DE102004011095A1 - Fuel injection valve - Google Patents

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DE102004011095A1
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Wolfgang Stoecklein
Peter Boehland
Godehard Nentwig
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

The invention relates to a fuel-injection valve comprising a nozzle module (12). An outer nozzle needle (24), which co-operates with a first injection orifice (32) and is surrounded by a high-pressure chamber (20) that is connected to a fuel-supply channel (62) and an inner nozzle needle (26), which co-operates with at least one second injection orifice (34) and is guided in a channel that axially penetrates the outer nozzle needle (24), are configured in said module to be axially displaced. The fuel-injection valve also comprises a valve-type valve control module (12), which controls the fluid pressure prevailing in a valve control chamber (36) that is equipped with an input throttle (64) and an output throttle (68). The level of the fluid pressure defines the position of the outer nozzle needle (24) and the inner nozzle needle (26). The outer nozzle needle (24) has at least one transverse channel (46), via which fuel can be conducted from the high-pressure chamber (20) to the periphery and the inner pressure stage (50) of the inner nozzle needle (26).

Description

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.The Invention is based on a fuel injection valve of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 closer defined type.

Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil ist aus der DE 102 05 970 A1 bekannt und dient zur Einspritzung von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff in einen Brennraum einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine.Such a fuel injection valve is out of DE 102 05 970 A1 known and used for injection of fuel under high pressure in a combustion chamber of a motor vehicle internal combustion engine.

Das aus der DE 102 05 970 A1 bekannte Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Gehäuse mit einem Düsenmodul und einem Ventilsteuermodul. Das Ventilsteuermodul ist ventilartig ausgebildet und mittels eines auf ein Ventilschließglied wirkenden Aktuators betätigbar. In Abhängigkeit von der Schaltstellung des Ventilschließglieds ist ein Druckniveau in einem Ventilsteuerraum einstellbar, der an eine Nadeleinheit des Düsenmoduls grenzt. Die Nadeleinheit umfasst eine äußere Düsennadel, die mittels einer Druckfeder in Schließrichtung vorgespannt ist und an dem Gehäuse geführt ist. In der äußeren Düsennadel ist eine innere Düsennadel geführt. Die innere Düsennadel dient zur Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff über innere Einspritzöffnungen und die äußere Düsennadel dient zur Steuerung einer Einspritzung über äußere Einspritzöffnungen, wobei bei einer mittels des Ventilsteuermoduls ausgelösten Druckabsenkung in dem Ventilsteuerraum zunächst die äußere Düsennadel und nachfolgend die innere Düsennadel in Öffnungsstellung verfahren werden. Bei einem nachfolgenden, mittels des Ventilsteuermoduls ausgelösten Druckanstieg in dem Ventilsteuerraum werden die beiden Düsennadeln gleichzeitig in Schließstellung verfahren.That from the DE 102 05 970 A1 known fuel injection valve comprises a housing with a nozzle module and a valve control module. The valve control module is designed like a valve and can be actuated by means of an actuator acting on a valve closure member. Depending on the switching position of the valve closure member, a pressure level in a valve control chamber is adjustable, which adjoins a needle unit of the nozzle module. The needle unit comprises an outer nozzle needle, which is biased by a compression spring in the closing direction and is guided on the housing. In the outer nozzle needle, an inner nozzle needle is guided. The inner nozzle needle serves to control an injection of fuel via inner injection openings and the outer nozzle needle is used to control injection via outer injection openings, wherein at a triggered by the valve control module pressure reduction in the valve control chamber first the outer nozzle needle and subsequently the inner nozzle needle are moved in the open position , In a subsequent, triggered by the valve control module pressure increase in the valve control chamber, the two nozzle needles are moved simultaneously in the closed position.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einer äußeren Düsennadel mit mindestens einem Querkanal, über den Kraftstoff an den Umfang und an eine innere Druckstufe der inneren Düsennadel führbar ist, bietet die Möglichkeit, beim Öffnen der Nadeleinheit zunächst die innere Düsennadel und anschließend die äußere Düsennadel zu öffnen. Durch entsprechende Ausbildung der Druckstufen der inneren und der äußeren Düsennadel können dann optimierte Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten der beiden Düsennadeln erzielt werden. Ferner kann durch dieses Konzept, bei dem die äußere Düsennadel vorzugsweise in einer Hülse geführt ist, die in dem mit dem Kraftstoffzufuhrkanal verbundenen Hochdruckraum angeordnet ist, ein leckagefreies Kraftstoffeinspritzventil mit zwei ineinander geführten Düsennadeln realisiert werden.The Fuel injection valve according to the invention with the features according to the preamble of claim 1 and an outer nozzle needle with at least one cross channel, over the fuel to the periphery and to an internal pressure level of the inner nozzle needle feasible is the possibility of opening the Needle unit first the inner nozzle needle and subsequently the outer nozzle needle to open. By appropriate training of the pressure levels of the inner and outer nozzle needle can then optimized opening and closing speeds the two nozzle needles be achieved. Furthermore, through this concept, where the outer nozzle needle preferably guided in a sleeve, in the high pressure chamber connected to the fuel supply passage is arranged, a leak-free fuel injection valve with two intertwined nozzle needles will be realized.

