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Technisches
Gebiet
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An
Verbrennungskraftmaschinen kommen Kraftstoffinjektoren zum Einsatz,
mit welchen unter hohem Druck stehender Kraftstoff in die Brennräume der
Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird. Derartige Kraftstoffinjektoren,
die zum Beispiel bei selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, umfassen ein Injektorgehäuse, welches
mit einer außerhalb
des Kraftstoffinjektors angeordneten Hochdruckquelle, wie zum Beispiel
einem Hochdrucksammelraum (Common-Rail), in Verbindung steht. Der
Hochdrucksammelraum seinerseits wird über eine Hochdruckpumpe mit
unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt.
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Stand der
Technik
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DE
10 2004 037 125.3 bezieht sich auf einen Common-Rail-Injektor. Dieser
umfasst ein Injektorgehäuse
mit einem Kraftstoffzulauf, der mit einer zentralen Kraftstoffhochdruckquelle
außerhalb
des Injektorgehäuses
und mit einem Druckraum innerhalb des Injektorgehäuses in
Verbindung steht. Aus diesem wird in Abhängigkeit von dem Druck in einem
Düsennadelsteuerraum
mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer
Verbrennungskraftmaschine eingespritzt, wenn eine Düsennadel von
ihrem Sitz abhebt. Der Düsennadelsteuerraum steht
mit einem Aktordruckraum in Verbindung, der durch einen Aktor, bei
dem es sich vorzugsweise um einen Piezoaktor handelt, begrenzt wird.
Zwischen dem Aktordruckraum und dem Düsennadelsteuerraum ist eine
Drosseleinrichtung angeordnet, die beim Entleeren des Düsennadelsteuerraumes
einen kleineren Durchfluss von dem Düsennadelsteuerraum in den Aktordruckraum
ermöglicht
als beim Befüllen
des Düsennadelsteuerraumes
von dem Aktordruckraum in den Düsennadelsteuerraum.
Die Drosseleinrichtung ist so gestaltet und angeordnet, dass sie
nur beim Entleeren des Düsennadelsteuerraumes
ihre Drosselwirkung entfaltet und beim Befüllen des Düsennadelsteuerraumes keine
Drosselwirkung entfaltet, sondern einen ungehinderten Durchtritt
von Kraftstoff gewährleistet.
Die Drosseleinrichtung umfasst einen Drosselkolben, der ein Durch gangsloch aufweist,
das einen gedrosselten Durchtritt von Kraftstoff von dem Düsennadelsteuerraum
in den Aktordruckraum ermöglicht.
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Bei
Kraftstoffinjektoren, bei denen der Druck in einem Steuerraum durch
einen Aktor, wie zum Beispiel einen Piezoaktor, gesteuert wird spricht
man auch von einer direkten Steuerung, das heißt einer direkten Steuerung
des zum Beispiel als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes.
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Darstellung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Kraftstoffinjektor zeichnet sich durch einen sehr einfachen und
kompakten Aufbau aus. Insbesondere wird durch den Einsatz eines
einem Aktor zugeordneten stufenförmig
ausgebildeten Kolbens das Öffnen
des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes sehr einfach erreicht.
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Der
Aktor, insbesondere ein Piezoaktor, ist in einem Hohlraum aufgenommen,
in welchem eine Leitung von einem Hochdrucksammelraum (Common-Rail)
mündet.
Der durch den Aktor direkt beaufschlagbare stufenförmig ausgebildete
Kolben ist einerseits von einer einen ersten hydraulischen Raum begrenzenden
Hülse umschlossen,
andererseits ist ein Teil des stufenförmig ausbildbaren Kolbens in
einem Steuerkolben geführt.
