, bestehend aus einer als piezoelektrischer Aktor (30) ausgebildeten Antriebseinheit, aus einer mit der Antriebseinheit verbundenen Ventilplatte (4) mit einem inneren und äußeren Ventilkörper (34, 36) und einer dazwischen angeordneten ersten Dichthülse (38), aus einer mit der Ventilplatte (4) verbundenen Drosselplatte (6), aus einem an die Drosselplatte (6) anschließenden Düsenkörper (8) mit zwei koaxial angeordneten Düsennadeln (12, 14), mit denen, abhängig von der Betätigung der Antriebseinheit (30), am unteren Ende des Düsenkörpers (8) angeordnete Spritzlöcher (23) freigebbar oder verschließbar sind, wobei eine äußere Düsennadel (12) in einer als erste Nadelführung (22) dienenden Bohrung im Düsenkörper (8) und eine innere Düsennadel (14) innerhalb einer als zweite Nadelführung (20) dienenden Bohrung der äußeren Düsennadel (12) gelagert sind, und aus einem innerhalb des Düsenkörpers (8) zwischen der Drosselplatte (6) und der äußeren Düsennadel (12) angeordneten, auf der inneren Düsenadel (14) geführten Drosselmodul (16), dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer, die Lage der äußeren...

Description

  • Die Erfindung geht entsprechend dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs von einem Kraftstoffinjektor aus, der mit einer Registerdüse ausgebildet ist. Die Registerdüse weist einen Düsenkörper mit zwei koaxial angeordneten Düsennadeln auf. Die beiden Düsennadeln werden durch eine Servoventileinheit mit zwei Ventilkörpern gesteuert, die durch eine Antriebseinheit, insbesondere durch einen piezoelektrischen Aktor betätigbar sind. Die Düsennadeln werden durch wenigstens eine Nadelführung geführt und öffnen bei elektrischer Ansteuerung des piezoelektrischen Aktors die am unteren Ende des Düsenkörpers befindlichen Spritzlöcher.
  • Kraftstoffinjektoren mit einer Registerdüse werden beispielsweise in einem Common Rail Hochdruckeinspritzsystem insbesondere bei Dieselmotoren verwendet, um einerseits kleinste Kraftstoff-Einspritzmengen über den gesamten Druckbereich zu erzeugen und andererseits bei Volllast eine große Einspritzmenge zu erzielen. Für künftige Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf neue verschärfte gesetzliche Vorschriften im Bereich der Geräusch- und Abgasemissionen und auch zur weiteren Steigerung der maximalen Einspritzmenge bei Volllastbetrieb sind diese Anforderungen mit bekannten Kraftstoffinjektoren nur schwer zu realisieren. Des Weiteren sind die bekannten Kraftstoffinjektoren sehr komplex aufgebaut und können auch in einer Großserie nur mit relativ hohen Kosten hergestellt werden.
  • Aus der EP 0978649 A2 ist ein Einspritzventil mit einer Registerdüse bekannt, das zwei Einspritzdüsenkreise mit zwei zugeordneten Düsennadeln aufweist. Das Einspritzventil hat ein Gehäuse, in dem ein piezoelektrischer Aktor als Ventilantrieb und ein Düsenkörper angeordnet sind. Am unteren Ende des Düsenkörpers sind zwei übereinander liegende Reihen von Spritzlöchern ausgebildet, die von den Düsennadeln verschließbar sind beziehungsweise auch einzeln geöffnet werden können.
  • Die innere Düsennadel wird durch einen Mitnahmemechanismus von der äußeren Düsenadel betätigt und ist somit nicht unabhängig steuerbar. Die innere Düsennadel steuert in ihrer Schließposition beziehungsweise Offenposition den Kraftstofffluss durch eine zweite Reihe mit Spritzlöchern. Der Piezo-Aktor steuert über ein Servoventil die äußere Düsennadel. Das Servoventil weist eine entsprechend ausgebildete Steuerkammer auf, die von einem Schließglied geöffnet oder verschlossen werden kann, wobei das Schließglied vom Piezo-Aktor betätigt wird. Beim Öffnen der Steuerkammer wird durch Kraftstoffabfluss über eine Leckageleitung Druck abgebaut und dadurch die Düsennadel von ihrem Ventilsitz abgehoben und eine zugeordnete erste Reihe mit Spritzlöchern freigegeben. Bei weiter sinkendem Druck in der Steuerkammer wird dann über den Mitnahmemechanismus die innere Düsennadel angehoben und somit auch die zweite Reihe mit Spritzlöchern freigegeben. Eine separate, unabhängige Steuerung der beiden Düsenadeln ist mit dieser Anordnung nicht möglich.