Das Kraftstoffeinspritzventil nach der Erfindung kann insbesondere Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems sein und zur Einspritzung von unter einem Hochdruck stehenden Kraftstoff in einen Brennraum einer Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dienen. In diesem Falle ist das Kraftstoffeinspritzventil zulaufseitig mit einem Hochdruckspeicher, der so genannten Common-Rail, verbunden, welcher sämtliche Kraftstoffeinspritzventile der betreffenden Brennkraftmaschine mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt.The Fuel injection valve according to the invention may in particular part a common-rail injection system and for the injection of under high pressure fuel into a combustion chamber of a Serve diesel engine of a motor vehicle. In this Case, the fuel injection valve is upstream with a high-pressure accumulator, the so-called common rail, connected, which all Fuel injection valves of the relevant internal combustion engine with supplied under high pressure fuel.

Die getrennte Ansteuerung zweier Reihen von Einspritzöffnungen bzw. Spritzlöchern führt dazu, dass jeweils eine gewisse Anzahl von Spritzlöchern freigegeben und dadurch auch bei kleinen Einspritzmengen ausreichend lange Einspritzdauern bei guter Zerstäubungsqualität gewährleistet werden können. Bei großen Einspritzmengen müssen aber auch keine übermäßig langen Einspritzdauern oder übermäßig hohe Einspritzdrücke in Kauf genommen werden.The separate control of two rows of injection openings or spray holes leads to each released a certain number of spray holes and thereby sufficiently long injection durations even with small injection quantities guaranteed with good atomization quality can be. at huge Injection quantities need but not too long Injections or excessively high Injection pressures be accepted.

Zur präzisen Abstimmung eines auf die innere Druckstufe der inneren Düsennadel wirkenden Kraftstoffdrucks kann der Querkanal der äußeren Düsennadel mit einer Drossel versehen sein.to precise Tuning a to the inner pressure level of the inner nozzle needle acting fuel pressure, the transverse channel of the outer nozzle needle be provided with a throttle.

Um die innere Düsennadel in Schließstellung halten zu können, ist sie zweckmäßigerweise mittels einer Schließfeder in Schließrichtung vorgespannt. Die Schließfeder stützt sich beispielsweise an einer Zwischenplatte eines Gehäuses des Kraftstoffeinspritzventils ab. Entsprechend ist auch die äußere Düsennadel zweckmäßigerweise mittels einer weiteren Schließfeder in Schließrichtung vorgespannt.Around the inner nozzle needle keep in closed position to be able to is it expediently by means of a closing spring in the closing direction biased. The closing spring supports For example, on an intermediate plate of a housing of the Fuel injection valve off. Corresponding is also the outer nozzle needle expediently by means of another closing spring in the closing direction biased.