Der stufenförmig
ausbildbare Kolben begrenzt mit einer Ringfläche am Durchmesserübergang
einen ersten hydraulischen Raum und mit einer in einem geringeren
Durchmesser ausgebildeten Stirnfläche einen zweiten hydraulischen Raum
innerhalb des Steuerkolbens. Innerhalb des Steuerkolbens ist ein
weiterer, dritter hydraulischer Raum ausgebildet, wobei der zweite
und der dritte hydraulische Raum über einen Kanal, der eine Drosselstelle
enthält,
hydraulisch in Verbindung stehen. Im Steuerkolben befindet sich
darüber
hinaus eine Ausnehmung, in welcher ein Mitnehmer, der am Umfang
des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes aufgenommen ist, bewegbar ist. Über eine an
der unteren Stirnseite des Steuerkolbens sich abstützende Druckfeder
wird das als Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied relativ zum Steuerkolben so gestellt,
dass der beispielsweise als Scheibe oder Ring ausbildbare mechanische
Mitnehmer stets an einem Anschlag der Ausnehmung innerhalb des Steuerkolbens
anliegt. Der Aktor, der in dem Hohlraum des Kraftstoffinjektors
aufgenommen ist, wird invers angesteuert. Bei einer inversen Ansteuerung eines
Piezoaktors ist dieser bestromt und das als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied
befindet sich in seinem geschlossenen Zustand. Die am brennraumseitigen
Ende des Kraftstoffinjektors ausgebildeten Einspritzöffnungen
sind durch das in seinen Sitz gestellte, als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied
verschlossen. Zum Öffnen
des Einspritzventilglieds wird der Piezoaktor in einen stromlosen
Zustand geschaltet, so dass sich die Länge des Piezokristallstapels
des Piezoaktors reduziert. Dies führt zu einer Druckentlastung
des ersten hydraulischen Raumes, die wiederum zum Öffnen des
Einspritzventilglieds führt.
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Bei
Druckentlastung des ersten hydraulischen Raumes fährt der
Steuerkolben in diesen ein. Gleichzeitig wird durch den stufenförmig ausbildbaren
Kolben der zweite hydraulische Raum innerhalb des Steuerkolbens
druckentlastet, was das Öffnen des
als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes unterstützt. Bei Druckentlastung des
zweiten hydraulischen Raumes wird auch der dritte hydraulische Raum
druckentlastet, da dieser mit dem zweiten hydraulischen Raum mit
einem Kanal verbunden ist. Der Steuerkolben ist über den mechanischen Mitnehmer
mit dem als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilglied verbunden, so dass bei Druckentlastung des
ersten hydraulischen Raums durch Auffahren des stufenförmig ausbildbaren
Kolbens bei in den ersten hydraulischen Raum sich hineinbewegendem Steuerkolben
das als Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied aufgezogen wird. Das Öffnen der
Düsennadel
beruht somit auf zwei Effekten, nämlich der Druckentlastung des
ersten hydraulischen Raumes bei Auffahren des stufenförmig ausbildbaren
Kolbens und das damit einhergehende Aufziehen des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes durch den mechanischen Mitnehmer
und durch die Druckentlastung der beiden im Steuerkolben ausgebildeten
hydraulischen Räume.
Aufgrund der Druckabsenkung in den beiden im Steuerkolben ausgebildeten
hydraulischen Räumen,
das heißt
im zweiten und im dritten hydraulischen Raum, erfolgt eine verzögerte Druckabsenkung,
so dass das als Düsennadel ausbildbare
Einspritzventilglied vom mechanischen Mitnehmer abhebt und weiter
selbstständig öffnet, ohne
dass der Piezoaktor weiter bewegt werden muss.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Lösung
zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau aus und durch den Umstand,
dass der stufenförmig
ausbildbare Kolben sowohl den Steuerkolben, in den das als Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied geführt ist, betätigt als
auch für
eine Druckabsenkung beziehungsweise für einen Druckanstieg in den
beiden miteinander verbundenen zweiten und dritten hydraulischen
Räumen
sorgt. Da der zweite hydraulische Raum und der dritte hydraulische
Raum über
einen eine Drosselstelle enthaltenen Kanal miteinander gekoppelt
sind, erfolgt der Druckabbau im dritten hydraulischen Raum verzögert, verglichen
mit dem Druckabbau im zweiten hydraulischen Raum, so dass die Möglichkeit
gegeben ist, dass das als Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied sich relativ zum Steuerkolben zu
bewegen vermag und insbesondere beim Öffnungsvorgang weiter selbständig öffnet, ohne
dass der als Piezoaktor ausbildbare Aktor weiter bewegt werden muss.
