DE10129253A1

DE10129253A1 - Umgekehrt wirkendes Düsenventil und Brennstoffeinspritzvorrichtung, die diese verwendet

Info

Publication number: DE10129253A1
Application number: DE10129253A
Authority: DE
Inventors: Sujay R Krishnamurthy
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2002-03-07
Also published as: US6454189B1

Abstract

Eine Düsenanordnung weist einen Spitzenkörper mit einem unteren Ende auf und definiert einen Düsenauslaß. Eine Nadelhülse ist zumindest teilweise in dem Spitzenkörper positioniert und weist einen Ventilsitz auf. Ein Nadelventilglied ist zumindest teilweise innerhalb der Nadelhülse positioniert und ist bewegbar zwischen einer geschlossenen Position in Kontakt mit dem Ventilsitz und einer offenen Position außer Kontakt mit dem Ventilsitz. Das Nadelventilglied bewegt sich zum unteren Ende des Spitzenkörpers hin, wenn es sich zu seiner offenen Position hin bewegt. Die Düsenanordnung findet bevorzugte Anwendung bei hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit direkt gesteuerten Nadeln.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Dü senanordnungen und insbesondere auf Brennstoffeinspritz vorrichtungen mit umgekehrt wirkenden Nadelventilen.

Technischer Hintergrund

Bei den meisten Brennstoffeinspritzvorrichtungen öffnet sich ein Nadelventil nach innen, um die Düse der Brenn stoffeinspritzvorrichtung zum Brennraum hin zu öffnen. In einem typischen Beispiel ist das Düsenventilglied zu sei ner unteren geschlossenen Position vorgespannt, und zwar in Kontakt mit dem Ventilsitz durch eine Vorspannfeder. Bei der Einleitung eines Einspritzereignisses umgibt der Hochdruckbrennstoff das Ventilglied und wirkt auf eine hydraulische Hubfläche des Ventilgliedes. Wenn der Druck des Brennstoffes einen Ventilöffnungsdruck erreicht, kann das Ventilglied nach oben bewegt werden und somit weiter nach innen gegen die Wirkung der Vorspannfeder, um einen Brennstoffpfad von der Brennstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum zu öffnen. Zum Ende eines Einspritzereig nisses hin drückt die Vorspannfeder, die von einer hy draulischen Verschlußkraft unterstützt werden kann oder nicht, die Nadel zurück zu ihrer Verschlußposition hin, wo sie auf den Ventilsitz trifft, um den Düsenauslaß zu schließen und das Einspritzereignis zu beenden.

In den meisten Fällen ist das Metall der Spitzenkomponen te, wo der Düsenventilsitz gelegen ist, relativ dünn und wird direkt der feindlichen Brennraumumgebung ausgesetzt. In seiner gesamten Nutzungslebensdauer wird das Nadelven tilglied auf seinen Ventilsitz mit relativ hohen Lasten bei vielen Millionen Zyklen auftreffen. In manchen Fällen kann die Auftrefflast und die Ermüdungsspannungen, die vom Verschluß des Nadelventilgliedes verursacht werden, manchmal ein Versagen der Spitze verursachen. Wenn dies auftrifft, kann eine übermäßige Motorschädigung auftre ten, und zwar wegen losem Metallabrieb aufgrund des Brennstoffeinspritzvorrichtungsversagens, der seinen Weg in den Brennraum findet. Während diese Versagensvorgänge extrem selten sind, kann der Schaden, der am Motor ange richtet wird, so schwerwiegend sein, daß die Ingenieure oft nach Wegen suchen, wie die Möglichkeit eines kata strophalen Motorschadens eliminiert werden kann, und wie die Versagensfälle der Brennstoffeinspritzdüsenanordnung verringert werden können.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Offenbarung der Erfindung

Eine Düsenanordnung weist einen Spitzenkörper mit einem unteren Ende auf und definiert einen Düsenauslaß. Eine Nadelhülse ist zumindest teilweise in dem Spitzenkörper positioniert und weist einen Ventilsitz auf. Ein Nadel ventilglied ist zumindest teilweise innerhalb der Nadel hülse positioniert und ist bewegbar zwischen einer ge schlossenen Position in Kontakt mit dem Ventilsitz und einer offenen Position außer Kontakt mit dem Ventilsitz. Das Nadelventilglied bewegt sich zum unteren Ende des Spitzenkörpers hin, wenn es sich zu seiner offenen Posi tion hin bewegt. Die Düsenanordnung findet bevorzugte An wendung bei hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritz vorrichtungen mit Direktsteuernadelventilen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine geschnittene diagrammartige Seitenan sicht einer hydraulisch betätigten Brennstoff einspritzvorrichtung gemäß eines Ausführungs beispiels der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine geschnittene diagrammartige Seitenan sicht einer Düsenanordnung gemäß der vorliegen den Erfindung,

