DE102004046899A1 - Fuel injector - Google Patents

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Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1) umfasst eine Pumpe-Düse-Einheit (2) mit einem Kompressionsraum (4) zur Komprimierung von Kraftstoff und einen Injektor (5) zur Einspritzung von komprimiertem Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder, wobei der Kompressionsraum (4) über ein erstes Steuerventil (15) mit zu komprimierendem Kraftstoff befüllbar ist und wobei der Injektor (5) einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Düsenraum (6), einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Steuerraum (8), der über ein zweites Steuerventil (16) mit der Niederdruckseite (18) verbindbar ist, und eine gegen die Wirkung einer Schließkraft verschiebbare Düsennadel (11) aufweist, welche über eine im Düsenraum (6) befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche (12) und über eine im Steuerraum (8) befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche (13) zum Schließen und Öffnen von Einspritzöffnungen (14) des Düsenraums (6) betätigbar ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist das erste Steuerventil (15) als Schieberventil mit einem Ventilschieber (23) ausgebildet, der durch einen Stellantrieb (21) gegen die Wirkung einer ersten Rückstellkraft aus einer geschlossenen Ventilstellung in eine offene Ventilstellung verschiebbar ist, und dass das zweite Steuerventil (16) ein verschiebbares Ventilstellglied (32) aufweist, das durch weiteres Vorschieben des Ventilschiebers (23) gegen die Wirkung einer zweiten Rückstellkraft aus einer offenen Ventilstellung in eine ...A fuel injector (1) comprises a pump-nozzle unit (2) having a compression space (4) for compressing fuel and an injector (5) for injecting compressed fuel into the respective cylinder, the compression space (4) being connected via a first Control valve (15) can be filled with fuel to be compressed and wherein the injector (5) connected to the compression chamber (4) nozzle chamber (6), one to the compression chamber (4) connected control chamber (8) via a second control valve (16 ) with the low-pressure side (18) is connectable, and a displaceable against the action of a closing force nozzle needle (11) which via a nozzle in the space (6), acting in the valve opening direction first control surface (12) and via a in the control chamber (8) located, acting in the valve closing direction second control surface (13) for closing and opening of injection openings (14) of the nozzle chamber (6) is actuated. DOLLAR A According to the invention, the first control valve (15) is designed as a slide valve with a valve slide (23) which is displaceable by an actuator (21) against the action of a first restoring force from a closed valve position to an open valve position, and that the second control valve ( 16) has a displaceable valve actuator (32), which by further advancing the valve spool (23) against the action of a second restoring force from an open valve position into a position of the valve ...

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The The invention is based on a fuel injection device the genus of claim 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist beispielsweise durch die DE 102 38 951 A1 bekannt geworden.Such a fuel injection device is, for example, by the DE 102 38 951 A1 known.

Die aus DE 102 38 951 A1 bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet eine so genannte Pumpe-Düse-Einheit (PDE-Einspritzsystem) zur Erzeugung von hohen Einspritzdrücken. Die Pumpe-Düse-Einheit umfasst eine Druckerzeugungseinheit mit einem Pumpkolben für den Druckaufbau, einen Injektor zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum eines Zylinders und eine Steuerungseinheit, z.B. ein elektromagnetisches Ventil. Jeder Motorzylinder verfügt über eine solche Pumpe-Düse-Einheit, die sich im Zylinderkopf befindet und z.B. über einen Kipphebel von einer Motornockenwelle betätigt wird. Der Injektor weist eine gegen die Wirkung einer Schließfeder verschiebbare Düsennadel auf, die eine in einem Düsenraum befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche und eine in einem Steuerraum befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche aufweist und Einspritzöffnungen des Düsenraums verschließt oder freigibt. Die Befüllung der Druckerzeugungseinheit mit Kraftstoff aus einem Niederdrucksystem erfolgt während der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens. Nachdem die Verbindung der Druckerzeugungseinheit zum Niederdrucksystem durch ein erstes Steuerventil der Steuerungseinheit abgesperrt ist, wird durch die Abwärtsbewegung des Pumpkolbens im Düsenraum und im Steuerraum des Injektors Druck aufgebaut. Die Einspritzung mit dem im Düsenraum befindlichen Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders erfolgt, wenn der Steuerraum über ein zweites Steuerventil der Steuerungseinheit mit der Niederdruckseite verbunden wird. Dadurch wird der Steuerraum druckentlastet, und der im Düsenraum herrschende Druck reicht aus, die Düsennadel gegen die Wirkung der Schließfeder aufzusteuern.From DE 102 38 951 A1 known fuel injection device uses a so-called pump-nozzle unit (PDE injection system) for generating high injection pressures. The pump-nozzle unit comprises a pressure generating unit with a pump piston for pressure build-up, an injector for injecting the fuel into the combustion chamber of a cylinder and a control unit, for example an electromagnetic valve. Each engine cylinder has such a unit injector, which is located in the cylinder head and is operated for example via a rocker arm of an engine camshaft. The injector has a nozzle needle displaceable against the action of a closing spring, which has a first control surface located in a nozzle chamber and acting in the valve opening direction and a second control surface acting in a control chamber, acting in the valve closing direction, and closing or opening injection openings of the nozzle chamber. The filling of the pressure generating unit with fuel from a low-pressure system takes place during the upward movement of the pump piston. After the connection of the pressure generating unit to the low pressure system is shut off by a first control valve of the control unit, pressure is built up by the downward movement of the pump piston in the nozzle chamber and in the control chamber of the injector. The injection with the fuel located in the nozzle chamber into the combustion chamber of the cylinder takes place when the control chamber is connected to the low-pressure side via a second control valve of the control unit. As a result, the control chamber is depressurized, and the pressure prevailing in the nozzle chamber pressure is sufficient aufzusteuern the nozzle needle against the action of the closing spring.

