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Die
Erfindung betrifft einen Common-Rail-Injektor zum Einspritzen von
Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem
Injektorgehäuse,
das einen Kraftstoffzulauf aufweist, der mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher
außerhalb
des Injektorgehäuses
und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses in
Verbindung steht, aus dem in Abhängigkeit
von der Stellung eines 3/2-Wegeventils
mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff eingespritzt wird.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 29 415 A1 ist ein druckübersetzter
Kraftstoffinjektor bekannt, der über
einen Hochdruckspeicherraum mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgt
wird. Vom Innenraum des Hochdruckspeicherraums erstreckt sich eine
Zuleitung zu einem Druckübersetzer,
der in den Kraftstoffinjektor integriert ist. Der Druckübersetzer
ist von einem Injektorkörper
des Kraftstoffinjektors umschlossen. Der Kraftstoffinjektor umfasst
ferner ein Zumessventil, das als 3/2-Wege-ventil ausgebildet ist.
Das Zumessventil kann sowohl als Magnetventil ausgebildet sein als
auch über
einen Piezoaktor betätigt
werden. Daneben kann das Zumessventil auch als Servoventil oder
als direkt schaltendes Ventil ausgebildet sein. Die Steuerung bekannter
Common-Rail-Injektoren erfolgt meist mit Servoventilen oder Magnetventilen, die
teuer und toleranzempfindlich sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Common-Rail-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff
in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, das
einen Kraftstoffzulauf aufweist, der mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher außerhalb
des Injektorgehäuses
und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses in
Verbindung steht, aus dem in Abhängigkeit
von der Stellung eines 3/2-Wegeventils mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff
eingespritzt wird, zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und auch
bei hohen Drücken zuverlässig arbeitet.
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Darstellung
der Erfindung
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Die
Aufgabe ist bei einem Common-Rail-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff
in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, das
einen Kraftstoffzulauf aufweist, der mit einer zentralen Kraftstoffhochdruckquelle
beziehungsweise einem Kraftstoffhochdruckspeicher außerhalb
des Injektorgehäuses
und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses in
Verbindung steht, aus dem in Abhängigkeit
von der Stellung eines Steuerventils, insbesondere eines 3/2-Wegeventils,
mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff eingespritzt wird, dadurch
gelöst,
dass das Steuerventil, insbesondere das 3/2-Wegeventil, einen in
dem Injektorgehäuse
zwischen einer Ruhestellung und einer Einspritzstellung hin und
her bewegbaren Ventilkolben umfasst, der hydraulisch mit einem Piezoaktor
gekoppelt ist, der mit dem Druck aus der Kraftstoffhochdruckquelle
beaufschlagt ist. Der Piezoaktor ist dabei sowohl axial wie auch
radial beziehungsweise quer mit Druck beaufschlagt. Der Piezoaktor dient
zur Betätigung
des Ventilkolbens. Durch den Wegfall der bei Servoventilen anfallenden
Steuermenge wird der Wirkungsgrad des Injektors verbessert. Die
notwendige axiale Vorspannkraft für den Piezoaktor wird zumindest
teilweise hydraulisch erzeugt. Dadurch müssen im Injektor keine großen Federkräfte realisiert
werden, wodurch sich Bauraumvorteile und Kostenvorteile ergeben.
Durch die sehr schnelle Schaltgeschwindigkeit des Ventils mit Piezoaktor
kann das Toleranzverhalten des Injektors verbessert werden. Zudem
wird die Kleinstmengenfähigkeit
(Voreinspritzmengen) sichergestellt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Injektorgehäuse einen mit dem Druck aus dem
Kraftstoffhochdruckspeicher beaufschlagten hydraulischen Kopplungsraum
umfasst, über
den der Piezoaktor hydraulisch mit dem Ventilkolben gekoppelt ist.
An dem Piezoaktor kann zum Beispiel ein im Wesentlichen kreiszylinderförmiger Kopf
aus Metall angebracht sein, dessen Stirnseite den hydraulischen
Kopplungsraum begrenzt. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der
hydraulische Kopplungsraum vorzugsweise durch eine Stirnseite des
Ventilkolbens begrenzt.