Fig. 3 ist eine Draufsicht einer Nadelhülse gemäß ei nes Aspektes der vorliegenden Erfindung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf Fig. 1 weist eine hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung 10 einen Einspritzvorrich tungskörper 11 auf, der einen Brennstoffeinlaß 14 defi niert, der mit einer Brennstoffquelle 12 über eine Brenn stoffversorgungsleitung 13 verbunden ist. Der Einspritz vorrichtungskörper 11 definiert auch einen Betätigungs strömungsmitteleinlaß 17, der mit einer Quelle für Hoch druckbetätigungsströmungsmittel verbunden ist, wie bei spielsweise für Schmieröl, und zwar über eine Hochdruck versorgungsleitung 16. Zusätzlich definiert der Ein spritzvorrichtungskörper 11 eine erste Niederdruckentlüf tung 21, eine zweite Niederdruckentlüftung 24 und einen Betätigungsströmungsmittelablauf 22, die strömungsmittel mäßig mit dem Niederdruckreservoir 18 über den Entlüf tungsdurchlaß 20, den Ablaufdurchlaß 19 bzw. den Entlüf tungsdurchlaß 23 verbunden sind. Wie in verschiedenen früheren Patenten beschrieben, wie beispielsweise im US- Patent 5,682,858 von Chen und anderen, wird die Brenn stoffeinspritzvorrichtung 10 bei ihrem Betrieb durch eine einzige elektrische Betätigungsvorrichtung 25 gesteuert, die vorzugsweise ein Elektromagnet ist, jedoch eine ande re geeignete Vorrichtung sein könnte, wie beispielsweise eine piezoelektrische Betätigungsvorrichtung.

Die elektrische Betätigungsvorrichtung 25, die an dem Einspritzvorrichtungskörper 11 über gewisse geeignete Mittel angebracht ist, wie beispielsweise Bolzen, weist eine Spule 26 und einen Anker 27 auf, der an einem beweg baren Stift 29 angebracht ist. Der Anker 27 und der Stift 29 sind normalerweise zu ihrer nach oben gerichteten Po sition außer Kontakt mit einem Vorsteuerventilglied 30 vorgespannt, und zwar durch eine zusammengedrückte Vor spannfeder 28. Das Vorsteuerventilglied 30, das vorzugs weise ein Kugelventilglied ist, jedoch irgend ein anderes geeignetes Ventilglied sein könnte, wie beispielsweise ein Sitzventilglied, ist zwischen einem Niederdrucksitz 31 und einem Hochdrucksitz 32 eingeschlossen. Das Gebiet über dem Niederdrucksitz 31 ist mit der Niederdruckent lüftung 21 strömungsmittelmässig über einen versteckten Durchlass verbunden. Das Gebiet unter dem Hochdrucksitz 32 ist strömungsmittelmäßig mit dem Betätigungsströmungs mitteleinlaß 17 über sich schneidende innere Durchlässe und das hohle Innere des Kolbenventilgliedes 40 verbun den. Wenn die elektrische Betätigungsvorrichtung 25 entregt bzw. ausgeschaltet ist, wird der Stift 29 zu sei ner nach oben gerichteten Position außer Kontakt mit dem Vorsteuerventilglied 30 vorgespannt, das in dem Nieder drucksitz 31 aufgrund des konstanten hohen Druckes sitzt, der auf seine Unterseite wirkt. Wenn die elektrische Be tätigungsvorrichtung 25 erregt wird, bewegen sich der An teil 27 und der Stift 29 nach unten, was das Vorsteuer ventilglied 30 in eine Position bewegt, die den Hoch drucksitz 32 schließt und den Niederdrucksitz 31 öffnet. Ein variabler Drucksteuerdurchlaß 60 öffnet sich in das Gebiet zwischen dem Niederdrucksitz 31 und dem Hochdruck sitz 32.