Bei der bekannten Kraftstoffvorrichtung kann zwar der Düsenöffnungsdruck flexibel im gesamten Kennfeld gesteuert werden, allerdings muss dabei die Betätigung der beiden Steuerventile zeitlich genau aufeinander abgestimmt sein, was einen erhöhten Steueraufwand erfordert.at Although the known fuel device, the nozzle opening pressure be controlled flexibly throughout the map, however, must doing the operation the two control valves be timed exactly matched, which increased Tax expense required.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass für beide Steuerventile ein einziger Stellantrieb vorgesehen ist und die beiden Steuerventile in Stellrichtung des Stellantriebs miteinander mechanisch gekoppelt sind. Dadurch ist sicher gestellt, dass der Ventilschieber stets in seiner geöffneten Ventilstellung ist, wenn das Ventilstellglied des zweiten Steuerventils betätigt wird.The Fuel injection device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the other hand Advantage that for both control valves a single actuator is provided and the two control valves in the direction of adjustment of the actuator with each other mechanically coupled. This ensures that the Valve spool is always in its open valve position, when the valve actuator of the second control valve is actuated.

Vorzugsweise ist die zweite Rückstellkraft größer als die erste Rückstellkraft, so dass das Ventilstellglied des zweiten Steuerventils einen Anschlag bildet, an dem der aus seiner geschlossenen Ventilstellung verschobene Ventilschieber anliegt.Preferably the second restoring force is greater than the first restoring force, such that the valve actuator of the second control valve forms a stop, at the shifted from its closed valve position valve slide is applied.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and the claims removable.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments the fuel injection device according to the invention are shown in the drawings and in the following description explained in more detail.

Es zeigen: It demonstrate:

1 einen Hydraulikschaltplan einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung; 1 a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of the fuel injection device according to the invention;

2 einen Längsschnitt der in 1 schematisch gezeigten Ventilanordnung; 2 a longitudinal section of in 1 schematically shown valve assembly;

3a bis 3c vergrößerte Ausschnittsdarstellungen von Schieber- und Kegelsitzventilen der Ventilanordnung gemäß III in 2 in unterschiedlichen Schaltstellungen; 3a to 3c enlarged detail views of slide and conical seat valves of the valve assembly according to III in 2 in different switching positions;

4 die in der Ventilanordnung der 2 wirkenden Federkräfte in Abhängigkeit vom Verschiebeweg eines Ventilschiebers des Schieberventils; und 4 in the valve assembly of the 2 acting spring forces in response to the displacement of a valve spool of the slide valve; and

