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Technisches Gebiet
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Zur Versorgung von Brennräumen selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzsysteme kommen neben Pumpe-Düse-Einheiten, Pumpe-Leitung-Düse-Einheiten auch Speichereinspritzsysteme zum Einsatz. Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) ermöglichen in vorteilhafter Weise, den Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine anzupassen.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Common-Rail-Injektoren mit Piezo-Aktoren bekannt, bei welchen eine Düsennadel über den Druck in einem oder mehreren Steuerräumen gesteuert wird. Der Druck in diesem beziehungsweise diesen Steuerräumen wird über den Piezo-Aktor und gegebenenfalls ein oder mehrere Steuerventile gesteuert. Bei derartigen Aufbauten wird also die Düsennadel indirekt durch den Piezo-Aktor gesteuert.
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Neben diesen indirekt gesteuerten Common-Rail-Injektoren sind mittlerweile aus dem Stand der Technik auch Systeme bekannt, bei denen eine Düsennadel direkt von einem Piezo-Aktor gesteuert wird. Derartige Injektoren weisen eine große Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit sowie zumeist einen vergleichsweise einfachen Injektoraufbau auf. Derartige Injektoren benötigen jedoch lange Piezo-Aktoren, um den notwendigen Düsennadelhub zu erreichen.
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Aus der
EP 1 174 615 A2 ist ein Kraftstoffinjektor bekannt, welcher ein Ventilelement aufweist, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor zu steuern. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor einen Aktor und einen Verstärker auf, wobei der Verstärker eine Aktorbewegung auf das Ventilelement überträgt.
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Die in der
EP 1 174 615 A2 beschriebene Anordnung weist, wie auch viele andere aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen mit direkter Nadelsteuerung, verschiedene Nachteile auf. So handelt es sich insbesondere bei dem in der
EP 1 174 615 A2 beschriebenen Injektor um einen Injektor mit einer so genannten „inversen Nadelsteuerung”. Damit der Kraftstoffinjektor geschlossen ist, muss das Ventilglied in den Ventilsitz gepresst werden, um die Einspritzöffnungen zu verschließen. In diesem Zustand befindet sich der Kraftstoffinjektor jedoch nur, wenn der Aktor bestromt ist und somit seine maximal mögliche Längenausdehnung aufweist. Im Ruhezustand hingegen, das heißt bei unbestromtem Aktor, werden die Einspritzöffnungen freigegeben. Dies hat insbesondere den Nachteil, dass der Aktor weitgehend immer bestromt werden muss, was den Aktor ständig belastet und die Lebensdauer der Aktoren und somit der Kraftstoffinjektoren erheblich verringert.
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Darstellung der Erfindung
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Es wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welcher die Vorteile einer direkten Nadelsteuerung aufweist und gleichzeitig die oben beschriebenen Nachteile einer inversen Nadelsteuerung vermeidet. Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Hubumkehr einzusetzen.
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Diese hydraulische Hubumkehr bewirkt, dass eine Längenausdehnung des Aktors zu einem Öffnen des Einspritzventils und damit zu einem Auslösen des Einspritzvorgangs führt, wohingegen eine anschließende Kontraktion des Aktors ein Schließen des Kraftstoffinjektors bewirkt. Auf diese Weise kann der Aktor beispielsweise im Ruhezustand (Kraftstoffinjektor geschlossen, kein Einspritzen) in unbestromtem Zustand (das heißt mit keiner oder nur mit einer geringen Spannung beaufschlagt) gehalten werden und entsprechend nur zum Auslösen eines Einspritzvorganges mit einer entsprechenden Bestromung beziehungsweise Spannung beaufschlagt werden.
