DE10122389A1

DE10122389A1 - Fuel injection device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE10122389A1
Application number: DE2001122389
Authority: DE
Inventors: Peter Boehland
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-09
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2002-11-21
Also published as: EP1256708A2; EP1256708A3

Abstract

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) für Brennkraftmaschinen umfasst ein langgestrecktes Gehäuse (11) mit einem geschlossenen Einspritz-Ende (22). In dem Gehäuse verläuft in dessen Längsrichtung eine Ausnehmung (18, 20). Diese ist mit einem Kraftstoffeinlass (32) verbindbar. Ferner sind zwei axial voneinander beabstandete Austrittsöffnungen (24, 26) am Einspritz-Ende (22) vorgesehen. Zwei koaxiale Ventilelemente (36, 38) sind in der Ausnehmung (20) angeordnet und werden von jeweils mindestens einem Vorspannelement (58, 74) gegen einen entsprechenden Ventilsitz im Bereich der Austrittsöffnungen (24, 26) beaufschlagt. Die Ventilelemente (36, 38) weisen jeweils mindestens eine Druckfläche (40, 42, 46) auf. Die Ventilflächen (40, 42, 46) begrenzen jeweils einen Druckraum und sind so ausgerichtet, dass ihre Druckbeaufschlagung eine axiale Bewegung des entsprechenden Ventilelements (36, 38) bewirken kann. Um den Aufbau der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, dass die Druckräume mit einem gemeinsamen Steuerkanal (32) verbunden sind und sich der Öffnungsdruck eines Ventilelements (36, 38) von dem eines anderen Ventilelements (38, 36) unterscheidet.A fuel injection device (10) for internal combustion engines comprises an elongated housing (11) with a closed injection end (22). A recess (18, 20) runs in the longitudinal direction of the housing. This can be connected to a fuel inlet (32). Furthermore, two axially spaced outlet openings (24, 26) are provided at the injection end (22). Two coaxial valve elements (36, 38) are arranged in the recess (20) and are each acted upon by at least one prestressing element (58, 74) against a corresponding valve seat in the region of the outlet openings (24, 26). The valve elements (36, 38) each have at least one pressure surface (40, 42, 46). The valve surfaces (40, 42, 46) each delimit a pressure chamber and are oriented so that their pressurization can cause an axial movement of the corresponding valve element (36, 38). In order to simplify the construction of the fuel injection device (10), it is proposed that the pressure chambers are connected to a common control channel (32) and that the opening pressure of one valve element (36, 38) differs from that of another valve element (38, 36) ,

Description

State of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung für Brennkraft-Maschinen, mit einem langgestreckten Gehäuse mit einem geschlossenen Einspritz- Ende, mit einer in dem Gehäuse in dessen Längsrichtung verlaufenden Ausnehmung, welche mit einem Kraftstoffeinlass verbindbar ist, mit mindestens zwei axial voneinander beabstandeten Austrittsöffnungen am Einspritzende, mit mindestens zwei koaxialen Ventilelementen, die in der Ausnehmung angeordnet sind und von jeweils mindestens einem Vorspannelement gegen einen entsprechenden Ventilsitz im Bereich der Austrittsöffnungen beaufschlagt werden, wobei die Ventilelemente jeweils mindestens eine Druckfläche aufweisen, die einen Druckraum begrenzt und so ausgerichtet ist, dass ihre Druckbeaufschlagung eine axiale Bewegung des entsprechenden Ventilelements bewirken kann.The present invention relates to a fuel Injection device for internal combustion engines, with one elongated housing with a closed injection End, with one in the housing in its longitudinal direction extending recess, which with a fuel inlet is connectable with at least two axially from each other spaced outlet openings at the injection end, with at least two coaxial valve elements in the Recess are arranged and each of at least one Preload element against a corresponding valve seat in the Area of the outlet openings are applied, wherein the valve elements each have at least one pressure surface have, which delimits a pressure chamber and so aligned is that their pressurization is an axial movement of the corresponding valve element can cause.