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Zeichnung
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Kraftstoffinjektor.
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Ausführungsvarianten
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Ein
Kraftstoffinjektor 10 umfasst einen Injektorkörper 12,
in welchem ein Hohlraum 84 ausgebildet ist. In den Hohlraum 84 mündet eine
Leitung 82, die sich zwischen dem Injektorkörper 12 des
Kraftstoffinjektors 10 und einem Hochdrucksammelraum 80 (Common-Rail) erstreckt.
An Stelle des Hochdrucksammelraumes 80 (Common-Rail) könnte auch
eine andere Hochdruckquelle eingesetzt werden, um den Hohlraum 84 des
Kraftstoffinjektors 10 mit unter hohem Druck stehenden
Kraftstoff zu versorgen. Innerhalb des Hohlraumes 84 im
oberen Bereich des Kraftstoffinjektors 10 ist ein Aktor 14 aufgenommen. Bei
dem Aktor 14 handelt es sich bevorzugt um einen Piezoaktor,
der eine Anzahl von Piezokristallen umfasst, die stapelförmig übereinander
angeordnet sind. Der Aktor 14 steht über eine in der Zeichnung nicht
dargestellte elektrische Verbindung mit einer Spannungsquelle in
Verbindung. Bei Beaufschlagung des Aktors 14 mit einer
Spannung längen
sich die einzelnen Piezokristalle eines Piezokristallstapels, bei
Beendigung des Anlegens einer Spannung an den Piezokristallstapel
des Aktors 14 nimmt der Piezokristallstapel wieder seine
ursprüngliche
Länge ein.
Der Piezokristallstapel ist in der Zeichnung durch Bezugszeichen 16 kenntlich
gemacht. Der Piezokristallstapel 16 des Aktors 14 ist
von einer als Ringfeder ausgebildeten Feder 18 umschlossen.
Sowohl die Feder 18 als auch der Piezokristallstapel 16 ruhen auf
einer Stirnfläche 22 eines
stufenförmig
ausbildbaren Kolbens 20.
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Der
ebenfalls im Hohlraum 84 aufgenommene, stufenförmig ausbildbare
Kolben 20 ist von einer Steuerraumhülse 26 umschlossen.
An der Steuerraumhülse 26 befindet
sich eine Beißkante 28,
mit welcher die durch eine Feder beaufschlagte Steuerraumhülse 26 an
einer Planfläche 72 des
Injektorkörpers 12 angestellt
ist. Der stufenförmig
ausbildbare Kolben 20 umfasst einen ersten Bereich, der
in einem ersten Durchmesser 74 ausgebildet ist sowie einen zweiten
Bereich, der in einem zweiten Durchmesser 76 ausgebildet
ist. Der erste Durchmesser 74 ist größer bemessen als der zweite
Durchmesser 76. Aufgrund der Durchmesserdifferenz, in der
die beiden Abschnitte des stufenförmig ausbildbaren Kolbens 20 dimensioniert
sind, bildet sich innerhalb der den stufenförmig ausbildbaren Kolben 20 umgebenden Steuerraumhülse 26 ein
erster hydraulischer Raum 24. Durch diesen ist eine erste
Stirnseite 38 eines Steuerkolbens 36 beaufschlagbar.