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Der Kraftstoffinjektor weist ein linear in einer Schließrichtung bewegbares Einspritzventilglied auf, welches über mindestens einen Dichtsitz mindestens eine Einspritzöffnung in einem Injektorkörper freigibt oder verschließt. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindestens einen linear in der Schließrichtung wirkenden Aktor auf, wobei es sich beispielsweise um einen piezomechanischen Aktor handeln kann. Auch andere Typen von Aktoren sind denkbar, beispielsweise Magnet-Aktoren oder ähnliche Aktoren. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindestens einen linear in der Schließrichtung durch den Aktor bewegbaren Steuerkolben auf, sowie mindesten einen über einen ersten Steuerraum mit dem mindestens einen Steuerkolben hydraulisch invers gekoppelten, linear in Schließrichtung verschiebbaren Übersetzerkolben, wobei der mindestens eine Übersetzerkolben durch eine Bewegung des mindestens einen Steuerkolbens in Schließrichtung entgegen der Schließrichtung verschiebbar ist.
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Diese inverse Kopplung zwischen dem mindestens einen Steuerkolben und dem mindestens einen Übersetzerkolben kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der mindestens eine erste Steuerraum im Wesentlichen durch den Injektorkörper, mindestens eine erste Dichthülse, eine erste hydraulisch wirksame Fläche des mindestens einen Übersetzerkolbens und eine hydraulisch wirksame Fläche des mindestens einen Steuerkolbens begrenzt wird. Dabei können insbesondere die erste hydraulisch wirksame Fläche des mindestens einen Übersetzerkolbens und die hydraulisch wirksame Fläche des mindestens einen Steuerkolbens hydraulisch wirksame Flächen mit demselben Vorzeichen bezüglich der Schließrichtung des Kraftstoffinjektors darstellen.
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Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindestens einen zweiten Steuerraum auf, wobei durch eine Verschiebung des mindestens einen Übersetzerkolbens entgegen der Schließrichtung mindestens ein Volumen des mindestens einen zweiten Steuerraums vergrößerbar ist. Dies kann insbesondere wiederum dadurch erfolgen, dass der mindestens eine zweite Steuerraum im Wesentlichen durch den Injektorkörper, mindestens eine zweite Dichthülse und eine zweite hydraulisch wirksame Fläche des mindestens einen Übersetzerkolbens begrenzt wird. Der mindestens eine zweite Steuerraum steht fluidisch in Verbindung mit einem Rückraum, wobei eine Druckabsenkung in dem mindestens einen Rückraum das Einspritzventilglied mit einer hydraulischen Kraft entgegen der Schließrichtung beaufschlagt. Dies kann dadurch erfolgen, dass der mindestens eine Rückraum im Wesentlichen durch den mindestens einen Übersetzerkolben und mindestens eine hydraulisch wirksame Fläche des Einspritzventilgliedes begrenzt wird.
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Insbesondere können der mindestens eine zweite Steuerraum und der mindestens eine Rückraum über mindestens einen in das Einspritzventilglied eingelassenen Druckausgleichskanal fluidisch verbunden sein, wobei vorteilhafterweise der Druckausgleichskanal mindestens ein Drosselelement aufweist.