Eine derartige Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist aus der DE 40 23 223 A1 bekannt. In dieser ist eine Kraftstoff- Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen gezeigt. Zwei Ventilnadeln sind koaxial zueinander angeordnet. Beide Ventilnadeln weisen in etwa auf halber Höhe eine Druckfläche auf. Die Druckflächen der jeweiligen Ventilnadeln sind jeweils mit einem Strömungskanal verbunden, durch ein Hydraulikfluid, beispielsweise Kraftstoff oder Öl, zur Druckfläche strömen kann. Die Druckflächen sind dabei so ausgerichtet, dass bei einer Druckbeaufschlagung die Ventilnadeln jeweils von dem ihnen zugeordneten Sitz abheben und hierdurch entsprechende Austrittsöffnungen am Ende der Einspritzdüse freigeben. Über die beiden voneinander unabhängigen Strömungskanäle können die Ventilnadeln unabhängig voneinander angesteuert werden.Such a fuel injector is from the DE 40 23 223 A1 known. In this is a fuel Injection nozzle for internal combustion engines shown. Two Valve needles are arranged coaxially with one another. Both Valve needles are approximately half way up Printing area on. The printing areas of the respective Valve needles are each with a flow channel connected by a hydraulic fluid, for example Fuel or oil that can flow to the pressure surface. The Print areas are aligned so that with a Pressurizing the valve needles from each of them Lift off the assigned seat and thereby corresponding Open the outlet openings at the end of the injection nozzle. Via the two independent flow channels the valve needles can be controlled independently become.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einfacher baut, kleinere Abmessungen aufweist und insgesamt preiswerter herzustellen ist.The object of the present invention is to provide a fuel Injector for internal combustion engines of the beginning the kind mentioned so that it builds easier, has smaller dimensions and overall cheaper is to be produced.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Druckräume mit einem gemeinsamen Steuerkanal verbunden sind, und sich der Öffnungsdruck eines Ventilelements von dem eines anderen Ventilelements unterscheidet.This task is Injector of the type mentioned above solved that the pressure rooms with a common Control channel are connected, and the opening pressure one valve element from that of another valve element different.

Advantages of the invention

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist nur noch ein Anschluss an eine Hochdruckversorgung erforderlich. Hierdurch kann die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung insgesamt kleiner bauen. Darüber hinaus sind keine unterschiedlichen Strömungskanäle erforderlich, welche zu den jeweiligen Druckflächen führen, und es ist auch keine Abdichtung zwischen den einzelnen Druckflächen notwendig. Stattdessen wird durch die Höhe des Drucks im Steuerkanal bestimmt, wie viele Ventilelemente bewegt werden. Dies ermöglicht einen einfacheren Aufbau mit weniger Teilen, was letztlich die Herstellkosten senkt. In the fuel injection device according to the invention is only a connection to a high pressure supply required. As a result, the fuel Build the injector overall smaller. About that furthermore there are no different flow channels required, which lead to the respective printing areas, and there is also no seal between the individual Printing areas necessary. Instead, the amount of Pressure in the control channel determines how many valve elements be moved. This enables a simpler setup with fewer parts, which ultimately lowers manufacturing costs.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Subclaims specified.

In einer ersten Weiterbildung ist genannt, dass die Druckräume an dem dem entsprechenden Ventilsitz zugewandten Ende der Ventilelemente gebildet sind. Dies bietet sich dann an, wenn es sich bei dem Fluid, welches eine Bewegung der Ventilelemente bewirken soll, um Kraftstoff handelt. Dann kann der zur Einspritzung vorgesehene Kraftstoff gleichzeitig auch für die Ansteuerung der Ventilelemente verwendet werden.In a first training it is mentioned that the Pressure spaces on the corresponding valve seat End of the valve elements are formed. This offers itself then when it is the fluid that is moving the valve elements should act to fuel. Then the fuel intended for injection can at the same time for the control of the valve elements be used.

Dabei wird besonders bevorzugt, dass die Druckflächen jeweils durch mindestens eine konische Verjüngung an dem den Ventilsitz zugewandten Ende eines Ventilelements gebildet sind. Eine derartige konische Verjüngung ist insbesondere bei Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen, welche als Sitzlochdüse ausgebildet sind, besonders einfach herzustellen und liefert ohne zusätzliche komplexe Maßnahmen oder Bearbeitungsschritte eine Druckfläche, deren Beaufschlagung zu einer axialen Öffnungsbewegung des entsprechenden Ventilelements führt.It is particularly preferred that the printing surfaces each by at least one conical taper on the the valve seat facing end of a valve element are formed. Such is a conical taper especially with fuel injectors, which are designed as a seat hole nozzle, particularly simple to manufacture and deliver without additional complex Measures or processing steps a printing area whose Acting on an axial opening movement of the corresponding valve element leads.

Die Menge des bei einer Einspritzung von der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung abgegebenen Kraftstoff kann auf einfache Art und Weise dadurch eingestellt werden, dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung am Einspritzende mindestens zwei axial voneinander beabstandete Reihen von über den Umfang des Einspritzendes verteilten Austrittsöffnungen aufweist. Je nach Anzahl und Größe der Austrittsöffnungen wird so eine mehr oder wenige große Menge an Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung abgegeben.The amount of fuel injected Fuel injector dispensed can can be easily adjusted by setting the At least one fuel injector at the end of the injection two axially spaced rows from across the Scope of the injection end distributed outlet openings having. Depending on the number and size of the outlet openings becomes a more or less large amount of fuel of the fuel injector.