5 einen Hydraulikschaltplan einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung. 5 a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of the fuel injection device according to the invention.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die in 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 für Brennkraftmaschinen umfasst eine Pumpe-Düse-Einheit (PDE) 2 für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine. Die Pumpe-Düse-Einheit 2 weist einen Pumpkolben 3 und einen Kompressionsraum 4 zur Komprimierung von Kraftstoff sowie einen Injektor 5 zur Einspritzung von komprimiertem Kraftstoff in den Brennraum des jeweiligen Zylinders auf. Der Injektor 5 weist einen Düsenraum 6, der über eine Zufuhrleitung 7 an den Kompressionsraum 4 angeschlossen ist, einen Steuerraum 8, der über eine Zulaufdrossel 9 ebenfalls an den Kompressionsraum 4 angeschlossen ist, und eine gegen die Wirkung einer Schließfeder 10 verschiebbare Düsennadel 11 auf, welche über eine im Düsenraum 6 befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche 12 und über eine im Steuerraum 8 befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche 13 zum Schließen und Öffnen von Einspritzöffnungen 14 des Düsenraums 6 betätigbar ist. Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erfolgt über eine aus zwei Wege-Steuerventilen 15, 16 gebildete Ventilanordnung 17, wobei der Kompressionsraum 4 zur Befüllung mit Kraftstoff über das erste Steuerventil 15 mit einer Niederdruckseite (Leckageleitung) 18 verbindbar ist. Über eine Entlastungsleitung 19 mit Ablaufdrossel 20 ist der Steuerraum 8 zur Druckentlastung mittels des zweiten Steuerventils 16 mit der Niederdruckseite 18 verbindbar.In the 1 illustrated fuel injection device 1 for internal combustion engines comprises a pump-nozzle unit (PDE) 2 for each cylinder of the internal combustion engine. The pump-nozzle unit 2 has a pump piston 3 and a compression room 4 for compressing fuel as well as an injector 5 for injecting compressed fuel into the combustion chamber of the respective cylinder. The injector 5 has a nozzle space 6 that is via a supply line 7 to the compression room 4 connected, a control room 8th that has an inlet throttle 9 also to the compression room 4 connected, and one against the action of a closing spring 10 movable nozzle needle 11 on which one in the nozzle room 6 located, acting in the valve opening direction first control surface 12 and one in the control room 8th located, acting in the valve closing direction second control surface 13 for closing and opening injection openings 14 of the nozzle space 6 is operable. The control of the fuel injection via one of two-way control valves 15 . 16 formed valve assembly 17 , where the compression space 4 for filling with fuel via the first control valve 15 with a low pressure side (leakage line) 18 is connectable. About a relief line 19 with outlet throttle 20 is the control room 8th for pressure relief by means of the second control valve 16 with the low pressure side 18 connectable.

Die beiden Steuerventile 15, 16 haben einen gemeinsamen Stellantrieb 21 und sind mechanisch derart miteinander gekoppelt, dass die Ventilanordnung 17 insgesamt drei unterschiedliche Ventilstellungen aufweist. Der Stellantrieb 21 ist ein Magnetantrieb oder ein piezoelektrischer Antrieb. In der in 1 gezeigten ersten Ventilstellung ist das erste Steuerventil 15 geöffnet und das zweite Steuerventil 16 geschlossen, so dass der Kompressionsraum 4 während der Aufwärtsbewegung des von einer Motornockenwelle 22 betätigten Pumpkolbens 3 mit Kraftstoff aus dem Niederdrucksystem befüllt wird. In der zweiten Ventilstellung sind beide Steuerventile 15, 16 geschlossen, so dass durch die Abwärtsbewegung des Pumpkolbens 3 der Druckaufbau im Düsenraum 6 und im Steuerraum 8 erfolgt. Der im Steuerraum 8 herrschende Schließdruck und die Schließkraft der Schließfeder 10 sind größer als der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck, so dass die Einspritzöffnungen 14 weiterhin geschlossen bleiben. In der dritten Ventilstellung ist das erste Steuerventil 15 geschlossen und das zweite Steuerventil 16 geöffnet. Der Steuerraum 8 wird dadurch druckentlastet, und der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck reicht nun aus, die Düsennadel 11 gegen die Wirkung der Schließfeder 10 und des im Steuerraum 8 herrschenden Schließdrucks aufzusteuern. Dadurch ist in einfacher, kostengünstiger Weise eine flexible Steuerung des Öffnungsdruckes der Düsennadel 11 im Bereich von 250 bis 2000 bar möglich.The two control valves 15 . 16 have a common actuator 21 and are mechanically coupled together such that the valve assembly 17 has a total of three different valve positions. The actuator 21 is a magnetic drive or a piezoelectric drive. In the in 1 shown first valve position is the first control valve 15 opened and the second control valve 16 closed, leaving the compression space 4 during the upward movement of the engine camshaft 22 actuated pump piston 3 is filled with fuel from the low pressure system. In the second valve position both control valves 15 . 16 closed, so by the downward movement of the pump piston 3 the pressure build-up in the nozzle chamber 6 and in the control room 8th he follows. The one in the control room 8th prevailing closing pressure and the closing force of the closing spring 10 are larger than the one in the nozzle chamber 6 prevailing opening pressure, so that the injection openings 14 remain closed. In the third valve position is the first control valve 15 closed and the second control valve 16 open. The control room 8th is relieved of pressure, and in the nozzle chamber 6 prevailing opening pressure is now sufficient, the nozzle needle 11 against the action of the closing spring 10 and in the control room 8th aufzusteuern prevailing Schließdrucks. As a result, in a simple, cost-effective manner, a flexible control of the opening pressure of the nozzle needle 11 in the range of 250 to 2000 bar possible.