Der Drucksteuerdurchlaß 60 weist einen Verzweigungskol bensteuerdurchlaß 61 auf, der eine hydraulische Steuer oberfläche 42 des Kolbenventilgliedes 40 dem Strömungs mitteldruck im Steuerdurchlaß 60 aussetzt. Die Positio nierung des Kolbenventilgliedes 40 steuert, ob ein Betä tigungsströmungsmittelhohlraum 50, der vom Einspritzvor richtungskörper 11 definiert wird, entweder zum Hoch druckbetätigungsströmungsmitteleinlaß 17 oder zum Nieder druckbetätigungsströmungsmittelablauf 22 hin offen ist. Das Kolbenventilglied 40 ist normalerweise in seine obere Position vorgespannt, wie gezeigt, und zwar durch eine Kolbenvorspannfeder 45. Wenn es in dieser oberen Position ist, ist der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 50 zum Niederdruckbetätigungsströmungsmittelablauf 22 über einen Ring 44 offen, der von der Außenfläche des Kolbenventil gliedes 40 definiert wird. Wenn das Kolbenventilglied 40 in seiner unteren Position ist, ist der Betätigungsströ mungsmittelhohlraum 50 zum Hochdruckbetätigungsströmungs mitteleinlauf 17 über Radialdurchlässe 41 offen. Das Kol benventilglied 40 bewegt sich zu seiner nach unten ge richteten Position, wenn der Drucksteuerdurchlaß 60 zum Niederdruck hin entlüftet wird, so daß der Niederdruck auf die hydraulische Steuerfläche 42 wirkt, wobei jedoch ein konstanter hoher Druck auf das entgegengesetzte Ende 46 wirkt. Die Druckkraft, die auf das entgegengesetzte Ende 46 ausgeübt wird, ist vorzugsweise größer als die Federkraft, die durch die Vorspannfeder 45 vorgesehen wird. Wenn der hohe Druck auf sowohl die hydraulische Steueroberfläche 42 als auch auf das entgegengesetzte En de 46 wirkt, wird das Kolbenventilglied 40 vorzugsweise hydraulisch ausbalanciert, so daß es an seiner nach oben hin vorgespannten Position bleiben wird oder sich dort hin bewegen wird, und zwar nur unter der Wirkung der Vor spannfeder 45.

Insbesondere steuert die Positionierung des Kolbenventil gliedes 40 den Strömungsmittelfluß in den Betätigungs strömungsmittelhohlraum 50 hinein und aus diesem heraus, der in Strömungsmittelkontakt mit dem Hydraulikpumpenele ment der Einspritzvorrichtung 10 ist. Ein Verstärkerkol ben 52 weist eine Hydraulikoberfläche 55 auf, die dem Strömungsmitteldruck im Betätigungsströmungsmittelhohl raum 50 ausgesetzt ist. Der Verstärkerkolben 52 bewegt sich in einer Kolbenbohrung 54, die vom Einspritzvorrich tungskörper 11 definiert wird, ist jedoch normalerweise zu seiner nach oben hin zurückgezogenen Position durch eine Rückstellfeder 59 vorgespannt. Ein Stößel 56 bewegt sich in einer Stößelbohrung 57 und ist mit der Bewegung des Verstärkerkolbens 52 gekoppelt. Ein Ende des Stößels 56 und ein Teil der Stößelbohrung 57 definieren eine Brennstoffdruckkammer 58, innerhalb der Brennstoff auf Einspritzdruckpegel vor und während eines Einspritzereig nisses unter Druck gesetzt wird. Zwischen den Einsprit zereignissen wird frischer Niederdruckbrennstoff in die Brennstoffdruckkammer 58 vom Brennstoffeinlaß 14 über das Rückschlagventil 51 gezogen, wenn der Stößel 56 und der Kolben 52 ihren aufwärts gerichteten Rückhub ausführen. Zum Ende eines Einspritzereignisses hin wird der hohe Druck im Betätigungsströmungsmittelhohlraum 50, der auf die Hydraulikoberfläche 55 wirkt, zur Niederdruckentlüf tung 24 über einen Druckentlastungsdurchlaß 49 entlüftet, und über eine Druckentlastungskugel 48, die normalerweise in einer nach unten gerichteten geschlossenen Position zu jedem anderen Zeitpunkt im Einspritzzyklus ist.