Die Einstellung des Öffnungsdrucks eines der Ventilelemente kann durch die Vorspannungskräfte der Vorspannelemente geschehen. Dies ist durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ausgedrückt, bei der sich die Vorspannungskräfte der Vorspannelemente unterscheiden.The setting of the opening pressure of one of the valve elements can by the biasing forces of the biasing elements happen. This is through continuing education Fuel injection device according to the invention expressed at which the preload forces of the Differentiate preload elements.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann sich auch die Größe der Druckfläche eines Elements von der Größe der Druckfläche eines anderen Ventilelements unterscheiden. Auch hierdurch werden unterschiedliche Öffnungsdrücke von einem Ventilelement zum anderen geschaffen.Alternatively or in addition to this, the size can also change the printing area of an element the size of Distinguish the pressure area of another valve element. This also results in different opening pressures of one valve element to another.

Eine Möglichkeit zur Aufbringung der Vorspannungskräfte besteht darin, dass die Vorspannelemente eine Schraubenfeder und/oder eine Gasfeder umfassen. Derartige Vorspannelemente sind einfach und im Betrieb zuverlässig.One way of applying the prestressing forces is that the biasing elements a Include coil spring and / or a gas spring. such Preload elements are simple and reliable in operation.

In bevorzugter Ausgestaltung wird auch vorgeschlagen, dass das äußere Ventilelement an seinem vom Ventilsitz abgelegenen Ende mit einem Stützring verbunden ist, an dem sich das dem äußeren Ventilelement zugeordnete Vorspannelement abstützt. Dies stellt eine zuverlässige und einfach herzustellende mechanische Verbindung zwischen Vorspannelement und Ventilelement dar.In a preferred embodiment, it is also proposed that the outer valve element at its from the valve seat remote end is connected to a support ring on which that assigned to the outer valve element Prestressing element supports. This represents a reliable and easy to establish mechanical connection between Prestressing element and valve element.

Dabei wird besonders bevorzugt, dass das dem äußeren Ventilelement zugeordnete Vorspannelement in seiner Längsrichtung eine Durchgangsöffnung aufweist, durch die ein mit dem inneren Ventilelement verbundener endseitiger Abschnitt hindurch verläuft. Dies ermöglicht es, die Vorspannelemente der einzelnen Ventilelemente in axialer Richtung gesehen hintereinander anzuordnen, was wiederum die radialen Abmessungen der erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen senkt.It is particularly preferred that the outside Valve element assigned in its Longitudinal direction has a through opening through which an end connected to the inner valve element Section runs through. This enables the Preload elements of the individual valve elements in axial Arranged one behind the other, which in turn the radial dimensions of the fuel Injectors lowers.

Um definierte Verhältnisse im geöffneten Zustand der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass sie einen mechanischen Anschlag aufweist, welcher den Weg bei einer Öffnungsbewegung mindestens eines der Ventilelemente begrenzt. Hierdurch wird auch ein Überschwingen des entsprechenden Ventilelements während des Öffnungsvorganges vermieden.To defined conditions in the open state of the To get fuel injector suggested that they have a mechanical stop which has the path during an opening movement limited at least one of the valve elements. hereby will also overshoot the corresponding Valve element avoided during the opening process.

Um die Kosten bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu reduzieren, wird vorgeschlagen, das mindestens das Gehäuse und die Vorspannelemente identisch zu dem Gehäuse und den Vorspannelementen einer herkömmlichen Kraftstoff- Einspritzvorrichtung sind, welche nur ein Ventilelement umfasst.To the cost of producing the invention Fuel injector will reduce suggested that at least the housing and the Preload elements identical to the housing and the Biasing elements of a conventional fuel Injectors are just one valve element includes.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:The following is an embodiment of the invention with reference to the accompanying drawing in detail explained. The drawing shows:

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a fuel injector;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt II der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged detail II of the fuel injection device from FIG. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt III der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 1; und FIG. 3 shows an enlarged section III of the fuel injection device from FIG. 1; and

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt IV des in Fig. 3 dargestellten Bereichs der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung. Fig. 4 is an enlarged section IV of the area of the fuel injection device shown in Fig. 3.