  • Ein weiterer Common Rail Injektor (Kraftstoffinjektor) ist aus der DE 199 36 668 A1 bekannt. Hier wird vorgeschlagen, eine Düsennadel mittels eines Steuerraumes in ihrer Offen- oder Schließposition zu steuern. Der Steuerraum ist in einer Ausnehmung des Injektorgehäuses angeordnet und wird mittels einer Hülse von einem Düsenfederraum so abgekapselt, dass der Steuerraum und ein Düsenfederraum lediglich über eine Zuführdrossel hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Die Hülse wird zur Abdichtung mittels einer Feder gegen eine Wandung der Ausnehmung gedrückt.
  • Die DE 41 15 477 A1 offenbart eine elektromagnetisch betätigte Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, mit zwei koaxi alen Düsennadeln, wobei eine innere Düsennadel in einer Hohlnadel geführt ist, die in einem Düsenkörper gleitgelagert ist, wobei abhängig von der Betätigung der elektromagnetischen Antriebseinheit am Ende des Düsenkörpers angeordnete Spritzlöcher durch die beiden Düsennadeln freigebbar oder verschließbar sind. Die Betätigung der inneren Düsennadel erfolgt dabei durch einen inneren Steuerraum, und die Betätigung der äußeren Düsennadel durch einen äußeren Steuerraum.
  • Die DE 199 36 668 A1 offenbart weiterhin einen Common-Rail-Injektor mit einer einzigen Düsennadel, die über eine Facettierung ihrer Außenkontur eine Fluidkommunikation zwischen zwei an der Düsennadel befindlichen Fluidräumen ermöglicht.
  • Ferner offenbaren die DE 102 46 974 A1 und die DE 103 05 509 A1 jeweils Kraftstoffeinspritzventile für Brennkraftmaschinen mit koaxialen Düsennadeln.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Alternativlösung für die Ausbildung eines äußeren Steuerraums zur Steuerung eines Kraftstoffzuflusses und eines Kraftstoffabflusses bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor ist vorgesehen, dass die Nadelführung für die äußere Düsennadel nicht in einem zusätzlichen Nadelführungskörper angeordnet wird, sondern direkt in dem Düsenkörper der Registerdüse ausgebildet ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die innere Düsennadel innerhalb einer zentralen Bohrung der äußeren Düsennadel angeordnet ist und hier eine entsprechend ausgebildete Nadelführung aufweist. Ein über die äußere Düsennadel herausragender Teil der inneren Düsennadel dient zur Führung eines Drosselmoduls, das einen äußeren Steuerraum für die äußere Düsennadel begrenzt. Hierbei ist das Drosselmodul innerhalb des Düsenkörpers vorgesehen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der gesamte Kraftstoffinjektor mit einer verringerten Baulän ge hergestellt werden kann, da der erforderliche Raumbedarf für einen zusätzlichen Nadelführungskörper entfallen kann. Des Weiteren entfällt eine Hochdruckdichtfläche, die bei be kannten Kraftstoffinjektoren zwischen dem Nadelführungskörper und dem Düsengehäuse erforderlich ist. Durch diese vereinfachte erfindungsgemäße Konstruktion des Kraftstoffinjektors ergibt sich somit ein geringeres Dichtheitsrisiko und damit in vorteilhafter Weise eine sichere und zuverlässigere Funktion des Kraftstoffinjektors. Des Weiteren können Herstellkosten reduziert werden.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffinjektors gegeben. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, dass die Nadelführung für die äußere Düsennadel im oberen Abschnitt des Düsenkörpers angeordnet ist. In diesem Teil lässt sich der Düsenkörper maschinell besonders leicht und mit der erforderlichen Präzision bearbeiten. Des Weiteren ergibt sich in vorteilhafter Weise eine sicherere und stabilere Führung für darüber liegende Elemente, wie Dichthülse mit Druckfeder usw. Zusätzlich kann die Führung der inneren Düsennadel in diesem Bereich stabiler ausgebildet werden.