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Am
stufenförmig
ausbildbaren Kolben 20 bildet sich aufgrund des Durchmesserunterschiedes zwischen
dem ersten Durchmesser 74 und dem zweiten Durchmesser 76 eine
durch Bezugszeichen 32 bezeichnete Ringfläche aus,
die den ersten hydraulischen Raum 24 begrenzt, der darüber hinaus durch
die Innenumfangsfläche
der Steuerraumhülse 26,
eine erste Stirnseite 38 des Steuerkolbens 36 und Teile
der Planfläche 72 des
Injektorkörpers 12 begrenzt
wird.
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Der
in dem zweiten Durchmesser 76 ausgebildete Bereich des
stufenförmig
ausbildbaren Kolbens 20 beaufschlagt einen zweiten hydraulischen Raum 34,
der im Steuerkolben 36 ausgebildet ist. Der zweite hydraulische
Raum 34 ist über
einen eine Drosselstelle 42 enthaltenden Kanal mit einem
dritten hydraulischen Raum 66 innerhalb des Steuerkolbens 36 hydraulisch
verbunden.
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In
den dritten hydraulischen Raum 66 ragt eine Stirnfläche 44 eines
bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes 46. Das als Düsennadel ausgebildete Einspritzventilglied 46 ist
im Steuerkolben 36 geführt.
Im Steuerkolben 36 ist ein Hohlraum 52 ausgebildet,
innerhalb dessen sich ein mechanischer Mitnehmer 50 zu
bewegen vermag. Der mechanische Mitnehmer 50 kann zum Beispiel als
Ring oder als Scheibe ausgebildet werden, die in einer Ringnut 48 am
Umfang des als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes 46 aufgenommen ist.
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In
der Darstellung gemäß der Figur
liegt der mechanische Mitnehmer 50 an einem den Hohlraum 52 begrenzenden
Anschlag an. In dieser Position wird der mechanische Mitnehmer 50 dadurch
gehalten, dass an einer zweiten Stirnseite 40 des Steuerkolbens 36 eine
Feder 54 aufgenommen ist, die sich an einer in einer Nut 58 vorgesehenen
Stützscheibe 56 am
Außenumfang
des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 abstützt und
das als Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied 46 relativ zum Steuerkolben 36 positioniert.
Der Vollständigkeit halber
sei erwähnt,
dass eine erste Stirnseite 38 des Steuerkolbens 36 durch
den ersten hydraulischen Raum 24 beaufschlagbar ist.
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Der
Steuerkolben 36 ist in einem weiteren Hohlraum im Inneren
des Injektorkörpers 12 aufgenommen,
in welchen vom Hohlraum 84 über einen Hochdruckzulauf 30 Kraftstoff
eintritt. Das Druckniveau innerhalb des Hohlraumes 84,
des ersten hydraulischen Raumes 24 und des den Steuerkolben 36 umschließenden Hohlraumes
ist durch p1 bezeichnet. Der jeweils im
zweiten hydraulischen Raum 34 herrschende Druck ist durch
p2 bezeichnet, während der im dritten hydraulischen
Raum 66 herrschende Druck durch p3 bezeichnet
ist.
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Unterhalb
der Stützscheibe 56 am
Außenumfang
des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 befinden sich Abflachungen 60, über welche
der im Hohlraum, der den Steuerkolben 36 umgibt, enthaltene
Kraftstoff einer Düsenspitze 62 zuströmt und über in der
Zeichnung nicht dargestellte Einspritzöffnungen in den Brennraum einer
Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann, falls die Einspritzöffnungen
durch die Düsenspitze 62 des als
Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 freigegeben sind.
In der Darstellung gemäß der Figur
befindet sich die Düsenspitze 62 in
einem Düsensitz 64,
so dass das Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine
unterbunden ist.
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Der
Steuerkolben 36 weist eine von Kraftstoff umgebene Mantelfläche 68 auf
und ist in einer Führung 70,
die im Injektorkörper 12 ausgebildet
ist, geführt.