Description of the embodiment

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung trägt in Fig. 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 dient zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Als Kraftstoff kommt Benzin oder Diesel in Frage. Die Montage kann direkt an der Brennkraftmaschine erfolgen. Sie umfasst ein langgestrecktes Gehäuse 11, welches aus einem oberen Basisabschnitt 12, einem Düsenkörper 14 und einer Verbindungshülse 16 besteht. Der Basisabschnitt 12 ist von einer stufenförmigen Längsbohrung 18 durchsetzt. Im Düsenkörper 14 ist ein Sackloch 20 vorhanden, welches sich vom oberen Rand des Düsenkörpers 14 bis zu einer in den Fig. 1 bis 4 am unteren Rand vorgesehenen Einspritzkuppe 22 erstreckt. Die Einspritzkuppe 22 ist nach unten geschlossen und weist zwei axial voneinander beabstandete Reihen von über den Umfang verteilten Austrittsöffnungen 24 bzw. 26 auf.A fuel injection device bears the overall reference number 10 in FIG. 1. The fuel injection device 10 is used to inject fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. Gasoline or diesel can be used as fuel. The assembly can take place directly on the internal combustion engine. It comprises an elongated housing 11 , which consists of an upper base section 12 , a nozzle body 14 and a connecting sleeve 16 . The base section 12 is penetrated by a step-shaped longitudinal bore 18 . In the nozzle body 14, a blind hole 20 is present extending from the upper edge of the nozzle body 14 to an opening provided in FIGS. 1 to 4 at the bottom of injector cup 22. The injection tip 22 is closed at the bottom and has two axially spaced rows of outlet openings 24 and 26 distributed over the circumference.

Zwischen dem Düsenkörper 14 und dem Basisabschnitt 12 ist durch die Verbindungshülse 16 ein Zwischenstück 28 verspannt. Auch im Zwischenstück 28 ist eine stufenförmige Durchgangsöffnung 30 vorhanden. Die Längsbohrung 18 im Basisabschnitt 12, das Sackloch 20 im Düsenkörper 14 und die Durchgangsöffnung 30 im Zwischenstück 28 fluchten in Einbaulage miteinander. Der Basisabschnitt 12 und das Zwischenstück 28 werden von einem Strömungskanal 32 durchsetzt, der sich im Düsenkörper 14 bis zu einem ringraumartigen Druckraum 34 im Sackloch 20 des Düsenkörpers 14 fortsetzt.An intermediate piece 28 is clamped between the nozzle body 14 and the base section 12 by the connecting sleeve 16 . A stepped through opening 30 is also present in the intermediate piece 28 . The longitudinal bore 18 in the base section 12 , the blind hole 20 in the nozzle body 14 and the through opening 30 in the intermediate piece 28 are flush with one another in the installed position. The base section 12 and the intermediate piece 28 are penetrated by a flow channel 32 which continues in the nozzle body 14 up to an annular space-like pressure space 34 in the blind hole 20 of the nozzle body 14 .

Im Sackloch 20 des Düsenkörpers 14 ist zunächst ein mit einer durchgehenden Längsbohrung versehenes äußeres Ventilelement 36 angeordnet. In die Längsbohrung (ohne Bezugszeichen) im äußeren Ventilelement 36 ist ein inneres Ventilelement 38 eingeführt. Die beiden Ventilelemente 36 und 38 sind koaxial zueinander angeordnet. An seinem der Einspritzkuppe 22 zugewandten Ende weist das äußere Ventilelement 36 eine konische Verjüngung auf, durch die eine ringförmige Druckfläche 40 gebildet wird.In the blind hole 20 of the nozzle body 14 , an outer valve element 36 provided with a continuous longitudinal bore is initially arranged. An inner valve element 38 is inserted into the longitudinal bore (without reference number) in the outer valve element 36 . The two valve elements 36 and 38 are arranged coaxially to one another. At its end facing the injection cap 22 , the outer valve element 36 has a conical taper through which an annular pressure surface 40 is formed.

Stromaufwärts von der Druckfläche 40 ist ein Druckraum 41 vorhanden.A pressure space 41 is provided upstream of the printing surface 40 .

Ferner ist auch auf Höhe des Druckraums 34 beim äußeren Ventilelement 36 eine Stufe mit einer konischen Verjüngung vorhanden, welche eine weitere Druckfläche 42 bildet. Unterhalb der unteren Druckfläche 40 ist am äußeren Ventilelement 36 eine Dichtkante 44 gebildet, welche mit einem Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) an der Innenwand des Sacklochs 20 im Düsenkörper 14 zusammenarbeitet. Der Dichtsitz liegt dabei oberhalb der oberen Einspritzöffnungen 24 (es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung "oben" und "unten" bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels sich ausschließlich auf die Darstellung in den Fig. 1 und 4 bezieht; es versteht sich, dass die hier beschriebene Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 in jeder beliebigen Lage, beispielsweise an einer Brennkraftmaschine, montiert sein kann).Furthermore, a step with a conical taper is also present at the level of the pressure chamber 34 in the outer valve element 36, which step forms a further pressure surface 42 . Below the lower pressure surface 40 , a sealing edge 44 is formed on the outer valve element 36 , which works together with a valve seat (without reference number) on the inner wall of the blind hole 20 in the nozzle body 14 . The sealing seat lies above the upper injection openings 24 (it should be pointed out here that the designations “above” and “below” in the description of this exemplary embodiment refer exclusively to the illustration in FIGS. 1 and 4; it goes without saying that the fuel injection device 10 described here can be mounted in any position, for example on an internal combustion engine).

Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ruhelage der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 steht das untere Ende des inneren Ventilelements 38 über das untere Ende des äußeren Ventilelements 36 über. An dem überstehenden Ende des inneren Ventilelements 38 ist ebenfalls eine konische Verjüngung vorhanden, welche eine Druckfläche 46 bildet. Unterhalb der Druckfläche 46 ist ferner eine Dichtkante 48 vorgesehen, die mit einem Ventilsitz auf der Innenwand des Sacklochs 20 im Düsenkörper 14 zusammenarbeitet.In the rest position of the fuel injection device 10 shown in FIGS . 1 to 4, the lower end of the inner valve element 38 projects beyond the lower end of the outer valve element 36 . At the projecting end of the inner valve element 38 there is also a conical taper, which forms a pressure surface 46 . Below the pressure surface 46 , a sealing edge 48 is also provided, which cooperates with a valve seat on the inner wall of the blind hole 20 in the nozzle body 14 .

Stromaufwärts von der Druckfläche 46 ist ein Druckraum 47 vorhanden.A pressure space 47 is provided upstream of the pressure surface 46 .

Der Ventilsitz für die Dichtkante 48 liegt in axialer Richtung gesehen zwischen den unteren Einspritzöffnungen 26 und den oberen Einspritzöffnungen 24. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in der Ruhestellung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 die Dichtkanten 44 und 48 an den jeweiligen Ventilsitzen anliegen. Aus Darstellungsgründen ist in Fig. 4 ein Spalt zwischen den Dichtkanten 44 und 48 und den jeweiligen Ventilsitzen dargestellt.The valve seat for the sealing edge 48 lies in the axial direction between the lower injection openings 26 and the upper injection openings 24 . At this point, it should be pointed out that when the fuel injection device 10 is in the rest position, the sealing edges 44 and 48 bear against the respective valve seats. 4, a gap between the sealing edges 44 and 48 and the respective valve seats is shown in FIG .

In der an sich in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ruhestellung schließt das obere Ende des äußeren Ventilelements 36 in etwa bündig mit der Oberseite des Düsenkörpers 14 ab (vgl. Fig. 2). In die Durchgangsöffnung 30 im Zwischenstück 28 ist ein Übersetzerstück 50 eingesetzt, welches einen Abschnitt 52 mit größerem Durchmesser und einen Abschnitt 54 mit kleinerem Durchmesser aufweist. Die Stirnfläche des Abschnitts 52 stößt an der Stirnfläche des äußeren Ventilelements 36 an. Mit dem Abschnitt 54 steht das Übersetzerstück 50 über das Zwischenstück 28 über.In the per se in Fig. 1 to 4 shown rest position the upper end of the outer valve member 36 includes approximately flush with the upper surface of the nozzle body 14 (cf. FIG. Fig. 2). A translator piece 50 is inserted into the passage opening 30 in the intermediate piece 28 and has a section 52 with a larger diameter and a section 54 with a smaller diameter. The end face of the section 52 abuts the end face of the outer valve element 36 . With the section 54 , the translator piece 50 projects beyond the intermediate piece 28 .

An der Stirnfläche des Abschnitts 54 des Übersetzerstücks 50 stützt sich ein Zwischenring 56 ab, an dem sich wiederum eine Schrauben-Druckfeder 58 abstützt. Deren anderes Ende stützt sich an einem Klemmstück 60 ab, welches in der Längsbohrung 18 im Basisabschnitt 12 in etwa auf dessen halber Höhe verklemmt ist. Über den Zwischenring 56 und das Übersetzerstück 50 wird die Vorspannungskraft der Schraubenfeder 58 auf das äußere Ventilelement 36 übertragen und dieses hierdurch mit seiner Dichtkante 44 gegen den zugehörigen Ventilsitz in der Einspritzkuppe 22 gedrückt.An intermediate ring 56 is supported on the end face of section 54 of translator piece 50 , on which in turn a helical compression spring 58 is supported. The other end thereof is supported on a clamping piece 60 , which is clamped in the longitudinal bore 18 in the base section 12 approximately at half its height. About the intermediate ring 56 and the booster piece 50 is transmitted, the biasing force of the coil spring 58 on the outer valve member 36 and pressed thereby this with its sealing edge 44 against the associated valve seat in the injector tip 22nd