  • Um den unter hohem Druck stehenden Kraftstofffluss durch den Kraftstoffinjektor hindurch bis zur Düsenspitze zu den Spritzlöchern sicherzustellen, ist vorgesehen, am Umfang der äußere Düsennadel im Führungsbereich ein geeignetes Mehrkantprofil auszubilden. Das Mehrkantprofil ist dabei derart ausgeformt, dass zwischen der Wandung des Düsengehäuses und der Außenfläche der äußeren Düsennadel ein Hohlraum entsteht, durch den der Kraftstoff ungehindert fließen kann. Das Mehrkantprofil kann auch in der Wandung des Düsenkörpers eingearbeitet werden. Ein zusätzlicher Hochdruckkanal ist somit nicht erforderlich.
  • Das Mehrkantprofil kann vorzugsweise als plane Fläche, beispielsweise durch einfaches Schleifen am Umfang der äußeren Düsennadel aufgebracht werden. Alternativ lassen sich auch eine geeignet Nut oder erhabene Profile ausbilden.
  • Um eine gleichmäßige Druckverteilung im Führungsbereich der äußeren Düsennadel zu erreichen, ist vorgesehen, das Mehrkantprofil am Umfang der äußere Düsennadel symmetrisch und gleichmäßig verteilt anzuordnen. Es können beispielsweise vier, sechs oder acht plane Flächen ausgebildet werden. Dadurch wird zusätzlich erzielt, dass die Reibung der äußeren Düsennadel gleichmäßig über den Umfang verteilt und Querkräfte reduziert werden.
  • Zur Führung der inneren Düsennadel ist vorgesehen, im oberen Abschnitt der zentralen Bohrung der äußeren Düsennadel eine entsprechend ausgebildete zweite Nadelführung auszubilden. Diese zweite Nadelführung kann dabei als einfache Bohrung ausgebildet sein. Ein Mehrkantprofil ist nicht erforderlich, da in diesem Abschnitt kein Kraftstoffkanal benötigt wird.
  • Um die innere Düsennadel im Bereich ihres Ventilsitzes besser zu führen, ist eine weitere Nadelführung vorsehbar. Diese weitere Nadelführung ist im unteren Bereich der zentralen Bohrung der äußeren Düsennadel ausgebildet.
  • Zur Steuerung des Kraftstoffzuflusses und seines Ablaufs ist ein Drosselmodul vorgesehen. Das Drosselmodul ist oberhalb der äußeren Düsennadel angeordnet und wird von einem verlängerten Teil der inneren Düsennadel geführt, der über die äußere Düsennadel hinausragt.
  • Das Drosselmodul ist gegen die Kontaktfläche einer Drosselplatte abgestützt. Zwischen der unteren Stirnfläche des Drosselmoduls und der Kopffläche der äußeren Düsennadel ergibt sich ein kleiner Hubweg. Nach Überwinden dieses Hubweges schlägt die äußere Düsennadel gegen die untere Stirnfläche des Drosselmoduls an. Das Drosselmodul dient somit als oberer Anschlag für die äußere Düsennadel.
  • An der Kontaktfläche zwischen dem Drosselmodul und der Drosselplatte sind zwei ringförmige Hochdruckdichtflächen aufgebracht, zwischen denen ein ringförmiger Kraftstoffkanal ausbildet ist. Dieser Ringkanal ist Bestandteil einer Ablaufbohrung eines äußeren Steuerraumes für die äußere Düsennadel.
  • Des Weiteren ist vorgesehen, dass die äußere Düsennadel unterhalb des Drosselmoduls eine Dichthülse aufweist. Die Dichthülse ist außen auf der äußeren Düsennadel geführt und drückt mit einer äußeren Düsenfeder die Dichthülse gegen das Drosselmodul. Dadurch wird der äußere Steuerraum seitlich und nach außen hin begrenzt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor,
  • 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors im Bereich der Nadelführung für die äußere Düsennadel und
  • 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors mit der Anordnung des äußeren Steuerraumes und des Drosselmoduls.