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Wird der mindestens eine lineare Aktor angesteuert, beispielsweise mit Strom beaufschlagt, so erfolgt eine Längenausdehnung des mindestens einen Aktors, und der mindestens eine Steuerkolben wird in Schließrichtung verschoben, wodurch kurzfristig das Volumen des ersten Steuerraums vergrößert wird, wobei ein erster Druck einer Hydraulikflüssigkeit in dem mindestens einen ersten Steuerraum absinkt. Bei dieser Hydraulikflüssigkeit kann es sich beispielsweise um Kraftstoff handeln. Aufgrund dieses Absinken des Drucks der Hydraulikflüssigkeit wird der mindestens eine Übersetzerkolben entgegen der Schließrichtung verschoben, wobei das Volumen des mindestens einen ersten Steuerraums wieder absinkt und dementsprechend der Druck in diesem ersten Steuerraum wieder ansteigt. Gleichzeitig wird dabei das Volumen des mindestens einen zweiten Steuerraums vergrößert, was eine Druckabsenkung der Hydraulikflüssigkeit in diesem mindestens einen zweiten Steuerraum bewirkt. Zum Druckausgleich strömt Hydraulikflüssigkeit aus dem mindestens einen Rückraum in den mindestens einen zweiten Steuerraum, wodurch der Hydraulikdruck in dem mindestens einen Rückraum sinkt. Durch diesen Druckabfall in dem mindestens einen Rückraum wird das Einspritzventilglied mit einer Kraft entgegen der Schließrichtung beaufschlagt, wodurch sich das Einspritzventilglied entgegen der Schließrichtung bewegt und die mindestens eine Einspritzöffnung freigibt.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Erfindung auch so ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Übersetzerkolben eine Mitnahmevorrichtung, beispielsweise einen mechanischen Anschlag, aufweist, welcher zur Mitnahme des Einspritzventilgliedes bei einer Bewegung des mindestens einen Übersetzerkolbens entgegen der Schließrichtung geeignet ist. In dieser Ausgestaltung erfolgt, wenn sich der mindestens eine Übersetzerkolben entgegen der Schließrichtung bewegt, zunächst eine Mitnahme des Einspritzventilgliedes entgegen der Schließrichtung und somit ein schnelles Öffnen des Einspritzventilgliedes. Der durch Anheben des mindestens einen Übersetzerkolbens bewirkte Druckabfall in dem mindestens einen Rückraum bewirkt dann ein zusätzliches Anheben des Einspritzventilgliedes entgegen der Schließrichtung und somit einen zusätzlichen Hub des Einspritzventilgliedes. Diese Ausgestaltung bewirkt insgesamt, das auch bei vergleichsweise kurzen Aktoren, beispielsweise Piezo-Aktoren, ein genügender Hub des Einspritzventilgliedes erreicht werden kann und somit eine ausreichende Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine.
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Zeichnung
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffinjektors mit direkter Nadelsteuerung und Hubumkehr.
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Ausführungsvarianten
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Die einzige Figur (1) zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffinjektors 110 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Der Kraftstoffinjektor 110 weist einen Injektorkörper 112 auf, in welchem innerhalb eines Führungsabschnitts 114 eines Nadelraums 116 ein Einspritzventilglied 118 derart gelagert ist, dass das Einspritzventilglied 118 parallel zu einer Schließrichtung 120 verschiebbar ist. Das Einspritzventilglied 118 ist an seinem in Schließrichtung 120 unteren Ende kegelförmig ausgestaltet. Wird das Einspritzventilglied 118 in Schließrichtung 120 mit einer Kraft beaufschlagt, so wird das Einspritzventilglied 118 in einen Dichtsitz 122 gepresst, wodurch ein sacklochförmiger Bereich 124 im Nadelraum 116 dicht gegen Kraftstoff abgedichtet wird, wodurch in eine Wand des sacklochförmigen Bereichs 124 eingelassene Einspritzöffnungen 126 kraftstoffdicht verschlossen werden.
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Der Kraftstoffinjektor 110 ist über eine Hochdruckleitung 202, welche in einen Aktorraum 128 des Kraftstoffinjektors 110 mündet, mit einem Druckspeicher (Common-Rail) 130 verbunden. Über einen ersten Kraftstoffkanal 132 kann unter Druck stehender Kraftstoff in einen Druckraum 134 gelangen. Der Druckraum 134 steht wiederum über einen zweiten Kraftstoffkanal 136, welcher in einer Ausnehmung 138 im Nadelraum 116 mündet, fluidisch mit dem Nadelraum 116 in Verbindung. Von dieser Ausnehmung 138 kann unter Druck stehender Kraftstoff über einen Ringspalt 140 bis hin zum Dichtsitz 122 gelangen.