Mit zusätzlichem Bezug auf die Fig. 2 und 3 ist die Brennstoffdruckkammer 58 strömungsmittelmäßig mit einem Düsenauslaß 79 über einen Düsenversorgungsdurchlaß 73 verbunden. Ein umgekehrt wirkendes direkt gesteuertes Na delventil 70 steuert das Öffnen und Schließen des Düsen auslasses 79 während eines Einspritzereignisses. Das di rekt gesteuerte Nadelventil 70 weist einen Nadelventil teil 77 auf, der an einer Nadelscheibe 76 angebracht ist, weiter einen Nadelanschlag 75 und eine Nadelvorspannfeder 74. Das Öffnen und Schließen des direkt gesteuerten Na delventils 70 wird durch den Strömungsmitteldruck in ei ner Nadelsteuerkammer 62 gesteuert, die strömungsmittel mäßig mit dem Drucksteuerdurchlaß 60 verbunden ist. Das direkt gesteuerte Nadelventil 70 weist eine hydraulische Verschlußfläche 71 auf, die dem Betätigungsströmungsmit teldruck in der Nadelsteuerkammer 62 ausgesetzt ist, und eine hydraulische Öffnungsfläche 72, die dem Brennstoff druck in dem Düsenversorgungsdurchlaß 73 ausgesetzt ist. Der Druck des Betätigungsströmungsmittels, der Druck des Brennstoffströmungsmittels, die relativen Größen der hy draulischen Verschluß- und Öffnungsflächen und die Stärke der Nadelvorspannfeder 74 werden so ausgewählt, daß sich das direkt gesteuerte Nadelventil 70 zu seiner nach oben gerichteten geschlossenen Position hin bewegt oder in dieser bleibt, wenn der Druck in der Nadelsteuerkammer 62 hoch ist. Wenn der Druck in der Nadelsteuerkammer 62 niedrig ist, wird sich das Nadelventilglied nach unten zum unteren Ende 78 bewegen, um den Düsenauslaß 79 zu öffnen, wenn der Brennstoffdruck im Düsenversorgungs durchlaß 73 auf einem Ventilöffnungsdruck oder darüber ist, der ausreicht, um die Vorspannkraft zu überwinden, die von der Nadelvorspannfeder 74 erzeugt wird.

Die Düsenanordnung 90, ein Teil der Brennstoffeinspritz vorrichtung 10, ist vorzugsweise aus mehreren Komponenten aufgebaut, die eine Spitzenkomponente 80 aufweisen, eine Nadelhülse 81, eine Rückschlagelementführungskomponente 86 und eine Federhülsenkomponenten 87. Wie in Fig. 2 ge zeigt, ist der Nadelventilteil 77 des direkt gesteuerten Nadelventils 70 teilweise innerhalb der Nadelhülse 81 po sitioniert, die selbst innerhalb der Spitzenkomponente 80 positioniert ist. Die Nadelhülse 81 ist in einer bekann ten Position durch das Vorsehen eines Flansches 84 fest gelegt, der zwischen der Rückschlagelementführungskompo nente 86 und der Spitzenkomponente 80 positioniert ist. So kann der Nadelventilteil 77 innerhalb der Nadelhülse 81 geführt werden, während immer noch der Fluß von Brenn stoff aus dem Düsenversorgungsdurchlaß 73 zum Düsenauslaß 79 zugelassen wird, wobei die Hülse 81 eine Vielzahl von radial nach innen vorstehenden Nadelführungen 82 auf weist, die von den Brennstoffflußdurchlässen 83 beabstan det sind, wie am besten in Fig. 3 zu sehen.

Um das Öffnen und Schließen des Düsenauslasses 79 zu steuern, weist die Nadelhülse 81 einen konischen Ventil sitz 85 an einem Ende auf. Somit zeigt Fig. 2 den Nadel ventilteil 77, wie er am konischen Ventilsitz 85 auf sitzt, um den Düsenauslaß 79 zu schließen. Der Düsenaus laß 79 öffnet sich, um das Versprühen von Brennstoff zu beginnen, wenn der Nadelventilteil 77 sich zum unteren Ende 78 außer Kontakt mit dem konischen Ventilsitz 85 be wegt. Die Distanz, über die sich der Nadelventilteil 77 bewegt, wird von der Höhe des Nadelanschlages 75 gesteu ert. Anders gesagt kommt die Unterseite der Nadelscheibe 76 in Kontakt mit dem Nadelanschlag 75, wenn der Nadel ventilteil 77 sich zu seiner vollständig offenen Position bewegt hat. Vorzugsweise kommt der Nadelventilteil 77 niemals in Kontakt mit der Spitzenkomponente 80.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung wird Schmieröl als das Betätigungsströmungsmittel verwendet, und destillierter Dieselbrennstoff ist das be vorzugte Brennstoffströmungsmittel. Um die Vermischung dieser zwei Strömungsmittel in der Düsenanordnung 90 zu verhindern, ist eine O-Ringdichtung 88 zwischen der Rück schlagelementsführungskomponente 86 und der Federhül senkomponente 87 angeordnet. Zusätzlich kanalisiert eine Niederdruckölentlüftung 93 das Öl, das die Außenseite des Düsenventilteils 77 herunterwandert, und zwar zurück zur Rückzirkulation. Genauso kanalisiert eine Niederdruck brennstoffentlüftung 94 den Brennstoff, der nach oben entlang des Nadelventilteils 77 wandert, zur Rückzirkula tion zurück. Schließlich ist eine Niederdruckölentlüftung 92 vorgesehen, um den Innenraum 91 zu entlüften, um ein hydraulisches Verriegeln des direkt gesteuerten Nadelven tils zu verhindern.