In 2 ist die Ventilanordnung 17 in ihrer ersten Ventilstellung im Detail gezeigt. Das erste Steuerventil 15 ist als Schieberventil mit einem Ventilschieber 23 ausgebildet ist, der in einer Bohrung des Ventilgehäuses 24 geführt und durch ein Stellelement 25 des Stellantriebs 21 gegen die Wirkung einer ersten Rückstellfeder 26 in Richtung 27 verschiebbar ist. Eine Ventildichtkante 28 am Ventilschieber 23 wirkt mit einer Dichtkante 29 am Ventilgehäuse 24 zusammen, die einen Ringraum 30, in welchen die Zufuhrleitung 7 mündet, von einem Ringraum 31 trennt, an welchen die Leckageleitung 18 angeschlossen ist. In der in 2 gezeigten ersten Ventilstellung sind die beiden Ringräume 30, 31 durch den Ventilschieber 23 nicht gesperrt, d.h., die Zufuhrleitung 7 und die Leckageleitung 18 sind miteinander verbunden. Das zweite Steuerventil 16 ist als Kegelsitzventil mit einem Ventilstellglied 32 ausgebildet, das in der Führungsbohrung des Ventilgehäuses 24 koaxial zum Ventilschieber 23 geführt und gegen die Wirkung einer zweiten Rückstellfeder 33 in Richtung 27 verschiebbar ist. Eine konische Ventildichtfläche 34 am Ventilstellglied 32 wirkt mit einer konischen Ventilsitzfläche 35 am Ventilgehäuse 24 zusammen, die einen Ringraum 36, in welchen die Entlastungsleitung 19 mündet, vom Ringraum 31 trennt. In der in 2 gezeigten ersten Ventilstellung sperrt das Ventilstellglied 32 die Verbindung der beiden Ringräume 31, 36, d.h., die Entlastungsleitung 19 ist nicht mit der Leckageleitung 18 verbunden.In 2 is the valve assembly 17 shown in detail in their first valve position. The first control valve 15 is as a slide valve with a valve spool 23 is formed, in a bore of the valve housing 24 guided and by an actuator 25 of the actuator 21 against the action of a first return spring 26 in the direction 27 is displaceable. A valve sealing edge 28 on the valve spool 23 acts with a sealing edge 29 on the valve body 24 put together an annulus 30 into which the supply line 7 flows from an annulus 31 separates to which the leakage line 18 connected. In the in 2 shown first valve position are the two annular spaces 30 . 31 through the valve spool 23 not locked, ie, the supply line 7 and the leakage line 18 are connected. The second control valve 16 is as a cone seat valve with a valve actuator 32 formed in the guide bore of the valve body 24 coaxial with the valve spool 23 guided and against the action of a second return spring 33 in the direction 27 is displaceable. A conical valve sealing surface 34 on the valve actuator 32 acts with a conical valve seat surface 35 on the valve body 24 put together an annulus 36 in which the discharge line 19 flows from the annulus 31 separates. In the in 2 shown first valve position locks the valve actuator 32 the connection of the two annular spaces 31 . 36 ie, the discharge line 19 is not with the leakage line 18 connected.