  • 1 zeigt einen im Längsschnitt dargestellten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 2, der im Wesentlichen aus den Baugruppen Injektorgehäuse 1, Ventilplatte 4, Drosselplatte 6 und einem Düsenkörper 8 zusammengesetzt ist. Die genannten Baugruppen 1, 4, 6, 8 sind axial übereinander liegend angeordnet und werden mittels einer Düsenspannmutter 10 zusammengepresst, die von unten her über den Düsenkörper 8 geführt und mit dem Injektorgehäuses 1 verschraubt ist. Zwischen jeweils zwei sich berührende Kontaktflächen der Baugruppen 1, 4, 6, 8 sind Hochdruckdichtflächen ausgebildet, die durch den Anpressdruck der Düsenspannmutter 10 abdichtend ausgebildet sind, damit der Kraftstoff bis in die Düsenspitze des Düsenkörpers 8 fließen kann. Der im Innern des Kraftstoffinjektors 2 befindliche und unter hohem Druck stehende Kraftstoff kann somit nicht austreten.
  • Das Injektorgehäuse 1 ist im obersten Abschnitt des Kraftstoffinjektors 2 angeordnet. Es enthält alle erforderlichen Anschlüsse für die Kraftstoffzufuhr, einen Rücklauf zum Niederdruckbereich einer Hochdruckpumpe und einen elektrischen Anschluss für eine Antriebseinheit 30. Diese Teile sind bekannt und wurden aus Übersichtlichkeitsgründen in 1 nicht näher dargestellt.
  • Die Antriebseinheit 30 weist vorzugsweise einen piezoelektrischen Aktor auf, der sich nach oben hin gegen eine Kopfplatte des Injektorgehäuses 1 spielfrei abstützt. Der piezoelektrische Aktor 30 wird seitlich in einer entsprechenden Ausnehmung des Injektorgehäuses 1 geführt. Bei elektrischer Ansteu erung längt sich der piezoelektrische Aktors 30 nach unten hin aus. Diese Auslenkung liegt im Bereich 30 bis 80 μm und ist reversibel, wenn die elektrische Spannung wieder abgeschaltet wird. Einen unteren Endbereich des piezoelektrischen Aktors 30 umgibt ein Leckageraum 32, in dem der hohe Kraftstoffdruck weitgehend abgebaut ist. Der Leckageraum 32 verfügt über einen Kraftstoffrücklauf, so dass der Kraftstoff in den Niederdruckbereich abfließen kann.
  • In 1 ist des Weiteren ein Kraftstoffzulauf 3 erkennbar, der über eine nicht dargestellte Hochdruckleitung mit der Hochdruckpumpe verbunden ist. In dem Kraftstoffzulauf 3 herrscht somit ein sehr hoher Kraftstoffdruck, wie er zum Beispiel bei einem Common Rail Einspritzsystem insbesondere für einen Dieselmotor üblich ist. Am unteren Abschnitt des Injektorgehäuses 1 ist ein Außengewinde für die Düsenspannmutter 10 ausgebildet, durch das die einzelnen Baugruppen 1, 4, 6, 8 fest zusammengepresst werden.
  • Unterhalb des Injektorgehäuses 1 schließt sich die Ventilplatte 4 an. Sie weist eine Servoventileinheit auf, die in einer Ausnehmung der Ventilplatte 4 angeordnet ist. Durch zwei koaxial angeordnete Ventilkörper 34, 36 wird die Ausnehmung in eine äußere und eine innere Kammer unterteilt. Die beiden Kammern werden nach oben hin von den beiden Ventilkörpern 34, 36 mit entsprechend ausgeformten Dichtsitzen verschlossen und sind so ausgebildet, dass sie bei Auslängung des piezoelektrischen Aktors 30 die Kammern sukzessive öffnen. Der innere Ventilkörper 34 ragt etwas über den äußeren Ventilkörper 36 hinaus, so dass der piezoelektrische Aktor 30 zunächst die innere Kammer und nach Überwindung des Differenzweges auch die äußere Kammer öffnen kann. Im unteren Teil werden die beiden Kammern durch eine obere Stirnfläche der Drosselplatte 6 begrenzt. Zwischen dem inneren Ventilkörper 34 und dem äußeren Ventilkörper 36 ist eine erste Dichthülse 38 mit einer Ventilfeder (Druckfeder) angeordnet. Die Dichthülse 38 wird durch die Ventilfeder gegen die obere Stirnflä che der Drosselplatte 6 gedrückt und unterteilt somit den verbliebenen Raum der Ausnehmung in die innere und äußere Kammer auf. Die Ventilfeder stützt sich mit ihrem oberen Ende gegen eine vorstehende Fläche des inneren Ventilkörpers 34 ab, so dass dadurch beide Ventilkörper 34, 36 gegen ihren Sitz nach oben gedrückt werden und in Ruhestellung die beiden Kammern verschließen.