Mit Bezugszeichen 78 ist die Kraftstoffströmung dargestellt,
welche sich vom Hohlraum 84, in dem der Aktor 14 aufgenommen
ist, über
den Hochdruckzulauf 30 in den Hohlraum ausbildet, in dem
der Steuerkolben 36 bewegbar geführt ist.
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Die
Funktionsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Kraftstoffinjektors stellt sich wie folgt dar:
Bei inverser
Ansteuerung des Aktors 14 befindet sich das Einspritzventilglied 46 in
seiner Schließstellung, wenn
der Aktor 14 bestromt ist.
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In
der Darstellung gemäß der Zeichnung
befindet sich das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied 46 in
seiner Schließstellung.
In diesem Zustand sind die in der Zeichnung nicht dargestellten
Einspritzöffnungen
in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine verschlossen; die
Düsenspitze 62 befindet
sich im Düsensitz 64.
Um das Schließen
des Einspritzventilgliedes 46 zu bewirken, ist der bevorzugt
als Piezoaktor ausgebildete Aktor 14 mit einer Spannungsquelle
verbunden, so dass sich der Piezokristallstapel 16 entsprechend
der Anzahl der in diesem vorhandenen Piezokristalle längt und
der stufenförmig
ausbildbare Kolben 20 druckbeaufschlagt ist. Dadurch wird
das im ersten hydraulischen Raum 24 vorhandene Kraftstoffvolumen
komprimiert und die erste Stirnseite 38 des Steuerkolbens 36 beaufschlagt.
Weiterhin steigt aufgrund der Kompression des Kraftstoffvolumens
im zweiten hydraulischen Raum 34 auch der Druck im dritten
hydraulischen Raum 66, so dass der Steuerkolben 36 und
das in diesem geführte
Einspritzventilglied 46 in den Düsensitz 64 gestellt
ist. Eine Kraftstoffeinspritzung findet nicht statt.
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Das Öffnen des
bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes 46 erfolgt durch Aufhebung der Spannungsbeaufschlagung
des Aktors 14. Die einzelnen Piezokristalle innerhalb des
Piezokristallstapels 16 nehmen bei Aufhebung der Spannungsbeaufschlagung
des Aktors 14 wieder ihre ursprüngliche Gestalt an, das heißt der stufenförmig ausbildbare
Kolben 20 bewegt sich nach oben, wodurch eine Druckentlastung
des ersten hyd raulischen Raumes 24 hervorgerufen wird.
Aufgrund der Druckentlastung des ersten hydraulischen Raumes 24 fährt der
Steuerkolben 36 mit seiner ersten Stirnseite 38 in
den ersten hydraulischen Raum 24 ein. Während der auf den ersten hydraulischen
Raum 24 gerichteten Vertikalbewegung des Steuerkolbens 36 liegt
der am Umfang des Einspritzventilgliedes 46 aufgenommene
mechanische Mitnehmer 50 am unteren Anschlag des Hohlraums 52 an.
Fährt der
Steuerkolben 36 in vertikale Richtung nach oben, wird das als
Düsennadel
ausbildbare Einspritzventilglied 46 durch den vom Steuerkolben 36 umschlossenen
mechanischen Mitnehmer 50 nach oben gezogen und die Düsenspitze 62 des
als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 wird aus ihrem Düsensitz 64 bewegt,
so dass die Einspritzöffnungen
am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 – in der Zeichnung
nicht dargestellt – freigegeben
werden und eine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum erfolgt.
Beim Öffnen
des Düsensitzes 64,
das heißt
einer Vertikalbewegung des als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes 46 aus dem Düsensitz 64 bei Aufwärtsbewegung
des Steuerkolbens 36, wird darüber hinaus der zweite hydraulische Raum 34 druckentlastet.
Dies erfolgt dadurch, dass bei Aufhebung der Spannungsbeaufschlagung
des Aktors 14 sich der im zweiten Durchmesser 76 ausgebildete
Bereich des stufenförmig
ausbildbaren Kolbens 20 aus dem zweiten hydraulischen Raum 34 herausbewegt.