Das Ventilstellglied 32 ist axial zwischen dem Ventilschieber 23 und den beiden Rückstellfedern 26, 33 angeordnet. Die erste Rückstellfeder 26 ist von der zweiten Rückstellfeder 33 koaxial umgeben und wirkt auf den Ventilschieber 23 über eine Druckstange 37, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung des Ventilstellglieds 32 erstreckt.The valve actuator 32 is axial between the valve spool 23 and the two return springs 26 . 33 arranged. The first return spring 26 is from the second return spring 33 Coaxially surrounds and acts on the valve spool 23 over a push rod 37 extending through an axial through bore of the valve actuator 32 extends.

In der in 3a gezeigten ersten Ventilstellung ist der Ventilschieber 23 vom Ventilstellglied 32 um eine Distanz d axial beabstandet, die kleiner als die maximale Verschiebung Dmax (4) des Ventilschiebers 23 durch den Stellantrieb 21 ist. In der in 3b gezeigten zweiten Ventilstellung ist der Ventilschieber 23 durch den Stellantrieb 21 um die Distanz d = 0,25 mm gegen die Wirkung der ersten Rückstellfeder 26 verschoben, so dass der Ventilschieber 23 am Ventilstellglied 32 anliegt. Durch weiteres Vorschieben des Ventilschiebers 23 um insgesamt Dmax = 0,4 mm durch den Stellantrieb 21 wird das Ventilstellglied 32 vom Ventilschieber 23 in Richtung 27 mitgenommen, wobei auf den Ventilschieber 23 und das Ventilstellglied 32 nunmehr jeweils beide Rückstellfedern 26, 33 wirken. Wie 3c deutlich zeigt, ist zwischen Ventilgehäuse 24 und vorderem Ende des Ventilschiebers 23 ein Ringspalt 38 vorgesehen, über den in der dritten Ventilstellung die beiden Ringräume 31, 36 miteinander verbunden sind.In the in 3a shown first valve position is the valve spool 23 from the valve actuator 32 axially spaced by a distance d less than the maximum displacement D max ( FIG. 4 ) of the valve spool 23 through the actuator 21 is. In the in 3b shown second valve position is the valve spool 23 through the actuator 21 by the distance d = 0.25 mm against the action of the first return spring 26 moved so that the valve slide 23 on the valve actuator 32 is applied. By further advancing the valve spool 23 by a total of D max = 0.4 mm by the actuator 21 becomes the valve actuator 32 from the valve spool 23 in the direction 27 taken along, taking on the valve spool 23 and the valve actuator 32 now both return springs 26 . 33 Act. As 3c clearly shows is between valve body 24 and front end of the valve spool 23 an annular gap 38 provided see, in the third valve position, the two annular spaces 31 . 36 connected to each other.

Das in 4 dargestellte Diagramm zeigt die auf den Ventilschieber 23 wirkende Federkraft F in Abhängigkeit vom Verschiebeweg x des Ventilschiebers 23. Bis zu einem Verschiebeweg x < d wirkt auf den Ventilschieber 23 die mit dem Verschiebeweg x stetig zunehmende Federkraft der Rückstellfeder 26. Sobald der Ventilschieber 23 am Ventilstellglied 32 zur Anlage kommt, d.h. bei x = d, tritt, da nun beide Rückstellfedern 26, 33 auf den Ventilschieber 23 wirken, eine sprungartige Federkrafterhöhung um mehr als das Doppelte ein. Die Federkraft nimmt dann mit dem weiteren Verschiebeweg stetig zu, bis die maximale Verschiebung Dmax erreicht ist. Aufgrund der sprungartige Federkrafterhöhung bildet das Ventilstellglied 32 einen Anschlag für den in seine geöffnete Ventilstellung verschobenen Ventilschieber 23.This in 4 Diagram shown points to the valve spool 23 acting spring force F as a function of the displacement x of the valve spool 23 , Up to a displacement x <d acts on the valve spool 23 with the displacement x steadily increasing spring force of the return spring 26 , As soon as the valve spool 23 on the valve actuator 32 comes to rest, ie at x = d occurs, since now both return springs 26 . 33 on the valve spool 23 act, a jump-like Federkrafterhöhung by more than double. The spring force then increases steadily with the further displacement path until the maximum displacement D max is reached. Due to the sudden spring force increase, the valve actuator forms 32 a stop for the shifted in its open valve position valve spool 23 ,