Um bei einer Unterbrechung eines Einspritzvorganges ein im Wesentlichen gleichzeitiges Schließen der beiden Düsennadeln zu erreichen, ist an der inneren Düsennadel vorteilhafterweise ein Mitnehmer ausgebildet, der auf die äußere Düsennadel wirkt. Der Mitnehmer ist beispielsweise von der inneren Druckstufe gebildet.Around at an interruption of an injection process a substantially simultaneous closing the two nozzle needles it is advantageous to achieve at the inner nozzle needle a driver formed, which acts on the outer nozzle needle. The driver is formed, for example, by the inner pressure stage.

Des Weiteren kann die innere Düsennadel so ausgebildet sein, dass sie im geöffneten Zustand als Drossel für einen Kraftstoffzufluss in den Ventilsteuerraum wirkt und so ein Absenken des Druckniveaus in dem Ventilsteuerraum und damit das Öffnen der äußeren Düsennadel beschleunigt.Of Further, the inner nozzle needle can do so be trained that they are open Condition as throttle for a fuel flow into the valve control chamber acts and so on Lowering the pressure level in the valve control chamber and thus the opening of the outer nozzle needle accelerated.

Zur weiteren Optimierung der Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten der beiden Düsennadeln ist es vorteilhaft, wenn in dem Kraftstoffzufuhrkanal des Einspritzventils eine Kraftstoffdrossel angeordnet ist.to further optimization of the opening and closing speeds the two nozzle needles is it is advantageous if in the fuel supply passage of the injection valve a fuel throttle is arranged.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject to The invention are the description, the drawings and the claims removed.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenOne embodiment a fuel injection valve according to the invention is shown schematically simplified in the drawing and will explained in more detail in the following description. Show it

1 einen ausschnittsweisen, schematischen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer inneren und einer äußeren Düsennadel; 1 a fragmentary, schematic longitudinal section through a fuel injection valve having an inner and an outer nozzle needle;

2 ein Diagramm, das beispeilhaft einen Öffnungsdruck der inneren Düsennadel und der äußeren Düsennadel in Abhängigkeit von dem Durchmesser der inneren Düsennadel darstellt; und 2 a diagram illustrating an opening pressure of the inner nozzle needle and the outer nozzle needle depending on the diameter of the inner nozzle needle; and

3 ein Diagramm, das einen Nadelhub der inneren und der äußeren Düsennadel in Abhängigkeit von einer Ansteuerzeit zeigt. 3 a diagram showing a needle stroke of the inner and outer nozzle needle in response to a drive time.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 10 dargestellt, das Bestandteil eines so genannten Common-Rail-Einspritzsystems ist und zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Dieselbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dient. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 umfasst als wesentliche Baueinheiten ein ventilartig ausgebildetes Ventilsteuermodul 12 und ein Düsenmodul 14. Zwischen dem Düsenmodul 14 und dem Ventilsteuermodul 12 ist eine Drosselplatte 16 angeordnet.In 1 is a fuel injection valve 10 represented, which is part of a so-called common-rail injection system and is used for injection of fuel into a combustion chamber of a diesel engine of a motor vehicle. The fuel injector 10 comprises as essential components a valve-like designed valve control module 12 and a nozzle module 14 , Between the nozzle module 14 and the valve control module 12 is a throttle plate 16 arranged.

Das Düsenmodul 14 ist als so genannte Koaxial-Vario-Düse ausgebildet und weist eine Nadeleinheit 18 auf, die in einem Hochdruckraum 20 eines Düsengehäuses 22 angeordnet ist und eine äußere Düsennadel 24 und eine innere Düsennadel 26 umfasst. Die äußere Düsennadel 24 ist in einer in dem Hochdruckraum 20 angeordneten, zylindrischen Hülse 28 geführt und dient zur Steuerung von äußeren, zu dem Brennraum der Brennkraftmaschine führenden Spritzlöchern bzw. Einspritzöffnungen 32. Die innere Düsennadel 26 ist über einen Bereich 54 vergrößerten Durchmessers in der äußeren Düsennadel 24 geführt und dient zur Steuerung von inneren, ebenfalls zu dem Brennraum der Brennkraftmaschine führenden Spritzlöchern bzw. Einspritzöffnungen 34. Die inneren Spritzlöcher 34 haben jeweils einen geringeren Querschnitt als die äußeren Spritzlöcher 32.The nozzle module 14 is designed as a so-called coaxial vario-nozzle and has a needle unit 18 on that in a high pressure room 20 a nozzle housing 22 is arranged and an outer nozzle needle 24 and an inner nozzle needle 26 includes. The outer nozzle needle 24 is in one in the high pressure room 20 arranged, cylindrical sleeve 28 guided and used to control the outer, leading to the combustion chamber of the internal combustion engine spray holes or injection openings 32 , The inner nozzle needle 26 is over an area 54 enlarged diameter in the outer nozzle needle 24 guided and serves to control internal, also leading to the combustion chamber of the internal combustion engine spray holes or injection openings 34 , The internal spray holes 34 each have a smaller cross section than the outer injection holes 32 ,