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Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor 110 einen Piezo-Aktor 142 auf, welcher in den Aktorraum 128 eingelassen ist und über elektrische Kontakte 144 bestrombar beziehungsweise mit Spannung beaufschlagbar ist, dergestalt, dass eine Längenänderung des Piezo-Aktors 142 in Schließrichtung 120 erfolgen kann. Der Piezo-Aktor 142 ist kraftstoffdicht ummantelt, um eine Schädigung des Piezo-Aktors 142 durch den unter Druck stehenden Kraftstoff im Aktorraum 128 zu vermeiden.
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Über eine Steuerfläche 146 steht der Piezo-Aktor 142 in Verbindung mit einem Steuerkolben 148, welcher mittels eines zwischen dem Aktorraum 128 und dem Druckraum 134 angeordneten Führungsbereichs 150 in Schließrichtung 120 linear verschiebbar gelagert ist. Dabei ist der Führungsbereich 150 derart ausgestaltet, dass die Führung des Steuerkolbens 148 kraftstoffdicht erfolgt, so dass durch den Führungsbereich 150 kein unter Druck stehender Kraftstoff vom Aktorraum 128 in den Druckraum 134 gelangen kann.
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Der Steuerkolben 148 ist weiterhin derart ausgestaltet, dass er innerhalb des Führungsbereichs 150 eine zylinderförmige Gestalt mit Durchmesser D1 aufweist und an seinem in Schließrichtung 120 gesehen unteren Ende einen verbreiterten zylinderförmigen Bereich mit einem Durchmesser D2, wobei D2 größer ist als D1. Dadurch bildet sich innerhalb des Druckraums 134 eine Schulterfläche 152, welche ringförmige Gestalt hat und senkrecht zur Schließrichtung 120 angeordnet ist.
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Innerhalb des Druckraums 134 ist der verdickte Bereich mit Durchmesser D2 des Steuerkolbens 148 von einem Übersetzerkolben 154 umgeben, welcher in seinem in Schließrichtung 120 gesehen oberen Bereich hohlzylinderförmig ausgestaltet ist. Dabei ist der verdickte Bereich mit Durchmesser D2 des Steuerkolbens 148 derart in dem Übersetzerkolben 154 gelagert, dass Übersetzerkolben 154 und Steuerkolben 148 gegeneinander verschiebbar sind, wobei entlang einer Berührungsfläche zwischen Steuerkolben 148 und Übersetzerkolben 154 eine Abdichtung gegen Kraftstoff erfolgt.
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Der Übersetzerkolben 154 weist näherungsweise in seiner Mitte einen Stützbereich 156 auf. An der Außenseite des im Wesentlichen zylinderförmigen Übersetzerkolbens 154 ist im Bereich des Stützbereichs 156 ein umlaufender ringförmiger Vorsprung 158 angeordnet.
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Der Steuerkolben 148 ist an seiner den Einspritzöffnungen 126 zugewandten Unterseite mit einer zylindrischen Aussparung 160 versehen und weist somit in diesem Bereich die Gestalt eines nach unten geöffneten Bechers auf. Innerhalb dieser zylindrischen Aussparung 160 ist der Steuerkolben 148 mittels einer Steuerkolbenfeder 162 gegen den Stützbereich 156 des Übersetzerkolbens 154 abgestützt. Zwischen dem Steuerkolben 148 und dem Übersetzerkolben 154 entsteht in diesem Bereich ein Hohlraum 164, welcher durch Entlastungskanäle 166 in der Wand des Übersetzerkolbens 154 mit dem übrigen Druckraum 134 verbunden ist, so dass im Hohlraum 164 und im übrigen Druckraum 134 stets näherungsweise gleicher Kraftstoffdruck herrscht.