Industrielle Anwendbarkeit

Mit Bezug auf Fig. 1 wird zwischen den Einspritzereig nissen die elektrische Betätigungsvorrichtung 25 entregt, das direkt gesteuerte Nadelventil ist in seiner nach un ten gerichteten geschlossenen Position, die Pumpenelemen te des Kolbens 52 und des Stößels 56 sind in ihren nach oben gerichteten zurückgezogenen Positionen, das Kolben ventilglied 40 ist in seiner nach oben gerichteten Posi tion, wobei der Betätigungsströmungsmittelhohlraum 50 zum Ablauf 22 hin geöffnet wird, und das Vorsteuerventilglied 30 ist in seiner nach oben gerichteten Position, was den Niederdrucksitz 32 schließt. Wenn diese Komponenten in diesen Positionen sind, herrscht im Betätigungsströmungs mittelhohlraum 50 ein niedriger Druck, der Brennstoff druck in der gesamten Einspritzvorrichtung ist relativ niedrig, jedoch der Druck im Drucksteuerdurchlaß 60 und daher im Kolbensteuerdurchlaß 61 und in der Nadelsteuer kammer 62 sind hoch. Jedes Einspritzereignis wird durch Erregung des Elektromagneten 25 eingeleitet. Dies bewegt das Vorsteuerventilglied 30 nach unten, um den Hochdruck sitz 32 zu schließen und den Niederdrucksitz 31 zu öff nen. Dies entlüftet den Drucksteuerdurchlaß 60 zur Nie derdruckentlüftung 21. Wenn dies auftritt, bleibt das di rekt gesteuerte Nadelventil 70 in seiner geschlossenen Position unter der Wirkung der Vorspannfeder 74, da der Brennstoffdruck innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrich tung 10 immer noch relativ gering ist. Die Öffnung des Drucksteuerdurchlasses 60 zum niedrigen Druck jedoch be wirkt, daß das Kolbenventilglied 40 hydraulisch nicht ausgeglichen bleibt, und es bewegt sich nach unten gegen die Wirkung der Vorspannfeder 45. Wenn es sich seiner un teren Position nähert, öffnen die Radialdurchlässe 41 den Betätigungsströmungsmittelhohlraum 50 im Strömungsmittel verbindung mit dem Hochdruckbestätigungsströmungsmittel einlaß 17, und der Ring 44 schließt sich zum Hohlraum 50. Wenn dies auftritt, beginnt das Hochdrucköl, auf die hydraulische obere Oberfläche 55 des Kolbens 52 zu wir ken, was bewirkt, daß dieser und der Stößel 56 ihren Ab wärtshub beginnen. Wenn der Brennstoffdruck ansteigt, schließt das Rückschlagventil 51 und der Brennstoffdruck in der Brennstoffdruckkammer 58 steigt schnell auf Ein spritzniveaus. Wenn der Brennstoffdruck im Düsenversor gungsdurchlaß 73 den Ventilöffnungsdruck überschreitet, bewegt sich der Nadelventilteil 77 nach unten, um den Dü senauslaß 79 zu öffnen.