Die beiden Düsennadeln 24 und 26 grenzen mit ihren den Spritzlöchern 32 und 34 abgewandten Stirnseiten an einen Ventilsteuerraum 36, der radial von der zylindrischen Hülse 28 und an der den Düsennadeln 24 und 26 abgewandten Seite von der Drosselplatte 16 begrenzt ist. Über den in dem Ventilsteuerraum 36 herrschenden Fluiddruck ist die Lage der beiden Düsennadeln 24 und 26 einstellbar.The two nozzle needles 24 and 26 borders with their spray holes 32 and 34 remote end faces to a valve control room 36 which is radially from the cylindrical sleeve 28 and at the nozzle needles 24 and 26 opposite side of the throttle plate 16 is limited. About in the valve control room 36 prevailing fluid pressure is the location of the two nozzle needles 24 and 26 adjustable.

Des Weiteren ist die äußere Düsennadel 24 mittels einer ersten Schließfeder 38, die sich an der Hülse 28 abstützt und an einem Auflager 40 der äußeren Düsennadel 24 angreift, in Schließrichtung vorgespannt. Die innere Düsennadel 26 ist mittels einer zweiten Schließfeder 42, die sich an der Drosselplatte 16 abstützt und an einem von dem Bereich 54 vergrößerten Durchmessers gebildeten Auflager 44 der inneren Düsennadel 26 angreift, in Schließrichtung vorgespannt.Furthermore, the outer nozzle needle 24 by means of a first closing spring 38 that attach to the sleeve 28 supports and on a support 40 the outer nozzle needle 24 attacks, biased in the closing direction. The inner nozzle needle 26 is by means of a second closing spring 42 that attach to the throttle plate 16 supports and at one of the area 54 enlarged diameter formed supports 44 the inner nozzle needle 26 attacks, biased in the closing direction.

Die äußere Düsennadel 24 weist des Weiteren einen Querkanal 46 auf, der den Hochdruckraum 20 mit einem Ringspalt 48 zwischen der äußeren Düsennadel 24 und dem Umfang der inneren Düsennadel 26 sowie mit einer inneren Druckstufe 50 der inneren Düsennadel 26 verbindet. Die Druckstufe 50 ist von dem Bereich 54 vergrößerten Durchmessers der inneren Düsennadel 26 gebildet. In dem Querkanal 46 ist eine Drossel 52 ausgebildet.The outer nozzle needle 24 also has a transverse channel 46 on top of the high pressure room 20 with an annular gap 48 between the outer nozzle needle 24 and the circumference of the inner nozzle needle 26 as well as with an inner pressure stage 50 the inner nozzle needle 26 combines. The pressure level 50 is from the area 54 enlarged diameter of the inner nozzle needle 26 educated. In the cross channel 46 is a throttle 52 educated.

Ferner weist die äußere Düsennadel 24 an ihrer dem Ventilsteuerraum 36 abgewandten Stirnseite einen Doppelsitz 56 auf, mittels dessen die äußeren Spritzlöcher 32 verschließbar sind. An dieser Seite ist die äußere Düsennadel 24 auch mit einer äußeren Druckstufe 58 versehen.Furthermore, the outer nozzle needle 24 at her the valve control room 36 facing away from a double seat 56 on, by means of which the outer injection holes 32 are closable. On this side is the outer nozzle needle 24 also with an external pressure stage 58 Mistake.