  • Je nachdem, wie groß der Hub des piezoelektrischen Aktors 30 ist, werden somit die innere Kammer und auch die äußere Kammer geöffnet, so dass der unter hohem Druck stehende Kraftstoff in den Leckageraum 32 abfließen kann. Durch diese individuelle Betätigung der beiden Ventilkörper 34, 36 können die beiden Düsennadeln 12, 14 im Düsenkörper 8 individuell gesteuert werden, wie später noch näher erläutert wird.
  • Ergänzend sei noch erwähnt, dass der Kraftstoffzulauf 3 ebenfalls durch die Ventilplatte 4 und die anschließende Drosselplatte 6 geführt ist.
  • Unterhalb der Ventilplatte 4 ist die Drosselplatte 6 angeordnet. Sie weist eine Ausnehmung auf, die einen inneren Steuerraum 40 bildet. Der innere Steuerraum 40 wird nach unten hin von einer inneren Düsennadel 14 begrenzt. Innerhalb des inneren Steuerraums ist ein Federdorn 48 angeordnet, der das Volumen des inneren Steuerraumes 40 verringert. Über den Federdorn 48 ist eine innere Düsenfeder 41 derart angeordnet, dass die innere Düsennadel 14 gegen ihren Ventilsitz im unteren Teil des Düsenkörpers 8 gedrückt wird. Der innere Steuerraum 40 ist im oberen Teil über eine erste Zulaufdrossel 5 mit dem Kraftstoffzulauf 3 verbunden, wobei deren Verbindungsleitung aus fertigungstechnischen Gründen vorzugsweise wenigstens teilweise in der Hochdruckdichtfläche zwischen der Ventilplatte 4 und der Drosselplatte 6 ausgebildet ist. Des Weiteren ist der innere Steuerraum 40 mit einer Ablaufdrossel 7 verbunden, die bis zur inneren Kammer der Servoventileinheit 4 geführt ist. Durch den vorherrschenden Druck im inneren Steuerraum 40 ist die Lage der inneren Düsennadel 14 und somit das Öffnen und Schließen der Spritzlöcher 23 in der unteren Spitze des Düsenkörpers 8 steuerbar. Bei Betätigung des inneren Ventilkörpers 34 durch den Aktor 30 fließt Kraftstoff aus dem inneren Steuerraum 40 ab, so dass die innere Düsennadel 14 durch äußeren Überdruck von ihrem Ventilsitz abhebt und ihre zugeordneten Spritzlöcher 23 freigibt.
  • Unmittelbar an die Drosselplatte 6 schließt sich der Düsenkörper 8 an. Ein separater zwischengeschalteter Nadelführungskörper für die beiden Düsennadeln 12, 14 ist nicht erforderlich. Dadurch kann die Baulänge des Kraftstoffinjektors 2 verkürzt und seine Herstellung vereinfacht werden. Auch entfällt eine Hochdruckdichtfläche zwischen dem sonst üblichen Nadelführungskörper und dem Düsenkörper 8.
  • Der Düsenkörper 8 weist im Wesentlichen eine zentrale Bohrung 44 auf, an deren unterer Spitze für die beiden Düsennadeln 12, 14 entsprechende Ventilsitze und zwei getrennt steuerbare Reihen von Spritzlöchern 23 angeordnet sind.
  • In einem oberen Abschnitt ist die zentrale Bohrung 44 zur Aufnahme eines Drosselmoduls 16 ausgebildet, das zum Kraftstoffzulauf 3 eine zweite Zulaufdrossel 15 aufweist. Des weiteren weist das Drosselmodul 16 eine Ablaufbohrung 43 für einen äußeren Steuerraum 42 auf, so dass bei Betätigung des äußeren Ventilkörpers 36 durch den Aktor 30 der Kraftstoff über die Ablaufbohrung 43 in den Leckageraum 32 abfließen kann.