Der Fachmann wird erkennen, daß wenn höhere Brennstoff drücke beim Eintreten der Einspritzung erwünscht sind, der Elektromagnet 25 kurz entregt bzw. ausgeschaltet wer den kann, um den Drucksteuerdurchlaß 60 erneut unter Druck zu setzen, um das direkt gesteuerte Nadelventil 70 geschlossen zu halten, wenn der Brennstoffdruck sich wei ter in der Brennstoffdruckkammer 58 aufbaut. Die kurze Entregung des Elektromagneten 25 bewirkt, daß das Kolben ventilglied 40 wiederum hydraulisch ausbalanciert wird und beginnt, sich unter der Wirkung der Vorspannfeder 45 nach oben zu bewegen. Da jedoch das Kolbenventilglied 40 relativ langsam in seiner Bewegung im Vergleich zu jener des schnell wirkenden Vorsteuerventilgliedes 30 ist, hat die vorliegende Erfindung die Fähigkeit, geteilte Ein spritzungen zu erzeugen, oder ein Einspritzereignis auf wesentlich höheren Brennstoffdrücken zu starten, als dem eingerichteten Ventilöffnungsdruck. Die obere Hutform des Verstärkungskolbens 52 gestattet eine gewisse Vorderen denratenformung, wie beispielsweise die Möglichkeit zur Erzeugung von rampenförmigen und/oder schuhförmigen Vor derendeneinspritzprofilen.

Während des Hauptteils von jedem Einspritzereignis bleibt der Elektromagnet 25 erregt, und der niedrige Druck herrscht in dem Drucksteuerdurchlaß 60 vor. Kurz vor dem erwünschten Ende des Einspritzereignisses wird der Elek tromagnet 25 entregt, um den Drucksteuerdurchlaß 60 er neut unter Druck zu setzen. Dies bewirkt, daß das direkt gesteuerte Nadelventil 70 abrupt unter den kombinierten Kräften schließt, die von dem Hydraulikdruck erzeugt wer den, der auf die hydraulische Verschlußoberfläche 71 wirkt, und von der Vorspannfeder 74. Gleichzeitig beginnt das Kolbenventilglied 40 die Bewegung nach oben unter der Wirkung der Vorspannfeder 45. Wenn sie sich bewegt, hebt sich die Druckentlastungskugel 48 von ihrem Sitz ab und entlüftet den Druck im Betätigungsströmungsmittelhohlraum 50 in die Niederdruckentlüftung 24. Wenn das Kolbenven tilglied 40 seine nach oben gerichtete Position erreicht, die den Ring 44 zum Hohlraum 50 hin öffnet, drückt die Wirkung der Rückstellfeder 56 das gebrauchte Niederdruck betätigungsströmungsmittel aus dem Hohlraum 50 und in den Ablauf 22 zur Rückzirkulation. Gleichzeitig zieht die Rückzugswirkung des Stößels 56 frischen Brennstoff in die Brennstoffdruckkammer 58.

Der Fachmann wird erkennen, daß weil das Nadelventilglied 77 vorzugsweise niemals in Kontakt mit der Spitzenkompo nente 80 kommt, die Wahrscheinlichkeit des Zerbrechens der Spitze nahezu eliminiert wird. Somit wird die Wahr scheinlichkeit, daß Metallbruchstücke ihren Weg in den Brennraum aufgrund des Versagens der Einspritzvorrichtung finden, im wesentlichen verringert. Da zusätzlich der Na delventilsitz 85 an einem Ende der Nadelhülse 81 ausgear beitet ist, werden die Stoßlasten auf den Sitz 85 entlang der Länge der Nadelhülse 81 übertragen und in die relativ schwereren Komponenten der Einspritzvorrichtung 10 abge leitet, wie beispielsweise in die obere Rückschlagele mentsführung 86. Dies steht im Kontrast zu herkömmlichen Rückschlagelementkonstruktionen, die die Nadelstoßlasten auf die relativ dünne Metallfläche am unteren Ende ihrer Spitzenkomponenten übertragen.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Nadelventil glied, das den Nadelteil 77 und die Nadelscheibe 76 auf weist, länger als die Nadelhülse 81. Zusätzlich sind die Außendurchmesser der entgegengesetzten Enden des Nadel- ventilgliedes vorzugsweise größer als der Innendurchmes ser der Nadelhülse 82. Die Düsenanordnung 90 wird daher zuerst durch Positionieren des Nadelventilteils 77 in der Spitzenkomponente 80 zusammengebaut. Als nächstes gleitet die Nadelhülse 81 die Welle des Nadelventilteils in ihre erwünschte Position hinunter. Die obere Rückschlagführung wird dann über den Nadelventilteil 77 geschoben, oder die obere Rückschlagelementsführung 86 wird über den Nadel ventilteil 77 geschoben, und zwar sowohl in Kontakt mit der Spitzenkomponente 80 als auch mit dem Flansch 84 der Nadelhülse 81. Der O-Ring wird dann über dem Nadelventil teil 77 angeordnet, und die Federhülsenkomponente 87 wird über den Nadelventilteil 77 geschoben. Als nächstes wird der Nadelanschlag 75, der vorzugsweise von zylindrischer Form ist, nach unten in seine Position geschoben, wie ge zeigt, wobei er den Nadelventilteil 77 umgibt. Die Vor spannfeder 74 wird dann entsprechend positioniert, und das Scheibenstück 76 wird am oberen Ende des Nadelventil teils 77 in geeigneter Weise angebracht, wie beispiels weise über eine Preßpassung oder einen Gewindeeingriff. Diese bevorzugte Konstruktion hat ein Nadelventilglied zur Folge, das länger ist als die Nadelhülse 81, und hat zur Folge, daß die Ventilöffnungsfläche 72 des Nadelven tilgliedes dem Strömungsmitteldruck in der Nadelhülse ausgesetzt wird.