Zwischen dem Abschnitt 52 und dem Abschnitt 54 des Übersetzerstücks 50 ist ein Absatz 62 gebildet. Gleichzeitig zeigt auch die Stufenbohrung 30 im Zwischenstück 28 eine Schulter 64. In dem in den Fig. 1 bis 4 und insbesondere in Fig. 2 dargestellten Ruhezustand der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10, in dem die Dichtkante 44 des äußeren Ventilelements 36 den entsprechenden Ventilsitz am Düsenkörper berührt, ist zwischen dem Absatz 62 am Übersetzerstück 50 und der Stufe 64 am Zwischenstück 28 ein Spalt vorhanden, dessen Größe S1 beträgt. Der maximale Hub des äußeren Ventilelements beträgt somit ebenfalls S1.A shoulder 62 is formed between section 52 and section 54 of translator piece 50 . At the same time, the stepped bore 30 in the intermediate piece 28 also shows a shoulder 64 . In the example shown in Figs. 1 to 4 and in particular in Fig. 2 resting state of fuel injector 10, in which the sealing edge 44 contacts the outer valve element 36 to the corresponding valve seat on the nozzle body is between the shoulder 62 on the booster piece 50 and the step 64 there is a gap on the intermediate piece 28 , the size of which is S1. The maximum stroke of the outer valve element is therefore also S1.

Im Übersetzerstück 50 ist ebenfalls eine stufenförmig ausgebildete Durchgangsbohrung 66 vorhanden. Die Stufe dieser Bohrung 66 trägt das Bezugszeichen 67. Das innere Ventilelement 38 ragt mit seinem oberen Ende um eine Distanz S2 über das obere Ende des äußeren Ventilelements 36 über und etwas in den Abschnitt mit größerem Durchmesser der Durchgangsbohrung 66 im Übersetzerstück 50 hinein. Am oberen Ende des inneren Ventilelements 38 liegt mit einem scheibenförmigen Endabschnitt 68 ein Übersetzerkolben 70 an.There is also a step-shaped through bore 66 in the translator piece 50 . The step of this bore 66 has the reference number 67 . The inner valve element 38 projects with its upper end a distance S2 beyond the upper end of the outer valve element 36 and somewhat into the section with a larger diameter of the through bore 66 in the translator piece 50 . At the upper end of the inner valve element 38 , a booster-shaped end section 68 bears a booster piston 70 .

Der Übersetzerkolben 70 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 66 im Übersetzerstück 70, die Ausnehmung im Zwischenring 56 und eine Ausnehmung (ohne Bezugszeichen) im Klemmstück 60 hindurch. An seinem in Fig. 1 oberen Ende ist an dem Übersetzerkolben 70 eine Stützplatte 72 befestigt, an der sich ein Ende einer schraubenförmigen Druckfeder 74 abstützt. Das andere Ende der Schraubenfeder 74 stützt sich an einem Absatz (ohne Bezugszeichen) der Längsbohrung 18 im Basisabschnitt 12 ab.The booster piston 70 extends through the through bore 66 in the booster piece 70, the recess in the intermediate ring 56 and a recess (unnumbered) in the clamping piece 60 therethrough. At its upper end in FIG. 1, a support plate 72 is fastened to the booster piston 70 , on which one end of a helical compression spring 74 is supported. The other end of the coil spring 74 is supported on a shoulder (without reference number) of the longitudinal bore 18 in the base section 12 .

In dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ruhezustand der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 liegt der Endabschnitt 68 des Übersetzerkolbens 70 gerade noch nicht an der Stufe 67 an, welche zwischen dem Abschnitt mit größerem Durchmesser und dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser der Durchgangsbohrung 66 im Übersetzerstück 50 ausgebildet ist. In dem besagten Ruhezustand ist ferner die Distanz S2 geringfügig größer als die Distanz S1. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei einer Öffnungsbewegung des äußeren Ventilelements 36 dieses nicht am Endabschnitt 68 des Übersetzerkolbens 70 anschlägt. Dies würde ansonsten zu einer ungewollten Entlastung des inneren Ventilelements 38 führen. Die Schulter 64 und der Absatz 62 bilden also einen Anschlag für die Öffnungsbewegung des äußeren Ventilelements 36.In the example shown in Figs. 1 to 4 rest state of fuel injector 10, the end portion 68 is of the booster piston 70 is just not on at the step 67 disposed between the larger diameter portion and the smaller diameter portion of the through hole 66 in the booster piece 50 is formed. In said idle state, the distance S2 is also slightly larger than the distance S1. This ensures that when the outer valve element 36 opens, it does not strike the end section 68 of the booster piston 70 . Otherwise, this would lead to an undesired relief of the inner valve element 38 . The shoulder 64 and the shoulder 62 thus form a stop for the opening movement of the outer valve element 36 .