Die Drosselplatte 16 weist eine Kraftstoffdrossel 60 auf, die dem ein zu dem Hochdruckraum 20 führenden Kraftstoffzufuhrkanal 62 zugeordnet ist, eine zwischen dem Kraftstoffzufuhrkanal 62 und dem Ventilsteuerraum 36 angeordnete, so genannte Zulaufdrossel 64, eine zwischen dem Ventilsteuerraum 36 und einem Ventilraum 66 des Düsenmoduls 12 angeordnete, so genannte Ablaufdrossel 68 sowie ein Bypass-Kanal 70 auf, die über einen Kanal 72 mit dem Kraftstoffzufuhrkanal 62 verbunden ist und ebenfalls zu dem Ventilsteuerraum 66 führt.The throttle plate 16 has a fuel throttle 60 on, the one to the high pressure room 20 leading fuel supply channel 62 is assigned, one between the fuel supply channel 62 and the valve control room 36 arranged, so-called inlet throttle 64 , one between the valve control room 36 and a valve room 66 of the nozzle module 12 arranged, so-called outlet throttle 68 as well as a bypass channel 70 on that over a canal 72 with the fuel supply channel 62 is connected and also to the valve control room 66 leads.

Die Zulaufdrossel 64 ist mittig in der Drosselplatte 16 angeordnet, wohingegen die Ablaufdrossel 68 exzentrisch angeordnet ist.The inlet throttle 64 is centered in the throttle plate 16 arranged, whereas the outlet throttle 68 is arranged eccentrically.

In dem Ventilraum 66 des Ventilsteuermoduls 12 ist ein Ventilschließglied 74 angeordnet, das mittels eines hier nicht näher dargestellten, vorzugsweise piezoelektrischen Aktors steuerbar ist. Das Ventilschließglied 74 ist mittels einer Vorspannfeder 76 in Schließrichtung vorgespannt.In the valve room 66 of the valve control module 12 is a valve closure member 74 arranged, which is controllable by means of a not shown here, preferably piezoelectric actuator. The valve closure member 74 is by means of a biasing spring 76 biased in the closing direction.

Ein Zulauf von Kraftstoff zu den Spritzlöchern 34 erfolgt von dem Kraftstoffzufuhrkanal 62 über die Kraftstoffdrossel 60, an der Hülse 28 vorbei in den Hochdruckraum 20 und dann durch den Querkanal 46 bzw. die Drossel 52 an die Außenseite der inneren Düsennadel 26 und von dort bei geöffneter innerer Düsennadel 26 zu den Spritzlöchern 34.An inflow of fuel to the spray holes 34 takes place from the fuel supply channel 62 over the fuel throttle 60 , on the sleeve 28 over in the high pressure room 20 and then through the cross channel 46 or the throttle 52 to the outside of the inner nozzle needle 26 and from there with open inner needle 26 to the spray holes 34 ,

Die innere Düsennadel 26 und die äußere Düsennadel 24 sind durch die jeweils zugeordnete Schließfeder 42 bzw. 38 sowie durch die hydraulischen Druckverhältnisse bei nicht angesteuertem piezoelektrischen Aktuator in Schließstellung gehalten. Die Druckflächen der inneren Düsennadel 26 und der äußeren Düsennadel 24, d. h. die den Spritzlöchern 32 und 34 abgewandten Stirnflächen der beiden Düsennadeln 24 und 26 sowie die innere Druckstufe 50 der inneren Düsennadel 26 und die äußere Druckstufe 58 der äußeren Düsennadel 24 sind so abgestimmt, dass der in dem Ventilsteuerraum 36 herrschende Öffnungsdruck für die innere Düsennadel 26 größer ist als der in dem Ventilsteuerraum 36 herrschende Öffnungsdruck für die äußere Düsennadel 24, was anhand 2 beispielhaft dargestellt ist.The inner nozzle needle 26 and the outer nozzle needle 24 are by the respectively associated closing spring 42 respectively. 38 and held in the closed position by the hydraulic pressure ratios when not driven piezoelectric actuator. The pressure surfaces of the inner nozzle needle 26 and the outer nozzle needle 24 ie the spray holes 32 and 34 opposite end faces of the two nozzle needles 24 and 26 as well as the inner pressure level 50 the inner nozzle needle 26 and the outer pressure stage 58 the outer nozzle needle 24 are tuned to that in the valve control room 36 prevailing opening pressure for the inner nozzle needle 26 greater than that in the valve control room 36 prevailing opening pressure for the outer nozzle needle 24 what's up 2 is shown by way of example.