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Der
hydraulische Kopplungsraum dient dazu, Volumenausdehnungen des Piezoaktors
aufgrund von Temperaturschwankungen im Betrieb auszugleichen. Zusätzlich kann
damit eine Kraft/Weg-Übersetzung
zwischen Piezoaktor und Ventilkolben realisiert werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes
Ende des Ventilkolbens den hydraulischen Kopplungsraum begrenzt
und ein zweites Ende des Ventilkolbens in einen Ventilsteuerraum
ragt, der in der Einspritzstellung des Ventilkolbens mit einem Kraftstoffrücklauf in
Verbindung steht, und der in der Ruhestellung des Ventilkolbens
mit dem Druck aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher beaufschlagt ist.
Der Kraftstoffrücklauf
kann zum Beispiel mit einem Kraftstofftank in Verbindung stehen und
ermöglicht
einen schnellen Druckabbau in dem Ventilsteuerraum. In der Ruhestellung
des Ventilkolbens wird der Injektor, zumindest teilweise, über den Ventilsteuerraum
mit Kraftstoff gefüllt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem
Ventilkolben eine erste Dichtkante, die in der Ruhestellung des
Ventilkolbens eine Verbindung zwischen dem Ventilsteuerraum und dem
Kraftstoffrücklauf
unterbricht, und eine zweite Dichtkante ausgebildet ist, die in
der Einspritzstellung des Ventilkolbens eine Verbindung zwischen
dem Kraftstoffhochdruckspeicher und dem Ventilsteuerraum unterbricht.
In der Ruhestellung des Ventilkolbens ist der Injektor nicht aktiviert,
das heißt,
es findet keine Einspritzung statt. In der Einspritzstellung des Ventilkolbens
wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff aus dem Injektor in
den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem
ersten Ende des Ventilkolbens ein Ventilkolbenführungsabschnitt ausgebildet
ist, dessen Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser der ersten
Dichtkante ist. Dadurch wird in der Ruhestellung des Ventilkolbens
eine kleine hydraulische Anpresskraft erzeugt, die eine dichte Anlage
der ersten Dichtkante an ihrem zugehörigen Ventilsitz gewährleistet,
der an dem Injektorgehäuse
vorgesehen sein kann.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser
der zweiten Dichtkante etwas kleiner als der Durchmesser des Ventilkolbenführungsabschnitts
ist. Dadurch wird in der Einspritzstellung des Ventilkolbens eine
kleine hydraulische Anpresskraft erzeugt, die eine dichte Anlage
der zweiten Dichtkante an ihrem zugehörigen Ventilsitz gewährleistet,
der an dem Injektorgehäuse vorgesehen
sein kann.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben
einteilig ausgebildet ist. Die einteilige Ausführung hat den Vorteil, dass beide
Dichtkanten durch den Ventilkolbenführungsabschnitt geführt werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben
mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist. Die mehrteilige
Ausführung
liefert fertigungstechnische Vorteile, besonders in Verbindung mit
einem mehrteiligen Ventilkörper.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsteuerraum
mit einem Ventilgliedsteuerraum in Verbindung steht. Als Ventilglied werden
bevorzugt Düsennadeln
eingesetzt, deren Spitze mit Hilfe einer vorgespannten Düsenfeder
gegen einen entsprechend ausgebildeten Düsennadelsitz gedrückt wird.
Wenn der Druck in dem Ventilsteuerraum über das 3/2-Wegeventil abgebaut
wird, dann hebt die Spitze der Düsennadel
von ihrem Sitz ab und Kraftstoff wird durch Spritzlöcher in
den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Common-Rail-Injektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsteuerraum
mit einem Druckverstärkersteuerraum
in Verbindung steht. Der Druckverstärkersteuerraum dient zur Steuerung
eines Druckverstärkerkolbens
der in dem Injektorgehäuse
hin und her bewegbar aufgenommen sein kann.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind.