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Der Übersetzerkolben 154 ist mittels einer ersten Übersetzerfeder 168 und einer ersten Dichthülse 170 nach oben gegen den Injektorkörper 112 abgestützt, wobei sich die erste Übersetzerfeder 168 gegen den ringförmigen Vorsprung 158 des Übersetzerkolbens 154 abstützt. Die erste Dichthülse 170 weist im Wesentlichen eine hohlzylinderförmige Gestalt auf, wobei die oberen (das heißt den Einspritzöffnungen 126 abgewandten) Enden der ersten Dichthülse spitz zulaufend ausgestaltet sind, um eine verbesserte Dichtung der ersten Dichthülse 170 gegenüber dem Injektorkörper 112 zu bewirken.
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Die erste Dichthülse 170, der Injektorkörper 112, die Schulterfläche 152 des Steuerkolbens 148 und eine in Form eines senkrecht zur Schließrichtung 120 angeordneten Kreisrings ausgestaltete Druckfläche 172 des Übersetzerkolbens 154 begrenzen einen ersten Steuerraum 174. Dieser erste Steuerraum 174 kann beispielsweise durch Spaltströmungen mit Kraftstoff befüllt werden, wobei im Betrieb des Kraftstoffinjektor 110 der erste Steuerraum 174 im Wesentlichen gegen den umgebenden Druckraum 134 kraftstoffdicht abgedichtet ist. Der erste Steuerraum 174 hat, bedingt durch den zentral durch diesen ersten Steuerraum 174 hindurch tretenden Steuerkolben 148, im Wesentlichen eine hohlzylinderförmige Gestalt.
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Nach unten hin, also in Richtung auf die Einspritzöffnungen 126, ist der Übersetzerkolben 154 mittels einer zweiten Übersetzerfeder 176 und einer zweiten Dichthülse 178 gegen den Injektorkörper 112 abgestützt. Wiederum stützt sich dabei die zweite Übersetzerfeder 176 auf dem ringförmigen Vorsprung 158 des Übersetzerkolbens 154 ab. Die zweite Dichthülse 178 ist wieder im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestaltet, weist jedoch nach unten hin, also den Einspritzöffnungen 126 zugewandt, einen spitz zulaufenden Verlauf auf, um eine bessere Abdichtung gegenüber dem Injektorkörper 112 zu erzielen. Somit bildet sich, im Wesentlichen begrenzt durch die zweite Dichthülse 178, den Injektorkörper 112 und eine zweite Druckfläche 180 des Übersetzerkolbens 154, welche im Wesentlichen kreisringförmig senkrecht zur Schließrichtung 120 ausgebildet ist, ein zweiter Steuerraum 182 aus. Dieser zweite Steuerraum 182 ist durch die zweite Dichthülse 178 kraftstoffdicht gegenüber dem übrigen Druckraum 134 ausgestaltet. Eine Befüllung des zweiten Steuerraums 182 mit Kraftstoff kann beispielsweise wiederum über Spaltströmungen erfolgen.
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Der Übersetzerkolben 154 weist in seinem unteren, das heißt den Einspritzöffnungen 126 zugewandten Bereich, einen zylinderförmigen Hohlraum 184 auf. Das Einspritzventilglied 118, welches im Führungsabschnitt 114 einen Durchmesser D3 aufweist, weist in seinem oberen Abschnitt einen auf einen Durchmesser D4 aufgeweiteten Verdickungsbereich 186 auf. Mit diesem Verdickungsbereich 186 ist das Einspritzventilglied 118 in den zylinderförmigen Hohlraum 184 des Übersetzerkolbens 154 eingelassen, dergestalt, dass das Einspritzventilglied 118 in einem Führungsabschnitt 188 linear in Schließrichtung 120 relativ zum Übersetzerkolben 154 verschiebbar gelagert ist. Dadurch bildet sich oberhalb des Einspritzventilgliedes 118 im zylinderförmigen Hohlraum 184 des Übersetzerkolbens 154 ein zylinderförmiger Rückraum 190. Dieser Rückraum 190 wird im Wesentlichen durch die Wand des zylinderförmigen Hohlraumes 184 des Übersetzerkolbens 154 und durch eine senkrecht zur Schließrichtung 120 angeordnete Druckfläche 192 am oberen Ende des Einspritzventilgliedes 118 begrenzt. Innerhalb des Rückraums 190 ist das Einspritzventilglied 118 über seine Druckfläche 192 mittels einer Nadelfeder 194 gegen den Stützbereich 156 des Übersetzerkolbens 154 abgestützt. Dadurch wird mittels der Nadelfeder 194 eine Kraft in Schließrichtung 120 auf das Einspritzventilglied 118 ausgeübt.