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 wird folgendermaßen betrieben: Im Ruhezustand, also in jenem Zustand der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10, indem von dieser kein Kraftstoff abgegeben wird, liegen die Dichtkanten 44 und 48 des äußeren Ventilelement 36 bzw. des inneren Ventilelements 38 dichtend an den jeweiligen Ventilsitzen auf der Innenseite des Sacklochs 20 im Bereich der Einspritzkuppe 22 an. Der in dem Ringraum zwischen dem äußeren Ventilelement 36 und dem Sackloch 20 im Düsenkörper 14 vorhandene Kraftstoff kann somit nicht über die Einspritzöffnungen 24 und 26 austreten.The fuel injection device 10 shown in FIGS. 1 to 4 is operated as follows: In the idle state, that is to say in the state of the fuel injection device 10 in which no fuel is emitted by it, the sealing edges 44 and 48 of the outer valve element 36 or of the inner valve element 38 sealingly against the respective valve seats on the inside of the blind hole 20 in the region of the injection cap 22 . The fuel present in the annular space between the outer valve element 36 and the blind hole 20 in the nozzle body 14 can therefore not escape via the injection openings 24 and 26 .

Soll nun eine Einspritzung mit einer relativ geringen Kraftstoffmenge erfolgen, wird von einer nicht dargestellten Druckversorgungseinheit ein Druckimpuls erzeugt, welcher sich über den Strömungskanal 32 bis zum Druckraum 34 und zum Ringraum zwischen dem äußeren Ventilelement 36 und dem Sackloch 20 im Düsenkörper 14 fortsetzt. Von dort gelangt der Druckimpuls bis in den Druckraum 41. Die Höhe des Druckimpulses ist dabei so bemessen, dass die sich an den Druckflächen 40 und 42 des äußeren Ventilelements 36 ergebende axiale Kraft zu einer Öffnungsbewegung des äußeren Ventilelements 36 führt. Hierdurch hebt die Dichtkante 44 des äußeren Ventilelements 36 vom entsprechenden Ventilsitz ab, so dass Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 24 von der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 abgegeben werden kann.If an injection is to take place with a relatively small amount of fuel, a pressure pulse is generated by a pressure supply unit, not shown, which continues via the flow channel 32 to the pressure chamber 34 and to the annular space between the outer valve element 36 and the blind hole 20 in the nozzle body 14 . From there, the pressure pulse reaches pressure chamber 41 . The height of the pressure pulse is dimensioned so that the to the outer valve element 36 resulting axial force leads to the pressure surfaces 40 and 42 to an opening movement of the outer valve element 36th As a result, the sealing edge 44 of the outer valve element 36 lifts off the corresponding valve seat, so that fuel can be dispensed from the fuel injection device 10 via the injection openings 24 .

Der Druck der Druckwelle ist jedoch so niedrig, dass das innere Ventilelement 38 nicht öffnet. Dies wird dadurch bewirkt, dass einerseits die Druckfläche 46 am inneren Ventilelement 38 kleiner ist als die Summe der Druckflächen 40 und 42 des äußeren Ventilelements 36. Zum Anderen wird dies aber auch durch eine stärkere Federvorspannung der Druckfeder 74 im Vergleich zur Druckfeder 58 erreicht. Nach dem Ende des Druckimpulses sinkt der Druck im Druckraum 34 und im Druckraum 41 wieder ab, so dass sich das äußere Ventilelement 36 aufgrund der Vorspannung durch die Schraubenfeder 58 wieder nach unten bewegt und die Dichtkante 44 in Anlage an den entsprechenden Ventilsitz gelangt.However, the pressure of the pressure wave is so low that the inner valve element 38 does not open. This is achieved in that, on the one hand, the pressure area 46 on the inner valve element 38 is smaller than the sum of the pressure areas 40 and 42 of the outer valve element 36 . On the other hand, this is also achieved by a stronger spring preload of the compression spring 74 compared to the compression spring 58 . After the end of the pressure pulse, the pressure in the pressure chamber 34 and in the pressure chamber 41 drops again, so that the outer valve element 36 moves down again due to the pretension by the helical spring 58 and the sealing edge 44 comes into contact with the corresponding valve seat.

Wenn eine Kraftstoffeinspritzung gewünscht ist, bei der mehr Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 abgegeben wird, wird ein entsprechend höherer Druckimpuls erzeugt. Dieser Druckimpuls führt in der oben beschriebenen Art und Weise zunächst zu einer Öffnung des äußeren Ventilelements 36, bis das Übersetzerstück 50 sich um die Strecke S1 bewegt hat und mit dem Absatz 62 an der Schulter 64 im Zwischenstück 28 anschlägt. Aufgrund des geöffneten äußeren Ventilelements 36 kann nun der Druckimpuls auch in den Druckraum 47 gelangen und an der Druckfläche 46 des inneren Ventilelements 38 angreifen.If a fuel injection is desired in which more fuel is dispensed from the fuel injector 10 , a correspondingly higher pressure pulse is generated. In the manner described above, this pressure pulse initially leads to an opening of the outer valve element 36 until the translator piece 50 has moved by the distance S1 and strikes the shoulder 64 in the intermediate piece 28 with the shoulder 62 . Because of the opened outer valve element 36 , the pressure pulse can now also reach the pressure chamber 47 and act on the pressure surface 46 of the inner valve element 38 .