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Zeichnung
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Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt
durch den Injektor mit einem Druckverstärker und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
im Längsschnitt
durch den Injektor ohne Druckverstärker.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
ein Längsschnitt
durch einen Common-Rail-Injektor 1 dargestellt,
der über
einen nur schematisch angedeuteten Hochdruckspeicherraum 2 (Common-Rail)
mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgt wird. Vom Innenraum
des Hochdruckspeicherraums 2 erstreckt sich eine Kraftstoffzuleitung 3, 4 zu
einem Druckübersetzer 5,
der in den Kraftstoffinjektor 1 integriert ist. Der Druckübersetzer 5 ist
von einem Injektorgehäuse 6 umschlossen.
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Das
Injektorgehäuse 6 umfasst
einen Injektorkörper 7 und
einen Düsenkörper 8,
der eine zentrale Führungsbohrung 9 aufweist.
In der Führungsbohrung 9 ist
eine Düsennadel 10 hin
und her bewegbar geführt.
Die Düsennadel 10 weist
eine Spitze 11 auf, an der eine Dichtfläche ausgebildet ist, die mit
einem Dichtsitz zusammenwirkt, der an dem Düsenkörper 8 ausgebildet
ist. Wenn sich die Spitze 11 der Düsennadel 10 mit ihrer
Dichtfläche
in Anlage an dem Dichtsitz befindet, sind mehrere Spritzlöcher 12, 13 in
dem Düsenkörper 8 verschlossen.
Wenn die Düsennadelspitze 11 von
ihrem Sitz abhebt, wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff
durch die Spritzlöcher 12, 13 in
den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
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An
der Düsennadel 10 ist
eine Druckschulter 14 ausgebildet, die in einem Druckraum 15 in
dem Düsenkörper 8 angeordnet
ist. Die Düsennadel 10 ist durch
eine Düsenfeder 16 mit
ihrer Spitze 11 gegen den zugehörigen Düsennadelsitz vorgespannt. Die Düsenfeder 16 ist
in einem Düsenfederraum 17 aufgenommen,
der in dem Injektorkörper 7 ausgespart ist.
Der Düsenfederraum 17 steht über einen
Verbindungskanal 18, in dem eine Drossel 19 angeordnet ist,
mit einen Druckverstärkersteuerraum 23 in
Verbindung. Außerdem
steht der Düsenfederraum 17 über einen
Verbindungskanal 20, in dem eine Drossel 21 vorgesehen
ist, mit einem Druckverstärkerraum 22 in
Verbindung.
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Der
Druckverstärkerraum 22 wird
von einem Abschnitt einer zentralen Bohrung in dem Injektorkörper 7 gebildet,
in der ein Ende 24 eines Druckverstärkerkolbens 25 hin
und her bewegbar aufgenommen ist. Das Ende 24 des Druckverstärkerkolbens 25 hat die
Gestalt eines Kreiszylinders, der einen kleineren Durchmesser aufweist
als der anschließende
Teil des Druckverstärkerkolbens 25.
Das andere Ende des Druckverstärkerkolbens 25 ragt
in einen Druckverstärkerarbeitsraum 26,
der über
die Kraftstoffzuleitung 3, 4 mit dem Kraftstoffhochdruckspeicherraum 2 in
Verbindung steht. In dem Druckverstärker arbeitsraum 26 ist
eine Druckverstärkerfeder 27 angeordnet,
mit deren Hilfe der Druckverstärkerkolben 25 in Richtung
von der Düsennadel 10 weg
vorgespannt ist.
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Der
Druckverstärkerraum 22 steht über einen
Verbindungskanal 28 mit dem Druckraum 15 in dem
Düsenkörper 8 in
Verbindung. Der Druckverstärkersteuerraum 23 steht über einen
Verbindungskanal 29 mit einem Ventilsteuerraum 30 in
Verbindung, der in einem Ventilkörper 31 ausgespart
ist. Zwischen dem Ventilkörper 31 und
dem Injektorkörper 7 ist
ein Zwischenstück 32 angeordnet,
in dem ein zentraler Verbindungskanal 33 ausgespart ist.
Der Verbindungskanal 33 schafft eine Verbindung zwischen Druckverstärkerarbeitsraum 26 und
dem Ventilsteuerraum 30.