Da der zweite hydraulische Raum 34 und der dritte hydraulische
Raum 66 über
einen eine Drosselstelle 42 enthaltenen Kanal hydraulisch
miteinander verbunden sind, stellt sich im dritten hydraulischen
Raum 66 bei Druckentlastung des zweiten hydraulischen Raumes 34 ein
verzögerter
Druckabbau ein. Der auf diese Weise realisierte verzögerte Druckabbau
im dritten hydraulischen Raum 66 hat zur Folge, dass sich
das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare
Einspritzventilglied 46 relativ zum Steuerkolben 36 bewegt.
In diesem Falle hebt der mechanische Mitnehmer 50 vom unteren
Anschlag des Hohlraumes 52 ab. Die Länge der Relativbewegung, die
sich zwischen dem Steuerkolben 36 und dem bevorzugt als
Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 darstellt, hängt von
der Erstreckung des Hohlraumes 52 in axialer Richtung des
Einspritzventilgliedes 46 ab. Aufgrund des Hubweges, den
der am Einspritzventilglied 46 arretierte mechanische Mitnehmer 50 im
Hohlraum 52 auszuführen
vermag, ist eine Relativbewegung des bevorzugt als Düsennadel ausbildbaren
Einspritzventilgliedes 46 bezogen auf den Steuerkolben 36 beim Öffnen möglich und
ein selbständiges Öffnen des
Einspritzventilgliedes 46 erreichbar, ohne dass der Aktor 14 weiter
zu bewegen ist.
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Durch
die jeweilige Dimensionierung der Drosselstelle 42, die
im Kanal zwischen dem zweiten und dem dritten hydraulischen Raum 34, 66 vorgesehen
ist, kann die Verzögerung
des Druckabbaus im dritten hydraulischen Raum 66 eingestellt
werden.
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Durch
die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann
erreicht werden, dass beim Öffnen
des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 das Öffnen einerseits
durch den Druckabbau im ersten hydraulischen Raum 24 und
durch Einfahren des Steuerkolbens 36 in diesen erfolgt,
wobei aufgrund des mechanischen Mitnehmers 50 das Einspritzventilglied 46 durch
den Steuerkolben 36 nach oben gezogen wird und des verzögerten Druckabbaus
im dritten hydraulischen Raum 66 das Öffnungsverhalten des Kraftstoffinjektors
des Einspritzventilgliedes 46 in optimaler Weise an den
Lastzustand der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden kann.
Der aus der Zeichnung hervorgehende Aufbau des Kraftstoffinjektors 10 besticht
durch seine Einfachheit, da das bevorzugt als Düsennadel ausbildbare Einspritzventilglied 46 sowie
der stufenförmig
ausbildbare Kolben 20 in ein und demselben Steuerkolben 36 geführt sind.
Der Steuerkolben 36 seinerseits ist mit seiner Mantelfläche 68 in
einer Führung 70 des
Injektorgehäuses 12 geführt und zentriert.
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Die
Befüllung
des ersten hydraulischen Raumes 24 innerhalb des Kraftstoffinjektors 10 erfolgt über Spaltströmungen zwischen
der Steuerraumhülse 26 und
dem stufenförmig
ausbildbaren Kolben 20, da der Hohlraum 84, in
dem die genannten Komponenten aufgenommen sind, mit unter hohem
Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt ist. Der Steuerkolben 36 ist
durch die Führungsfläche 70 innerhalb
des Injektorkörpers 12 des
Kraftstoffinjektors 10 geführt. Hinsichtlich der Befüllung des
zweiten hydraulischen Raumes 34 und des dritten hydraulischen
Raumes 66 ist festzuhalten, dass deren Befüllung über den
im unteren Bereich des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildeten
Hohlraum erfolgt, dem unter hohem Druck stehender Kraftstoff in
Richtung des Pfeils 78 vom Hohlraum 84 aus zuströmt. Über die
Spalte zwischen dem Einspritzventilglied 46 und dem Steuerkolben 36 sowie
den die Drosselstelle 42 enthaltenden Kanal werden die
hydraulischen Räume 34 beziehungsweise 66 mit
Kraftstoff beaufschlagt.