2 zeigt anhand einer gestrichelten Kurve für die innere Düsennadel 26 und anhand einer durchgezogenen Kurve für die äußere Düsennadel 24 einen Öffnungsdruck p, der zum Öffnen der inneren Düsennadel 26 und der äußeren Düsennadel 24 in dem Ventilsteuerraum 36 herrschen muss, wobei der Öffnungsdruck p in Abhängigkeit von dem Durchmesser D der inneren Düsennadel 26 dargestellt ist. Beispielsweise hat die innere Düsennadel 26 einen Sitzdurchmesser von 1,3 mm, die äußere Düsennadel 24 einen Sitzdurchmesser von 1,8 mm, die Außennadel einen Durchmesser von 4 mm, wobei in der Kraftstoffzufuhrleitung 62 ein Raildruck von 1 kbar bereitgestellt wird und in dem betreffenden Brennraum ein Druck von 50 bar herrscht. Unter diesen Bedingungen muss die innere Düsennadel 26 einen Durchmesser von mehr als 2,45 mm haben, um zu erreichen, dass die innere Düsennadel 26 vor der äußeren Düsennadel 24 öffnet. Dies bedeutet, dass erst ab diesem Durchmesser D der inneren Düsennadel 26 der Öffnungsdruck der inneren Düsennadel 26 größer ist als der Öffnungsdruck der äußeren Düsennadel 24. 2 shows by a dashed curve for the inner nozzle needle 26 and a solid curve for the outer nozzle needle 24 an opening pressure p, which is for opening the inner nozzle needle 26 and the outer nozzle needle 24 in the valve control room 36 must prevail, the opening pressure p as a function of the diameter D of the inner nozzle needle 26 is shown. For example, the inner nozzle needle has 26 a seat diameter of 1.3 mm, the outer nozzle needle 24 a seat diameter of 1.8 mm, the outer needle has a diameter of 4 mm, being in the fuel supply line 62 a rail pressure of 1 kbar is provided and in the respective combustion chamber, a pressure of 50 bar prevails. Under these conditions, the inner nozzle needle 26 have a diameter of more than 2.45 mm, in order to achieve that the inner nozzle needle 26 in front of the outer nozzle needle 24 opens. This means that only from this diameter D of the inner nozzle needle 26 the opening pressure of the inner nozzle needle 26 greater than the opening pressure of the outer nozzle needle 24 ,

3 zeigt für ein Kraftstoffeinspritzventil der in 1 dargestellten Art eine Simulation eines Hubs H für eine innere Düsennadel anhand einer Kurve X und eines Hubs H für eine äußere Düsennadel anhand einer Kurve Y jeweils in Abhängigkeit von einer Ansteuerzeit des piezoelektrischen Aktors. 3 shows for a fuel injection valve of in 1 shown a simulation of a stroke H for an inner nozzle needle based on a curve X and a stroke H for an outer nozzle needle on the basis of a curve Y respectively as a function of a drive time of the piezoelectric actuator.

Dem in 3 dargestellten Diagramms ist zu entnehmen, dass die innere Düsennadel zu einem früheren Zeitpunkt als die äußere Düsennadel öffnet, so dass über die jeweils zu geordneten Spritzlöcher 32 bzw. 34 Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine in gestufter Weise eingespritzt werden kann.The in 3 shown diagram, it can be seen that the inner nozzle needle opens at an earlier date than the outer nozzle needle, so that on the respectively to-order spray holes 32 respectively. 34 Fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine in a stepped manner.

Das in 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 10 arbeitet in nachfolgend beschriebener Weise.This in 1 illustrated fuel injection valve 10 works in the manner described below.