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Der
Ventilsteuerraum 30 wird von einem Abschnitt einer zentralen
Bohrung gebildet, die in dem Ventilkörper 31 ausgespart
ist. Der Ventilsteuerraum 30 hat einen größeren Durchmesser
als der dem Zwischenstück 32 abgewandte
Abschnitt der Bohrung. In der zentralen Bohrung des Ventilkörpers 31 ist
ein Ventilkolben 34 hin und her bewegbar aufgenommen. Der
Ventilkolben 34 weist einen Ventilkolbenführungsabschnitt 35 auf,
der in der zentralen Bohrung des Ventilkörpers 31 geführt ist.
An dem dem Ventilkolbenführungsabschnitt 35 abgewandten Ende
des Ventilkolbens 34 ist eine erste Dichtkante 36 ausgebildet,
die an einem Dichtsitz anliegt, der an dem Ventilkörper 31 ausgebildet
ist. An der dem Ventilkolbenführungsabschnitt 35 abgewandten
Stirnseite des Ventilkolbens 34 ist eine zweite Dichtkante 37 ausgebildet,
die an dem Zwischenstück 32 in
Anlage kommen kann. Zwischen dem Ventilkolbenführungsabschnitt 35 und
der ersten Dichtkante 36 ist in dem Ventilkörper 31 ein
Rücklaufkanal 38 vorgesehen, der
mit einem (nicht dargestellten) Kraftstofftank in Verbindung steht.
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An
den Ventilkörper 31 schließt ein Piezoaktorkörper 39 an,
der durch einen Deckel 40 verschlossen ist. Der Deckel 40,
der Piezoaktorkörper 39,
der Ventilkörper 31,
das Zwischenstück 32,
der Injektorkörper 7 und
der Düsenkörper 8 bilden
zusammen das Injektorgehäuse 6.
In dem Piezoaktorkörper 39 ist
ein zentraler Piezoaktorraum 41 ausgespart, der über einen
Verbindungskanal 42 mit der Kraftstoffzuleitung 3 und
somit mit dem Hochdruckspeicherraum 2 in Verbindung steht.
In dem mit Hochdruck beaufschlagten Piezoaktorraum 41 ist
ein Piezoaktor 43 angeordnet, der einen Piezoaktorkopf 44 aus
Metall mit einer freien Stirnseite 45 aufweist. An dem
Piezoaktorkopf 44 ist ein Bund 46 ausgebildet.
Zwischen dem Bund 46 und einer Piezoaktorhülse 48 ist
eine Piezoaktorfeder 47 eingespannt. Der Piezoaktorkopf 44 ist
relativ zu der Piezoaktorhülse 48 in
axialer Richtung verschiebbar. An der Piezoaktorhülse 48 ist
eine Dichtkante ausgebildet, die an dem Ventilkörper 31 anliegt. Im
Inneren der Piezoaktorhülse 48 ist
zwischen der Stirnseite 45 des Piezoaktorkopfs 44 und
der freien Stirnseite des Ventilkolbenführungsabschnitts 35 des
Ventilkolbens 34 ein hydraulischer Kopplungsraum 41 ausgebildet,
der mit Hochdruck aus dem Hochdruckspeicherraum 2 beaufschlagt
ist.
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In 1 ist
der Common-Rail-Injektor 1 in seinem deaktivierten Zustand
dargestellt. Der Ventilkolben 34 befindet sich in seiner
Ruhestellung. Dabei befindet sich die erste Dichtkante 36 in
Anlage an dem zugehörigen
Dichtsitz, der an dem Ventilkörper 31 ausgebildet
ist. In dem hydraulischen Kopplungsraum 49 steht Raildruck
an. Das wird durch eine geeignete Auslegung der Dichtspalte sichergestellt.
Die Bauteile sind im Führungsbereich
beider Kopplerkolben so ausgebildet, dass sie auch von außen mit Hochdruck
beaufschlagt sind. Dadurch wird eine funktionsbeeinträchtigende
Aufweitung der Dichtspalte durch den Kopplerraumdruck vermieden. Alternativ
könnte
die Befüllung
des Kopplerraumes auch durch eine entsprechend kleine Drossel erfolgen.