Von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 unterscheidet sich die in 5 gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1' durch die Ausbildung des Injektors 50 als so genannte koaxiale Variodüse (KVD). In 5 sind funktionsgleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 bezeichnet. Der Injektor 50 weist eine die Düsennadel 11 koaxial umgebende hohle äußere Düsennadel 51 auf, die gegen die Wirkung einer Schließfeder 52 verschiebbar und über eine im Düsenraum 6 befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende Steuerfläche 53 zum Öffnen von zweiten Einspritzöffnungen 54 des Düsenraums 6 betätigbar ist. Wenn der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck größer als die Schließkraft der Schließfeder 52 ist, wird die äußere Ventilnadel 51 aufgesteuert, und die Kraftstoffeinspritzung erfolgt über die zweiten Einspritzöffnungen 54. Durch Entlasten des Steuerraums 8 wird dann auch die innere Ventilnadel 11 aufgesteuert, so dass die Kraftstoffeinspritzung über beide Einspritzöffnungen 14, 54 erfolgt. Über den Steuerraum 8, der nur auf die innere Düsennadel 11 wirkt, sind somit die oben erwähnten Vorteile nutzbar. Insbesondere lässt sich die innere Düsennadel 11 im Bereich von ca. 300 bar bis zum max. Druck, also ca. 2000 bar, flexibel durch den Steuerstrom des Stellantriebs (z.B.Magnetventils) 21 betätigen. Dadurch kann das Öffnungsverhalten der inneren Düsennadel 11 kontrolliert und der so genannte Mengensprung im Kennfeld vermieden werden. Ebenfalls kann, je nach Applikation und motorischen Anforderungen, schnell und flexibel reagiert und eine problemlose Anpassung an spezifische motorische Anforderungen erreicht werden.From the fuel injector 1 is different in the 5 shown fuel injector 1' through the training of the injector 50 as a so-called coaxial vario-nozzle (KVD). In 5 are functionally identical parts with the same reference numerals as in 1 designated. The injector 50 one has the nozzle needle 11 Coaxially surrounding hollow outer nozzle needle 51 on, against the action of a closing spring 52 displaceable and one in the nozzle chamber 6 located, acting in the valve opening direction control surface 53 for opening second injection openings 54 of the nozzle space 6 is operable. When in the nozzle room 6 prevailing opening pressure greater than the closing force of the closing spring 52 is, the outer valve needle 51 controlled, and the fuel injection takes place via the second injection openings 54 , By relieving the control room 8th then also the inner valve needle 11 piloted so that the fuel injection over both injection ports 14 . 54 he follows. About the control room 8th , only on the inner nozzle needle 11 acts, thus the above-mentioned advantages are available. In particular, the inner nozzle needle can be 11 in the range of approx. 300 bar up to max. Pressure, ie approx. 2000 bar, flexible by the control current of the actuator (eg solenoid valve) 21 actuate. This allows the opening behavior of the inner nozzle needle 11 controlled and the so-called jump in quantity in the map are avoided. Depending on the application and the motor requirements, it is also possible to respond quickly and flexibly and to achieve a smooth adaptation to specific motor requirements.

Claims (9)

Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1; 1') einer Brennkraftmaschinen, mit jeweils einer für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehenen Pumpe-Düse-Einheit (2) mit einem Kompressionsraum (4) zur Komprimierung von Kraftstoff und einem Injektor (5; 50) zur Einspritzung von komprimiertem Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder, wobei der Kompressionsraum (4) über ein erstes Steuerventil (15) mit zu komprimierendem Kraftstoff befüllbar ist und wobei der Injektor (5; 50) einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Düsenraum (6), einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Steuerraum (8), der über ein zweites Steuerventil (16) mit der Niederdruckseite (18) verbindbar ist, und eine gegen die Wirkung einer Schließkraft verschiebbare Düsennadel (11) aufweist, welche über eine im Düsenraum (6) befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche (12) und über eine im Steuerraum (8) befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche (13) zum Schließen und Öffnen von Einspritzöffnungen (14) des Düsenraums (6) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (15) als Schieberventil mit einem Ventilschieber (23) ausgebildet ist, der durch einen Stellantrieb (21) gegen die Wirkung einer ersten Rückstellkraft aus einer geschlossenen Ventilstellung in eine offene Ventilstellung verschiebbar ist, und dass das zweite Steuerventil (16) ein verschiebbares Ventilstellglied (32) aufweist, das durch weiteres Vorschieben des Ventilschiebers (23) gegen die Wirkung einer zweiten Rückstellkraft aus einer offenen Ventilstellung in eine geschlossene Ventilstellung mitgenommen wird.Fuel injection device ( 1 ; 1' ) of an internal combustion engine, each with a provided for each cylinder of the internal combustion engine pump-nozzle unit ( 2 ) with a compression space ( 4 ) for compressing fuel and an injector ( 5 ; 50 ) for injecting compressed fuel into the respective cylinder, the compression space ( 4 ) via a first control valve ( 15 ) is fillable with fuel to be compressed and wherein the injector ( 5 ; 50 ) one to the compression space ( 4 ) connected nozzle space ( 6 ), one to the compression space ( 4 ) connected control room ( 8th ), which via a second control valve ( 16 ) with the low pressure side ( 18 ) is connectable, and a displaceable against the action of a closing force nozzle needle ( 11 ), which via a in the nozzle chamber ( 6 ), acting in the valve opening direction first control surface ( 12 ) and one in the control room ( 8th ) acting in the valve closing direction second control surface ( 13 ) for closing and opening injection openings ( 14 ) of the nozzle space ( 6 ) is actuated, characterized in that the first control valve ( 15 ) as a slide valve with a valve slide ( 23 ) is formed by an actuator ( 21 ) is displaceable against the action of a first restoring force from a closed valve position into an open valve position, and that the second control valve ( 16 ) a displaceable valve actuator ( 32 ), which by further advancing the valve spool ( 23 ) is taken against the action of a second restoring force from an open valve position to a closed valve position. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (23) in seiner geschlossenen Ventilstellung vom Ventilstellglied (32) um eine Distanz (d) axial beabstandet ist, die kleiner als die maximale Verschiebung (Dmax) des Ventilschiebers (23) durch den Stellantrieb (21) ist.Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the valve spool ( 23 ) in its closed valve position by the valve actuator ( 32 ) is axially spaced by a distance (d) which is less than the maximum displacement (D max ) of the valve spool ( 23 ) by the actuator ( 21 ). Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (16) als Sitzventil, insbesondere als Kegelsitzventil, ausgebildet ist.Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the second control valve ( 16 ) is designed as a seat valve, in particular as a conical seat valve. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (21) ein Magnetantrieb oder ein piezoelektrischer Antrieb ist.Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 21 ) is a magnetic drive or a piezoelectric drive. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (23) und das Ventilstellglied (32) koaxial zueinander und insbesondere axial hintereinander angeordnet sind.Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve slide ( 23 ) and the valve actuator ( 32 ) are arranged coaxially with each other and in particular axially one behind the other. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückstellkraft größer als die erste Rückstellkraft, vorzugsweise mindestens doppelt so groß, ist.Fuel injection device according to one of the preceding Claims, characterized in that the second restoring force is greater than the first restoring force, preferably at least twice as large. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückstellkraft durch eine auf den Ventilschieber (23) wirkende Rückstellfeder (26) und die zweite Rückstellkraft durch die erste Rückstellfeder (26) und eine auf das Ventilstellglied (32) des zweiten Steuerventils (16) wirkende zweite Rückstellfeder (33) gebildet ist.Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the first restoring force by a on the valve spool ( 23 ) acting return spring ( 26 ) and the second restoring force by the first return spring ( 26 ) and one on the valve actuator ( 32 ) of the second control valve ( 16 ) acting second return spring ( 33 ) is formed. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückstellfeder (26) koaxial von der zweiten Rückstellfeder (33) umgeben ist und auf den Ventilschieber (23) über eine Druckstange (37) wirkt, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung des Ventilstellglieds (32) erstreckt.Fuel injection device according to claim 7, characterized in that the first return spring ( 26 ) coaxially with the second return spring ( 33 ) is surrounded and on the valve spool ( 23 ) via a push rod ( 37 ), which extends through an axial through hole of the valve actuator ( 32 ). Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (50) eine die Düsennadel (11) koaxial umgebende hohle äußere Düsennadel (51) aufweist, die gegen die Wirkung einer Schließkraft verschiebbar und über eine im Düsenraum (6) befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende Steuerfläche (53) zum Öffnen von Einspritzöffnungen (54) des Düsenraums (6) betätigbar ist.Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the injector ( 50 ) one the nozzle needle ( 11 coaxially surrounding hollow outer nozzle needle ( 51 ) which is displaceable against the action of a closing force and via a in the nozzle chamber ( 6 ), acting in the valve opening direction control surface ( 53 ) for opening injection openings ( 54 ) of the nozzle space ( 6 ) is operable.
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