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Durch
das Federelement 54, welches sich zwischen der zweiten
Stirnseite 40 des Steuerkolbens 36 und der Stützscheibe 56 des
Einspritzventilgliedes 46 erstreckt, wird eine Ausgangsposition
der relativ zu einander bewegbaren Komponenten 36 und 46 definiert.
Durch das Federelement 54 ist der am Umfang des als Düsennadel
ausbildbaren Einspritzventilgliedes 46 angebrachte mechanische
Mitnehmer 50 stets an den unteren Anschlag des Hohlraumes 52 innerhalb
des Steuerkolbens 36 gestellt. Da die hydraulisch wirksame
Fläche
gemäß des zweiten
Durchmessers 76 des stufenförmig ausbildbaren Kolbens 20 kleiner
bemessen ist als die hydraulisch wirksame Fläche des stufenförmigen Kolbens 20,
d.h. die innere Ringfläche 32 des
stufenförmig
ausbildbaren Kolbens 20 entsprechend des ersten Durchmessers 74 und
des zweiten Durchmessers 76, führt zunächst der Steuerkolben 36 eine Öffnungsbewegung
aus und nimmt das Einspritzventilglied 46 über den
mechanischen Mitnehmer 50 mit. Bei einer sich anschließenden Druckentlastung
des dritten hydraulischen Raumes 66 hebt der mechanische
Mitnehmer 50 von seinem in der Zeichnung dargestellten
Anschlag am unteren Ende des Steuerkolbens 36 ab, so dass
eine weitere Öffnung
des Einspritzventilglieds 46 erfolgt. Unter Bezugszeichen 86 sind
die unterhalb des Düsen sitzes 64 in
einen nicht dargestellten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine
mündenden
Einspritzöffnungen
bezeichnet.
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- 10
- Kraftstoffinjektor
- 12
- Injektorkörper
- 14
- Aktor
(Piezoaktor)
- 16
- Piezokristallstapel
- 18
- Ringfeder
um Aktor 14
- 20
- stufenförmig ausbildbarer
Kolben
- 22
- Stirnfläche
- 24
- erster
hydraulischer Raum (p1)
- 26
- Steuerraumhülse
- 28
- Beißkante
- 30
- Hochdruckzulauf
- 32
- innere
Ringfläche
vom Kolben 20
- 34
- zweiter
hydraulischer Raum (p2)
- 36
- Steuerkolben
- 38
- erste
Stirnseite des Steuerkolbens 36
- 40
- zweite
Stirnseite des Steuerkolbens 36
- 42
- Drosselstelle
- 44
- Stirnfläche Einspritzventilglied
- 46
- Einspritzventilglied
(Düsennadel)
- 48
- Ringnut
- 50
- mechanischer
Mitnehmer
- 52
- Hohlraum
- 54
- Federelement
- 56
- Stützscheibe
- 58
- Nut
für Stützscheibe
- 60
- Abflachungen
- 62
- Düsenspitze
- 64
- Düsensitz
- 66
- dritter
hydraulischer Raum (p3)
- 68
- Mantelfläche Steuerkolben 36
- 70
- Führungsfläche Injektorkörper 12
- 72
- Planfläche Injektorkörper 12
- 74
- erster
Durchmesser stufenförmig
ausbildbarer Kolben 20
- 76
- zweiter
Durchmesser stufenförmig
ausbildbarer Kolben 20
- 78
- Kraftstoffströmung
- 80
- Hochdrucksammelraum
(Common-Rail)
- 82
- Leitung
- 84
- Hohlraum
- 86
- Einspritzöffnungen