Der Ventilsteuerraum 30 ist über die Kraftstoffzuleitungen 3, 4,
den Druckverstärkerarbeitsraum 26 und
den Verbindungskanal 33 ebenfalls mit dem Raildruck aus
dem Hochdruckspeicherraum 2 beaufschlagt. Der Druckverstärkersteuerraum 23 ist über den
Verbindungskanal 29 ebenfalls mit dem Raildruck beaufschlagt.
In dem Druckverstärkerraum 22, dem
Düsenfilterraum 17 und
dem Druckraum 15 herrscht ebenfalls Raildruck.
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Zur
Aktivierung des Common-Rail-Injektors 1 wird der Piezoaktor 43 über elektrische
Leitungen 51, 52 bestromt und dehnt sich aus.
Die Ausdehnung des Piezoaktors 43 führt über den Piezoaktorkopf 44 zu
einer Druckzunahme in dem hydraulischen Kopplungsraum 49.
Diese Druckzunahme führt
zu einer axialen Bewegung des Ventilkolbens 34 nach unten, das
heißt
zur Düsennadel 10 hin.
Der Ventilkolben 34 bewegt sich dabei solange nach unten,
bis die zweite Dichtkante 37 an dem Zwischenstück 32 zur
Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal 33 und
dem Ventilsteuerraum 30 unterbricht. Gleichzeitig hebt
die erste Dichtkante 36 von ihrem Dichtsitz an dem Ventilkörper 31 ab
und öffnet eine
Verbindung zu dem Ventilsteuerraum 30 und dem Rücklaufkanal 38.
Der Ventilkolben 34 befindet sich dann in seiner (nicht
dargestellten) Einspritzstellung. Der Ventilsteuerraum 30 wird
aufgrund der Verbindung mit dem Rücklaufkanal 38 druckentlastet. Über den
Verbindungskanal 29 zwischen dem Ventilsteuerraum 30 und
dem Druckverstärkersteuerraum 23 wird
der letztgenannte ebenfalls druckentlastet. Da der Druckverstärkerarbeitsraum 26 über die
Kraftstoffzuleitungen 3, 4 nach wie vor mit dem
Raildruck aus dem Hochdruckspeicherraum 2 beaufschlagt
ist, bewegt sich der Druckverstärkerkolben 25 nach
unten, das heißt
zur Düsennadel 10 hin,
wodurch der Kraftstoff in dem Druckverstärkerraum 22 komprimiert
wird. Diese Druckerhöhung
wirkt sich über
den Verbindungskanal 28 auch in dem Druckraum 15 aus.
Das wiederum führt
dazu, dass die Düsennadel 10 von
ihrem Sitz abhebt und Kraftstoff eingespritzt wird.
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Durch
die optimierte konstruktive Auslegung mit dem Piezoaktor 43 im
Raildruck, mit dem Raildruck in dem hydraulischen Kopplungsraum 49 und geeigneten
Druckflächen
an dem Ventilkolben 34 wird eine sehr einfache und kostengünstige Gesamtkonstruktion
erreicht. Die notwendige axiale Vorspannkraft für den Piezoaktor 43 wird
hauptsächlich hydraulisch
erzeugt. Der 3/2-Ventilkolben 34 wird direkt von dem Piezoaktor 43 gesteuert.
Der hydraulische Kopp lungsraum 49 ist zum Ausgleich von
Temperaturausdehnungen und zur Kraft/Weg-Übersetzung vorgesehen. Der
Ventilkolben 34 ist nahezu vollständig druckausgeglichen ausgeführt. Dies
wird dadurch erreicht, dass am Ventilkolben eine Druckfläche X ausgebildet
ist, die ständig
mit Hochdruck aus dem Injektorzulauf beaufschlagt ist. Dadurch wird
nur eine kleine Aktorkraft zum Bewegen des Ventils notwendig und
es kann ein kleiner und kostengünstiger
Piezoaktor verwendet werden. Der Ventilaufbau mit dem Ventilkörper 31 und
dem Zwischenstück 32 in
Verbindung mit dem einteiligen Ventilkolben 34 mit Flachsitz
erlaubt eine einfache Fertigbarkeit.
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Der
Ventilkolben 34 kann auch vollständig druckausgeglichen ausgeführt sein.