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Der Rückraum 190 und der zweite Steuerraum 182 stehen über einen Druckausgleichskanal 196 hydraulisch miteinander in Verbindung. Dieser Druckausgleichskanal 196 ist in diesem Ausführungsbeispiel als zentrale Bohrung im Einspritzventilglied 118 mit einer anschließenden radialen Bohrung 197 ausgestaltet. Weitere Ausgestaltungen sind denkbar, beispielsweise in Form entsprechender Nuten an der Oberfläche des Einspritzventilgliedes 118 oder durch entsprechende Bohrungen in der Wand des Übersetzerkolbens 154. Weiterhin kann der Druckausgleichskanal 196 auch Drosselelemente 197 aufweisen, um einen Druckausgleich zwischen dem Rückraum 190 und dem zweiten Steuerraum 182 zu verlangsamen. Unter einem Drosselelement 197 ist dabei im Wesentlichen eine Verengung des Druckausgleichskanals 196 zu verstehen. In diesem Ausführungsbeispiel gemäß 1 stellt die radiale Bohrung 197 das Drosselelement 197 dar, was fertigungstechnisch besonders günstig ist. Auch andere Ausgestaltungen sind denkbar.
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In der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist die Wand des zylinderförmigen Hohlraums 184 des Übersetzerkolbens 154 oberhalb des Führungsabschnitts 188 einen mechanischen Anschlag 198 in Form einer Ringschulter auf. Bewegt sich der Übersetzerkolben 154 entgegen der Schließrichtung 120, so greift der mechanische Anschlag 198 die Ringschulter 200 des Einspritzventilgliedes 118 am Übergangsbereich zwischen dem Durchmesser D3 und dem Durchmesser D4, wodurch das Einspritzventilglied 118 von der Aufwärtsbewegung des Übersetzerkolbens 154 mitgenommen wird.
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Die Funktionsweise des Kraftstoffinjektors 110 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Initiierung eines Einspritzvorgangs. Wird der Piezo-Aktor 142 mit einer Spannung beaufschlagt, so dehnt sich dieser in Schließrichtung 120 aus und wirkt über die Steuerfläche 146 auf den Steuerkolben 148 ein, so dass der Steuerkolben 148 in Schließrichtung 120 bewegt wird. Dadurch steigt kurzfristig das Volumen des ersten Steuerraumes 174, wodurch ein erster Druck p1 im ersten Steuerraum 174 kurzfristig absinkt. In Folge dessen wird über die Druckfläche 172 eine hydraulische Kraft auf den Übersetzerkolben 154 entgegen der Schließrichtung 120 ausgeübt, so dass sich der Übersetzerkolben 154 entgegen der Kraft der ersten Übersetzerfeder 168 entgegen der Schließrichtung 120 nach oben bewegt. Über den mechanischen Anschlag 198 und die Ringschulter 200 nimmt der Übersetzerkolben 154 dabei das Einspritzventilglied 118 mit, so dass sich dieses ebenfalls entgegen der Schließrichtung 120 nach oben bewegt.