Im Ausgangszustand ist der piezoelektrische Aktor in einem unbestromten Zustand, so dass sich das Ventilschließglied 74 in Schließstellung befindet und in dem Ventilsteuerraum 36 Raildruck herrscht.In the initial state, the piezoelectric actuator is in a de-energized state, so that the valve closing member 74 is in the closed position and in the valve control room 36 Rail pressure prevails.

Bei einem Ansteuern des piezoelektrischen Aktors wird das Ventilschließglied 74 in Öffnungsstellung verfahren, so dass der Fluiddruck in dem Ventilsteuerraum 36 über die Ablaufdrossel 68 absenkt wird. Wenn der in dem Ventilsteuerraum 36 herrschende Fluiddruck auf den zum Öffnen der inneren Düsennadel 26 erforderlichen Öffnungsdruck abgesunken ist, öffnet letztere. Zunächst fällt dann der Druck in dem Ventilsteuerraum 36 nicht wesentlich weiter ab. Der Gesamthub der inneren Düsennadel 26 beträgt beispielsweise 0,2 mm, wobei die Drosselplatte 16 einen Anschlag bildet. Nach Zurücklegen ihres Gesamthubes schlägt die innere Düsennadel an der Drosselplatte 18 an, worauf die innere Düsennadel 26 den Zulauf von Kraftstoff über die Zulaufdrossel 64 in den Ventilsteuerraum 36 weitgehend abdrosselt. Dies bewirkt, dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 36 weiter absinkt, so dass der zum Öffnen der äußeren Düsennadel 24 erforderliche Öffnungsdruck unterschritten wird. Damit öffnet auch die äußere Düsennadel 24, so dass auch Kraftstoff über die äußeren Spritzlöcher 32 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.When driving the piezoelectric actuator, the valve closing member 74 moved in the open position, so that the fluid pressure in the valve control chamber 36 over the outlet throttle 68 is lowered. When in the valve control room 36 prevailing fluid pressure on the opening of the inner nozzle needle 26 required opening pressure has dropped, opens the latter. First, then drops the pressure in the valve control room 36 not much further off. The total stroke of the inner nozzle needle 26 is for example 0.2 mm, the throttle plate 16 makes a stop. After covering their total stroke, the inner nozzle needle beats against the throttle plate 18 to what the inner nozzle needle 26 the supply of fuel via the inlet throttle 64 in the valve control room 36 largely throttled. This causes the pressure in the valve control room 36 continues to drop, allowing the opening of the outer nozzle needle 24 required opening pressure is fallen below. This also opens the outer nozzle needle 24 so that too fuel over the outer spray holes 32 is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Wenn eine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum beendet werden soll, wird das Ventilschließglied 74 mittels des piezoelektrischen Aktors in Schließstellung verfahren, so dass der Druck in dem Ventilsteuerraum 36 wieder auf den Raildruck ansteigt. Zu diesem Zeitpunkt ist der in dem Hochdruckraum 20 herrschende Druck aufgrund der Drosselung mittels der Kraftstoffdrossel 60 geringer als der Raildruck. Durch die unterschiedlichen Druckniveaus in dem Ventilraum 36 und dem Hochdruckraum 20 wird eine schließende Kraft auf beide Nadeln ausgeübt. Dadurch, dass die Druckstufe 50 als Mitnehmer wirkt, schließen die innere Düsennadel 26 und die äußere Düsennadel 24 im Wesentlichen gleichzeitig.When an injection of fuel into the combustion chamber is to be terminated, the valve closing member is 74 moved by the piezoelectric actuator in the closed position, so that the pressure in the valve control chamber 36 rises again to the rail pressure. At this time, he is in the high pressure room 20 prevailing pressure due to throttling by means of the fuel throttle 60 less than the rail pressure. Due to the different pressure levels in the valve chamber 36 and the high pressure room 20 a closing force is exerted on both needles. Because of the pressure level 50 acts as a driver, close the inner nozzle needle 26 and the outer nozzle needle 24 essentially at the same time.