Es sei bemerkt, daß die obige Beschreibung nur zu Veran schaulichungszwecken vorgesehen ist und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise beschrän ken soll. Während beispielsweise die vorliegende Erfin dung im Zusammenhang mit einer hydraulisch betätigten Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem direkt gesteuer ten Nadelventil veranschaulicht ist, wird der Fachmann erkennen, daß das umgekehrt wirkende Rückschlagelement der vorliegenden Erfindung bei nahezu jeglicher Brenn stoffeinspritzvorrichtungsanwendung verwendet werden könnte, wie beispielsweise bei nockenbetätigten Brenn stoffeinspritzvorrichtungen und anderen Brennstoffein spritzvorrichtungen, die keine direkt gesteuerten Nadeln haben. Somit wird der Fachmann die verschiedenen Modifi kationen erkennen, die an den offenbarten Ausführungsbei spielen vorgenommen werden können, ohne vom beabsichtig ten Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der bezüglich der unten dargelegten Ansprüche definiert wird.

Claims

1. Düsenanordnung, die folgendes aufweist:
einen Spitzenkörper mit einem unteren Ende, der ei nen Düsenauslaß definiert;
eine Nadelhülse, die zumindest teilweise in dem Spitzenkörper positioniert ist und einen Ventilsitz aufweist;
ein Nadelventilglied, das zumindest teilweise inner halb der Nadelhülse positioniert ist und bewegbar ist zwischen einer geschlossenen Position in Kontakt mit dem Ventilsitz und einer offenen Position außer Kontakt mit dem Ventilsitz; und
wobei das Nadelventilglied sich zum unteren Ende hin bewegt, wenn es sich zur offenen Position hin be wegt.

2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nadelven tilglied länger ist als die Nadelhülse.

3. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei das Nadelven tilglied eine hydraulische Öffnungsoberfläche auf weist, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadelhül se ausgesetzt ist.

4. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Spitzen körper eine Nadelsteuerkammer definiert; und wobei das Nadelventilglied eine hydraulische Ver schlußoberfläche aufweist, die dem Strömungsmittel druck in der Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist.

5. Düsenanordnung nach Anspruch 1, die weiter eine Druckfeder aufweist, die betriebsmäßig in dem Spit zenkörper positioniert ist, um das Nadelventilglied zu der geschlossenen Position hin vorzuspannen.

6. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Nadelven tilsitz an einem Ende der Nadelhülse gelegen ist.

7. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Spitzen körper eine Spitzenkomponente aufweist, die den Dü senauslaß definiert, und eine obere Komponente, die an der Spitzenkomponente anliegt; und wobei ein oberes Ende der Nadelhülse in Kontakt mit der oberen Komponente ist.

8. Brennstoffeinspritzvorrichtung, die folgendes auf weist:
einen Einspritzvorrichtungskörper, der eine Spit zenkomponente mit einem unteren Ende aufweist und einen Düsenauslaß definiert, und eine obere Kompo nente, die an der Spitzenkomponente anliegt;
eine Nadelhülse, die in dem Einspritzvorrichtungs körper positioniert ist und einen Ventilsitz auf weist, und wobei ein oberes Ende der Nadelhülse in Kontakt mit der oberen Komponente ist;
ein Nadelventilglied, das zumindest teilweise inner halb der Nadelhülse positioniert ist und bewegbar ist zwischen einer geschlossenen Position in Kontakt mit dem Ventilsitz und einer offenen Position außer Kontakt mit dem Ventilsitz, und wobei das Nadelven tilglied eine hydraulische Öffnungsfläche aufweist, die dem Strömungsmitteldruck innerhalb der Nadelhül se ausgesetzt ist; und
wobei sich das Nadelventilglied zu dem unteren Ende hin bewegt, wenn es sich zur offenen Position hin bewegt.

9. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, wo bei die Nadelhülse einen Innendurchmesser hat; und wobei das Nadelventilglied entgegengesetzte Endteile besitzt, und zwar mit Außendurchmessern, die größer sind als der Innendurchmesser.

10. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, wo bei der Einspritzvorrichtungskörper eine Nadelsteu erkammer definiert; und wobei das Nadelventilglied eine hydraulische Ver schlußfläche aufweist, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist, und eine hydraulische Öffnungsoberfläche, die dem Strömungs mitteldruck innerhalb der Nadelhülse ausgesetzt ist.

11. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 10, die weiter eine Druckfeder aufweist, die betriebsmäßig in dem Einspritzvorrichtungskörper positioniert ist, um das Nadelventilglied zur geschlossenen Position hin vorzuspannen.

12. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, die weiter eine Stop- bzw. Anschlagskomponente aufweist, die in dem Einspritzvorrichtungskörper positioniert ist, die zumindest teilweise das Nadelventilglied umgibt; und wobei das Nadelventilglied außer Kontakt mit der Stopkomponente ist, wenn es in der geschlossenen Po sition ist, und wobei es in Kontakt mit der Stopkom ponente ist, wenn es in der offenen Position ist.

13. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, wo bei der Ventilsitz an einem Ende der Nadelhülse ge legen ist.

14. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 8, wo bei das Nadelventilglied außer Kontakt mit der Spit zenkomponente ist, wenn es in der geschlossenen Po sition und in der offenen Position ist.

15. Hydraulische betätigte Brennstoffeinspritzvorrich tung, die folgendes aufweist:
einen Einspritzvorrichtungskörper, der eine Brenn stoffdruckkammer und einen Betätigungsströmungsmit telhohlraum definiert, und der eine Spitzenkomponen te mit einem unteren Ende aufweist und einen Düsen auslaß definiert;
ein Pumpenelement, das eine erste Hydraulikoberflä che aufweist, die dem Strömungsmitteldruck in dem Betätigungsströmungsmittelhohlraum ausgesetzt ist, und eine entgegenweisende Hydraulikoberfläche, die dem Strömungsmitteldruck in der Brennstoffdruckkam mer ausgesetzt ist;
eine Nadelhülse, die in dem Einspritzvorrichtungs körper positioniert ist und einen Ventilsitz auf weist;
ein Nadelventilglied, das zumindest teilweise inner halb der Nadelhülse positioniert ist und bewegbar ist zwischen einer geschlossenen Position in Kontakt mit dem Ventilsitz, und einer offenen Position außer Kontakt mit dem Ventilsitz, und wobei das Nadelven tilglied außer Kontakt mit der Spitzenkomponente ist, wenn es in der geschlossenen Position und in der offenen Position ist; und
wobei das Nadelventilglied sich zum unteren Ende hin bewegt, wenn es sich zur offenen Position hin be wegt.

16. Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Einspritzvorrichtungs körper eine Nadelsteuerkammer definiert, und wobei das Nadelventilglied eine hydraulische Verschlußo berfläche aufweist, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist, und eine hy draulische Öffnungsoberfläche, die dem Strömungsmit teldruck in der Nadelhülse ausgesetzt ist.

17. Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Ventilsitz an einem Ende der Nadelhülse gelegen ist.

18. Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Einspritzvorrichtungs körper eine obere Komponente aufweist, die an der Spitzenkomponente anliegt; und wobei ein oberes Ende der Nadelhülse in Kontakt mit der oberen Komponente ist.

19. Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 18, die weiter eine Stop- bzw. An schlagskomponente aufweist, die in dem Einspritzvor richtungskörper positioniert ist, die zumindest teilweise das Nadelventilglied umgibt; und wobei das Nadelventilglied außer Kontakt mit der Stop- bzw. Anschlagkomponente ist, wenn es in der geschlossenen Position ist, und wobei es in Kontakt mit der Stopkomponente bzw. Anschlagkomponente ist, wenn es in der offenen Position ist.

20. Hydraulisch betätigte Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Nadelhülse einen Innen durchmesser hat; und wobei das Nadelventilglied entgegengesetzte Endteile mit Außendurchmessern hat, die größer sind als der In nendurchmesser.