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Mit der Aufwärtsbewegung des Übersetzerkolbens 154 vergrößert sich gleichzeitig das Volumen des zweiten Steuerraums 182. Dadurch sinkt der Kraftstoffdruck p2 im zweiten Steuerraum 182 kurzfristig ab. Da der zweite Steuerraum 182 über den Druckausgleichskanal 196 und das Drosselelement 197 mit dem Rückraum 190 fluidisch verbunden ist, sinkt mit einer geringfügigen zeitlichen Verzögerung zur Aktorbewegung auch der Druck p3 im Rückraum 190. Über die Druckfläche 192 wird daher in Folge des verringerten Drucks p3 eine Kraft auf das Einspritzventilglied 118 entgegen der Schließrichtung 120 und entgegen der Kraft durch die Nadelfeder 194 ausgeübt, so dass, zusätzlich zur bereits erfolgten mechanischen Mitnahme über den mechanischen Anschlag 198, das Einspritzventilglied 118 noch weiter entgegen der Schließrichtung 120 angehoben wird.
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Durch diesen Hub des Einspritzventilgliedes 118 löst sich das Einspritzventilglied 118 vom Dichtsitz 122 ab, und der Kraftstoffinjektor 110 öffnet ohne zusätzliche Aktorbewegung. Der Kraftstoff, der aus dem Druckspeicher 130 über die Hochdruckleitung 202, den Aktorraum 128, den ersten Kraftstoffkanal 132, den Druckraum 134, den zweiten Kraftstoffkanal 136, die Ausnehmung 138 und den Ringspalt 140 in den sacklochförmigen Bereich 124 gelangen kann, wird nun unter Druck durch die Einspritzöffnungen 126 in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt.
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Zum Verschließen der Einspritzöffnungen 126 wird entsprechend wieder die elektrische Ansteuerung des Piezo-Aktors 142 dahingehend geändert, dass sich der Piezo-Aktor 142 zusammenzieht, wodurch kurzfristig der Druck p1 im ersten Steuerraum 174 steigt, wodurch der Übersetzerkolben 154 nach unten bewegt wird. Dabei steigt der Druck p2 im zweiten Steuerraum 182 und somit (beispielsweise zeitverzögert) auch der Kraftstoffdruck p3 im Rückraum 190, wodurch das Einspritzventilglied 118 wieder nach unten, das heißt in Schließrichtung 120, bewegt wird und über den Dichtsitz 122 die Einspritzöffnungen 126 verschließt.
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Bezugszeichenliste
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- 110
- Kraftstoffinjektor
- 112
- Injektorkörper
- 114
- Führungsabschnitt
- 116
- Nadelraum
- 118
- Einspritzventilglied
- 120
- Schließrichtung
- 122
- Dichtsitz
- 124
- sacklochförmiger Bereich
- 126
- Einspritzöffnungen
- 128
- Aktorraum
- 130
- Druckspeicher
- 132
- erster Kraftstoffkanal
- 134
- Druckraum
- 136
- zweiter Kraftstoffkanal
- 138
- Ausnehmung
- 140
- Ringspalt
- 142
- Piezo-Aktor
- 144
- elektrische Kontakte
- 146
- Steuerfläche
- 148
- Steuerkolben
- 150
- Führungsbereich
- 152
- Schulterfläche
- 154
- Übersetzerkolben
- 156
- Stützbereich
- 158
- ringförmiger Vorsprung
- 160
- zylindrische Aussparung
- 162
- Steuerkolbenfeder
- 164
- Hohlraum
- 166
- Entlastungskanäle
- 168
- erste Übersetzerfeder
- 170
- erste Dichthülse
- 172
- Druckfläche
- 174
- erster Steuerraum
- 176
- zweite Übersetzerfeder
- 178
- zweite Dichthülse
- 180
- zweite Druckfläche
- 182
- zweiter Steuerraum
- 184
- zylinderförmiger Hohlraum
- 186
- Verdickungsbereich
- 188
- Führungsabschnitt
- 190
- Rückraum
- 192
- Druckfläche
- 194
- Nadelfeder
- 196
- Druckausgleichskanal
- 197
- Drosselelement
- 198
- mechanischer Anschlag
- 200
- Ringschulter
- 202
- Hochdruckleitung