Die Höhe des Druckimpulses ist dabei so gewählt, dass die sich an der Druckfläche 46 des inneren Ventilelements 38 ergebende axiale Kraft größer ist als die Schließkraft der Druckfeder 74. Dies führt zu einer Öffnungsbewegung des inneren Ventilelements 38, durch die die Einspritzöffnungen 26 letztlich mit dem Strömungskanal 32 verbunden werden. Durch die Einspritzöffnungen 24 und die Einspritzöffnungen 26 kann nun Kraftstoff aus der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 austreten.The level of the pressure pulse is selected such that the axial force that results on the pressure surface 46 of the inner valve element 38 is greater than the closing force of the compression spring 74 . This leads to an opening movement of the inner valve element 38 , through which the injection openings 26 are ultimately connected to the flow channel 32 . Fuel can now escape from the fuel injection device 10 through the injection openings 24 and the injection openings 26 .

Die Öffnungsbewegung des äußeren Ventilelements 36 wird dabei durch den zwischen dem Übersetzerstück 50 und dem Zwischenstück 28 gebildeten Anschlag 62 und 64 begrenzt. Der Öffnungsweg des äußeren Ventilelement 36 beträgt maximal S1. Die Öffnungsbewegung des inneren Ventilelements 38 wird durch den zwischen dem Endabschnitt 68 des Übersetzerkolben 70 und der Stufe 67 im Übersetzerstück 50 gebildeten Anschlag begrenzt. Der Öffnungsweg des inneren Ventilelements beträgt ebenfalls maximal ungefähr S1.The opening movement of the outer valve element 36 is limited by the stop 62 and 64 formed between the translator piece 50 and the intermediate piece 28 . The opening path of the outer valve element 36 is a maximum of S1. The opening movement of the inner valve element 38 is limited by the stop formed between the end section 68 of the booster piston 70 and the step 67 in the booster piece 50 . The opening travel of the inner valve element is also a maximum of approximately S1.

Claims

1. Fuel injection device ( 10 ) for internal combustion engines, with an elongated housing ( 11 ) with a closed injection end ( 22 ), with a recess ( 20 ) running in the longitudinal direction in the housing ( 11 ), which has a fuel inlet ( 32 ) can be connected, with at least two axially spaced outlet openings at the injection end ( 22 ), with at least two coaxial valve elements ( 36 , 38 ) which are arranged in the recess ( 20 ) and each with at least one biasing element ( 58 , 74 ) against a corresponding valve seat in the area of the outlet openings ( 24 , 26 ), the valve elements ( 38 , 38 ) each having at least one pressure surface ( 40 , 42 , 46 ) which delimits a pressure chamber and is oriented such that its pressure is applied can cause an axial movement of the corresponding valve element ( 36 , 38 ), characterized in that the pressure chambers with a ge common control channel ( 32 ) are connected and the opening pressure of one valve element ( 36 , 38 ) differs from that of another valve element ( 38 , 36 ).

2. Fuel injection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the pressure spaces are formed at the end of the valve elements ( 36 , 38 ) facing the corresponding valve seat.

3. Fuel injection device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the pressure surfaces ( 42 , 46 ) are each formed by at least one conical taper at the end of a valve element ( 36 , 38 ) facing the valve seat.

4. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it has at the injection end ( 20 ) at least two axially spaced rows of outlet openings ( 24 , 26 ) distributed over the circumference of the injection end ( 20 ). having.

5. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the biasing forces of the biasing elements ( 58 , 74 ) differ.

6. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the pressure surface ( 40 , 42 ) of an element ( 36 ) differs from the size of the pressure surface ( 46 ) of another valve element ( 38 ).

7. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the biasing elements comprise a helical spring ( 58 , 74 ) and / or a gas spring.

8. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer valve element ( 36 ) is connected at its end remote from the valve seat with a support ring ( 56 ) on which the outer valve element ( 36 ) is assigned Prestressing element ( 58 ) supports.

9. Fuel injection device ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the biasing element ( 58 ) associated with the outer valve element ( 36 ) has in its longitudinal direction a through-opening through which an end section ( 70 ) connected to the inner valve element ( 38 ) ) runs through.

10. Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a mechanical stop which limits the path during an opening movement of at least one of the valve elements ( 36 , 38 ).

11. Fuel injection device ( 10 ) according to one of claims 9 or 10, characterized in that at least the housing ( 11 ) and the biasing elements ( 58 , 74 ) are identical to the housing and the biasing elements of a conventional fuel injection device, which only comprises a valve element.