Wenn nur die innere Düsennadel 26 geöffnet werden soll, wird der piezoelektrische Aktor in eine Zwischenstellung verfahren, wodurch aufgrund der Wirkung des über den Bypass-Kanal in den Ventilraum 66 strömenden Kraftstoffs der Druck in dem Ventilsteuerraum 36 nicht soweit absinkt, dass die äußere Düsennadel 24 öffnet. Auch kann ein Öffnen der äußeren Düsennadel 24 durch eine Mehrfachbestromung des piezoelektrischen Aktors verhindert werden.If only the inner nozzle needle 26 is to be opened, the piezoelectric actuator is moved to an intermediate position, which due to the effect of the bypass channel in the valve chamber 66 flowing fuel, the pressure in the valve control chamber 36 not so far drops that the outer nozzle needle 24 opens. Also, opening the outer nozzle needle 24 by a multiple be Stromung of the piezoelectric actuator can be prevented.

Claims (6)

Kraftstoffeinspritzventil, mit einem Düsenmodul (12), in dem eine äußere, mit mindestens einer ersten Einspritzöffnung (32) zusammenwirkende Düsennadel (24), die von einem mit einem Kraftstoffzufuhrkanal (62) verbundenen Hochdruckraum (20) umgeben ist, und eine innere, mit mindestens einer zweiten Einspritzöffnung (34) zusammenwirkende, in einem die äußere Düsennadel (24) axial durchgreifenden Kanal geführte Düsennadel (26) axial verschieblich geführt sind, und mit einem ventilartig ausgeführten Ventilsteuermodul (12), das einen Fluiddruck steuert, der in einem mit einer Zulaufdrossel (64) und einer Ablaufdrossel (68) versehenen Ventilsteuerraum (36) herrscht und dessen Niveau die Lage der äußeren Düsennadel (24) und der inneren Düsennadel (26) festlegt, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (24) mindestens einen Querkanal (46) hat, über den Kraftstoff aus dem Hochdruckraum (20) an den Umfang und eine innere Druckstufe (50) der inneren Düsennadel (26) führbar ist.Fuel injection valve, with a nozzle module ( 12 ), in which an outer, with at least one first injection opening ( 32 ) cooperating nozzle needle ( 24 ) connected by a fuel supply channel ( 62 ) associated high-pressure space ( 20 ), and an inner, with at least one second injection opening ( 34 ) cooperating, in one the outer nozzle needle ( 24 ) axially-passing channel guided nozzle needle ( 26 ) are axially displaceably guided, and with a valved valve control module ( 12 ), which controls a fluid pressure in one with an inlet throttle ( 64 ) and an outlet throttle ( 68 ) provided valve control room ( 36 ) and whose level is the position of the outer nozzle needle ( 24 ) and the inner nozzle needle ( 26 ), characterized in that the outer nozzle needle ( 24 ) at least one transverse channel ( 46 ), via the fuel from the high-pressure chamber ( 20 ) at the periphery and an internal pressure stage ( 50 ) of the inner nozzle needle ( 26 ) is feasible. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkanal (46) eine Drossel (52) aufweist.Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the transverse channel ( 46 ) a throttle ( 52 ) having. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Düsennadel (26) mittels einer Schließfeder (42) in Schließrichtung vorgespannt ist.Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the inner nozzle needle ( 26 ) by means of a closing spring ( 42 ) is biased in the closing direction. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Druckstufe (50) der inneren Düsennadel (26) als Mitnehmer für die äußere Düsennadel (24) dient.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the internal pressure stage ( 50 ) of the inner nozzle needle ( 26 ) as a driver for the outer nozzle needle ( 24 ) serves. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Düsennadel (26) im geöffneten Zustand als Drossel für einen Kraftstoffzufluss in den Ventilsteuerraum (36) wirkt.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner nozzle needle ( 26 ) in the open state as a throttle for a fuel flow into the valve control chamber ( 36 ) acts. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kraftstoffzufuhrkanal (62) eine Kraftstoffdrossel (60) angeordnet ist.Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the fuel supply channel ( 62 ) a fuel throttle ( 60 ) is arranged.
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