  • In der zentralen Bohrung 44 ist zunächst eine äußere Düsennadel 12 angeordnet, die zur Aufnahme der inneren Düsennadel 14 als Hohlnadel ausgebildet ist. Die innere Düsennadel 14 ragt mit einem verlängerten Teil 45 über die äußere Düsennadel 12 hinaus. Dieser Teil 45 dient zur Führung des Drosselmoduls 16. Zwischen der unteren Stirnfläche des Drosselmoduls 16 und der oberen Stirnfläche der äußere Düsennadel 12 ist ein äuße rer Steuerraum 42 ausgebildet, der seitlich von der inneren Düsennadel 14 und einer zweiten Dichthülse 18 am äußeren Umfang der äußere Düsennadel 12 begrenzt wird, wie noch zu 2 und 3 näher erläutert wird. Die untere Stirnseite des Drosselmoduls 16 dient gleichzeitig als oberer Anschlag für die äußere Düsennadel 12. Die zweite Dichthülse 18 wird mittels einer äußeren Düsenfeder 17 gegen das Drosselmodul 16 gedrückt. Das zweite Ende der äußeren Düsenfeder 17 stützt sich auf einer Federauflage der äußeren Düsennadel 12 ab und drückt diese gegen ihren unteren Ventilsitz im Düsenkörper 8.
  • Zur Führung der äußeren Düsennadel 12 ist in einem Führungsbereich 25 eine Nadelführung 22 ausgebildet. Die Nadelführung 22 weist vorzugsweise am Umgang der äußeren Düsennadel 12 ein Mehrkantprofil auf, um einen ungehinderten Kraftstoffzufluss zur unteren Düsenspitze zu gewährleisten. Das Mehrkantprofil ist vorzugsweise als plane Fläche, zum Beispiel durch Schleifen oder spanabhebend aufgebracht. Es können mehrere plane Flächen, die symmetrisch am Umfang der äußeren Düsennadel 12 verteilt sind, angebracht werden. Alternativ ist vorgesehen, dass das Mehrkantprofil mit einer Nut oder einem erhabenen Profil ausgebildet ist. Des Weiteren kann alternativ das Mehrkantprofil in der Wandung des Düsenkörpers 8 angeordnet sein.
  • Für die innere Düsennadel 14 ist eine entsprechend ausgebildete zweite Nadelführung 20 im oberen Abschnitt, vorzugsweise unterhalb des Drosselmoduls 16 ausgebildet. Diese zweite Nadelführung 20 benötigt kein Mehrkantprofil. Sie kann als einfache zylindrische Bohrung ausgeführt sein, da hier keine Kraftstoffdurchleitung erforderlich ist.
  • Des Weiteren kann für die innere Düsennadel 14 wahlweise eine weitere Nadelführung 24 vorgesehen werden. Die weitere Nadelführung 24 ist vorzugsweise in der Nähe des Ventilsitzes angeordnet, um eine möglichst achsparallele Führung der inneren Düssennadel 14 zu erhalten.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt des zuvor beschriebenen Kraftstoffinjektors 2 in vergrößerter Darstellung. Im oberen Abschnitt ist ein Teil der Ventilplatte 4 mit der Drosselplatte 6 erkennbar. Man erkennt den Kraftstoffzulauf 3, den inneren Steuerraum 40, die erste Zulaufdrossel 5, die Ablaufdrossel 7 und die innere Düsenfeder 41 mit dem Federdorn 48. Darunter schließt sich der Düsenkörper 8 an, in dem das Drosselmodul 16 eingefügt ist.
  • Das Drosselmodul 16 ist in der zentralen Bohrung 44 des Düsenkörpers 8 angeordnet. Des Weiteren sind die innere und äußere Düsennadel 14, 12 erkennbar. Zwischen dem Drosselmodul 16 und der Stirnfläche der äußeren Düsennadel 12 ist ein weiterer Teil des äußeren Steuerraumes 42 sowie der Anschlagweg für die äußere Düsennadel 12 erkennbar. Der äußere Steuerraum 42 wird seitlich von der durch die äußere Düsennadel 12 geführten zweiten Dichthülse 18 begrenzt. Über die zweite Zulaufdrossel 15 wird der äußere Steuerraum 42 mit Kraftstoff versorgt. Im Bereich der Position 20 ist die Nadelführung für die innere Düsennadel 14 angeordnet. Im unteren Bereich von 2 ist die zentrale Bohrung 44 verengt ausgebildet. Hier ist in dem Führungsbereich 25 vorzugsweise am äußeren Umfang der äußeren Düsennadel 12 die Nadelführung 22 ausgebildet, die zur Bildung eines Kraftstoffkanals mit dem Mehrkantprofil versehen ist. Für das Mehrkantprofil sind die zuvor beschriebenen Konstruktionen verwendbar.