In diesem Fall müssen
die notwendigen Schließkräfte zur
Sicherstellung der Dichtheit der Ventilsitze durch vorgespannte
Federn beziehungsweise den Aktor bereitgestellt werden.
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Der
Ventilkolben 34 kann auch als mehrteiliger Kolbenverbund
ausgeführt
werden, wobei die beiden Steuerkanten in einem Bauteil und der Kolbenabschnitt,
der den Kopplerraum begrenzt, in einem weiteren Bauteil angeordnet
ist. Dadurch kann auch der Ventilkörper mehrteilig ausgebildet
sein. Dies bietet Vorteile bei der Fertigung sehr kleiner Ventilgeometrien.
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In 2 ist
ein Common-Rail-Injektor 1 ohne Druckverstärker dargestellt.
Der in 2 dargestellte Common-Rail-Injektor 1 umfasst
den gleichen Piezoaktorkörper,
den gleichen Injektorkörper
und das gleiche Zwischenstück
wie der in 1 dargestellte Common-Rail-Injektor.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Um Wiederholungen zu
vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen.
Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen
eingegangen.
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Bei
dem in 2 dargestellten Common-Rail-Injektor 1 steht der Ventilsteuerrraum 30 über einen
Verbindungskanal 55, in dem eine Drossel 56 angeordnet
ist, mit einem Düsennadelsteuerraum 57 in
Verbindung. Der Düsennadelsteuerraum 57 ist innerhalb
einer Dichthülse 58 angeordnet,
die mit einer Beißkante
ausgestattet ist. Außerdem
wird der Düsennadelsteuerraum 57 durch
eine Stirnseite einer Düsennadel 59 begrenzt.
An der Düsennadel 59 ist
ein Bund 60 ausgebildet. Zwischen dem Bund 60 und
der Dichthülse 58 ist
eine Feder 61 so vorgespannt, dass die Beißkante der
Dichthülse 58 gegen das
Injektorgehäuse
gedrückt
wird. Auf der anderen Seite wird die Düsennadel 59 mit ihrer
Spitze aufgrund der Vorspannkraft der Feder 61 in Anlage
an dem zugehörigen
Düsennadelsitz
gehalten. Ein Druckraum 63 steht über Abflachungen 65, 66 mit
der Düsennadelspitze
in Verbindung. Außerdem
steht der Druckraum 63 über
einen Verbindungskanal 68 und die Kraftstoffzuleitungen 3, 4 mit
dem Hochdruckspeicherraum 2 in Verbindung. Der Verbindungskanal 68 steht über einen
Verbindungskanal 69 und einem Verbindungskanal 70,
in dem eine Drossel 71 angeordnet ist, mit dem Düsennadelsteuerraum 57 in
Verbindung.
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Der
in 2 dargestellte Common-Rail-Injektor 1 befindet
sich im deaktivierten Zustand. Die erste Dichtkante 36 ist
geschlossen und die zweite Dichtkante 37 ist geöffnet. In
dem Kopplungsraum 49 steht Raildruck an. Der Ventilsteuerraum 30,
der Düsennadelsteuerraum 57 und
der Druckraum 63 stehen ebenfalls unter Raildruck. Der
Ventilkolben 34 befindet sich in seiner Ruhestellung.
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Zur
Aktivierung des in 2 dargestellten Common-Rail-Injektors 1 wird
der Piezoaktor 43 bestromt und dehnt sich aus. Dies bewirkt
eine Druckzunahme in dem hydraulischen Kopplungsraum 49 und
dadurch eine Bewegung des Ventilkolbens 34 nach unten.
Dabei öffnet
die erste Dichtkante 36 und die zweite Dichtkante 37 schließt, so dass
eine Verbindung zwischen dem Ventilsteuerraum 30 und dem Rücklauf 38 freigegeben
wird. Dadurch wird der Ventilsteuerraum 30 druckentlastet.
Diese Druckentlastung wirkt sich über den Verbindungkanal 55 auch
in dem Düsennadelsteuerraum 51 aus,
so dass die Düsennadel 59 mit
ihrer Spitze von dem zugehörigen Sitz
abhebt, wodurch Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine
eingespritzt wird.