  • 3 zeigt in weiterer Vergrößerung insbesondere den oberen Abschnitt der beiden Düsennadeln 12, 14. Zwischen der Drosselplatte 6 und dem Drosselmodul 16 sind zwei ringförmige Hochdruckdichtflächen 46 angeordnet, zwischen denen der Ringkanal 47 gebildet ist. Der Ringkanal 47 ist Teil des äußeren Steuerraumes 42. Dieser Kraftstoff führende Ringkanal 47 ist Teil der Ablaufbohrung 43, über die der äußere Steuerraum 42 mit der Servoventileinheit in der Ventilplatte 4 in Verbindung steht. Des Weiteren ist zwischen der Unterseite des Drosselmoduls 16 und der Stirnseite der äußeren Düsennadel 12 der äußere Steuerraum 42 erkennbar. Hier ist auch die Anschlagbegrenzung für die äußere Düsennadel 12 ausgebildet. An der Position 20 ist die zweite Nadelführung für die innere Düsennadel 14 ausgebildet. Die übrigen Teile wurden schon zuvor zu den 1 und 2 näher erläutert.

Claims (9)

  1. Kraftstoffinjektor, bestehend aus einer als piezoelektrischer Aktor (30) ausgebildeten Antriebseinheit, aus einer mit der Antriebseinheit verbundenen Ventilplatte (4) mit einem inneren und äußeren Ventilkörper (34, 36) und einer dazwischen angeordneten ersten Dichthülse (38), aus einer mit der Ventilplatte (4) verbundenen Drosselplatte (6), aus einem an die Drosselplatte (6) anschließenden Düsenkörper (8) mit zwei koaxial angeordneten Düsennadeln (12, 14), mit denen, abhängig von der Betätigung der Antriebseinheit (30), am unteren Ende des Düsenkörpers (8) angeordnete Spritzlöcher (23) freigebbar oder verschließbar sind, wobei eine äußere Düsennadel (12) in einer als erste Nadelführung (22) dienenden Bohrung im Düsenkörper (8) und eine innere Düsennadel (14) innerhalb einer als zweite Nadelführung (20) dienenden Bohrung der äußeren Düsennadel (12) gelagert sind, und aus einem innerhalb des Düsenkörpers (8) zwischen der Drosselplatte (6) und der äußeren Düsennadel (12) angeordneten, auf der inneren Düsenadel (14) geführten Drosselmodul (16), dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer, die Lage der äußeren Düsennadel (12) steuernder Steuerraum (42) durch die innere Düsennadel (14), durch das auf der inneren Düsennadel (14) geführte Drosselmodul (16) und die äußere Düsennadel (12), sowie durch eine auf der äußeren Düsennadel (12) geführte zweite Dichthülse (18) begrenzt wird.
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nadelführung (22) für die äußere Düsennadel (12) im oberen Abschnitt des Düsenkörpers (8) angeordnet ist.
  3. Kraftstoffinjektor nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (12) an ihrem Umfang in einem Führungsbereich (25) mit einem für den Kraftstoffdurchfluss geeigneten Mehrkantprofil ausgebildet ist.
  4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkantprofil mehrere plane Flächen, zum Beispiel vier, sechs, acht o.ä., Nute oder erhabene Profile aufweist.
  5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkantprofil am Umfang der äußeren Düsennadel (12) symmetrisch verteilt angeordnet ist.
  6. Kraftstoffinjektor nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Nadelführung (24) für die innere Düsennadel (14) ausgebildet ist, und dass die weitere Nadelführung (24) im unteren Bereich der äußeren beziehungsweise der inneren Düsennadel (12, 14) angeordnet ist.
  7. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselmodul (16) als oberer Nadelanschlag für die äußere Düsennadel (12) ausgebildet ist.
  8. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kontaktfläche des Drosselmoduls (16) zur Drosselplatte (6) zwei ringförmige Hochdruckdichtflächen (46) angeordnet sind, zwischen denen ein Ringkanal (47) ausgebildet ist und dass der Ringkanal (47) als Teil einer Ablaufbohrung (43) ausgebildet ist, über die der äußere Steuerraum (42) mit einer Servoventileinheit der Ventilplatte (4) in Verbindung steht.
  9. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (12) unterhalb des Drosselmoduls (16) an ihrem äußeren Umfang zur Führung einer unter Federdruck stehenden zweiten Dichthülse (18) ausgebildet ist, die den äußeren Steuerraum (42) nach außen begrenzt.
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