DE102005059163A1 - Fuel injection device for an internal combustion engine - Google Patents

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    • F02M2200/46Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies

Abstract

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) dient zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine. Sie umfasst mindestens zwei koaxiale Ventilelemente (34, 36) sowie ein Schaltventil (24, 26) zur Hubsteuerung der Ventilelemente (34, 36). Es wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Schaltventil (26) und mindestens einem Ventilelement (34) ein hydraulisches Verzögerungsglied (71) angeordnet ist.A fuel injection device (10) is used to inject fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. It comprises at least two coaxial valve elements (34, 36) and a switching valve (24, 26) for controlling the stroke of the valve elements (34, 36). It is proposed that a hydraulic delay element (71) be arranged between the switching valve (26) and at least one valve element (34).

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Bekannt sind hubgesteuerte Common-Rail-Injektoren mit mindestens einem als Magnetventil ausgebildeten Schaltventil und einer Einspritzdüse mit Sitzloch- oder Sacklochgeometrie zur Verteilung einer definierten Kraftstoffmenge im Brennraum. Durch Ansteuerung des Schaltventils wird ein Druck in einem Steuerraum abgesenkt, wodurch das Ventilelement vom Ventilsitz, der stromaufwärts von den eigentlichen Kraftstoff-Austrittsöffnungen liegt, abhebt.Known are stroke-controlled common-rail injectors with at least one as Solenoid valve formed switching valve and an injection nozzle with Sitzloch- or blind hole geometry for distribution of a defined amount of fuel in the combustion chamber. By controlling the switching valve is a pressure lowered in a control chamber, whereby the valve element from the valve seat, the upstream from the actual fuel outlet openings, lifts off.

Für ein günstiges Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine ist es in einigen Betriebssituationen wichtig, dass der Kraftstoff, insbesondere bei der Verwendung von Diesel-Kraftstoff, im Brennraum möglichst homogen verteilt ist. Damit dies bei kleinen eingespritzten Kraftstoffmengen ebenso möglich ist wie bei großen Kraftstoffmengen, werden sogenannte Koaxial-Vario-Düsen eingesetzt. Diese weisen zwei zueinander koaxiale Ventilelemente auf, durch deren Betätigung unterschiedliche Kraftstoff-Austrittsöffnungen freigegeben werden, die ggf. auch unterschiedlich orientiert sind. Dabei ist es günstig, wenn die beiden Ventilelemente vollkommen unabhängig voneinander betätigt werden können. Eine solche Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 069 308 A2 bekannt.For a favorable emission behavior of the internal combustion engine, it is important in some operating situations that the fuel, in particular when using diesel fuel, is distributed as homogeneously as possible in the combustion chamber. So that this is just as possible with small quantities of injected fuel as with large quantities of fuel, so-called coaxial vario nozzles are used. These have two mutually coaxial valve elements, by the actuation of different fuel outlet openings are released, which may also be oriented differently. It is advantageous if the two valve elements can be actuated completely independently. Such a fuel injection device is for example from the EP 1 069 308 A2 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung bereitzustellen, bei der sehr unterschiedliche Kraftstoffmengen zuverlässig eingespritzt werden können.task The present invention is a fuel injection device provide at the very different amounts of fuel reliable can be injected.

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.These Task is by a fuel injection device with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Verwendung eines Verzögerungsgliedes gestattet es auch bei einem langsam schaltenden Schaltventil, beispielsweise einem Magnetventil, eine nur kurze Öffnungszeit des Ventilelements zu realisieren. Der Zeitraum, während dessen das Ventilelement vom Ventilsitz abgehoben hat, ist also kürzer als der Zeitraum, während dessen das Schaltventil in der entsprechenden Schaltposition ist.The Use of a delay element allowed it also with a slow-switching switching valve, for example a solenoid valve, a short opening time of the valve element to realize. The period during which has lifted the valve element from the valve seat, so is shorter than the period while whose switching valve is in the corresponding switching position.

Die Ausgestaltung des Verzögerungsgliedes als hydraulisches Verzögerungsglied erhöht in erheblichem Umfange die Freiheitsgrade bei der Auslegung des Schaltverhaltens des damit gesteuerten Ventilelements. Auch die Freiheitsgrade in bautechnischer Hinsicht werden durch die hydraulische Ausgestaltung des Verzögerungsglieds erhöht, da durch das hydraulische Verzögerungsglied auch "krumme" Strecken überbrückt werden können. Dies ist besonders günstig für die Ansteuerung des axial außen liegenden Ventilelements.The Embodiment of the delay element as hydraulic delay element elevated to a considerable extent the degrees of freedom in the interpretation of the Switching behavior of the thus controlled valve element. Also the Degrees of freedom in constructional terms are due to the hydraulic Configuration of the delay element elevated, because of the hydraulic delay element also "crooked" routes are bridged can. This is especially cheap for the Control of the axially outside lying valve element.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist eine unabhängige Steuerung der beiden Ventilelemente bei gleichzeitiger Berücksichtigung der hydraulischen und der mechanischen Erfordernisse und des zur Verfügung stehenden Bauraums möglich. Ferner können dank des hydraulischen Verzögerungsglieds die elektrischen, hydraulischen und mechanischen Steuerglieder, die für eine Betätigung der Ventilelemente erforderlich sind, in einem kompakten Gehäuse untergebracht werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung bei bisherigen Brennkraftmaschinen ohne zusätzliche Bauraumanpassungen eingesetzt werden. Somit könnte die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gegen bekannte druckgesteuerte bzw. hubgesteuerte Einspritzsysteme, wie Common-Rail, Pumpe-Leitung-Düse oder druckverstärkten Common-Rail-Sytemen, einfach ausgetauscht werden.at the fuel injection device according to the invention is an independent Control of the two valve elements with simultaneous consideration hydraulic and mechanical requirements and of the disposal standing space available. Furthermore, can thanks to the hydraulic delay element the electrical, hydraulic and mechanical controls, the for an operation the valve elements are required, housed in a compact housing become. As a result, the fuel injection device according to the invention in previous internal combustion engines without additional space adaptations be used. Thus could the fuel injection device according to the invention against known pressure-controlled or stroke-controlled injection systems, like common rail, pump pipe nozzle or pressure-boosted Common rail systems, easily exchanged.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des hydraulischen Verzögerungsgliedes besteht darin, dass es einen Vorsteuerraum umfasst, dessen Länge ein Mehrfaches seines Durchmessers beträgt, wobei der Vorsteuerraum an einem Endbereich mit dem Schaltventil und an einem anderen Endbereich mit einem Steuerraum und einem Hochdruckanschluss verbunden ist. Ein solcher Vorsteuerraum wirkt ähnlich wie eine hydraulische Feder und stellt so die gewünschte Verzögerungsfunktion bereit. Der Vorteil eines solchen Vorsteuerraums liegt vor allem in seiner einfachen Realisierbarkeit. Ferner kann durch einen solchen Vorsteuerraum eine große Entfernung zwischen Steuerraum und Schaltventil überbrückt werden, bei gleichzeitig kleinem und daher präzise wirkendem Steuerraum.A particularly advantageous embodiment of the hydraulic delay element is that it includes a pilot space whose length is one Multiple of its diameter is, the pilot space at one end region with the switching valve and at another end region with a control room and a high-pressure connection is connected. One such pilot space acts similarly like a hydraulic spring, thus providing the desired deceleration function ready. The advantage of such a pilot space is mainly in its easy realization. Furthermore, by such Pilot control room a big one Distance between control room and switching valve are bridged, at the same time small and therefore precise acting control room.

Dabei bietet die Verwendung eines Vorsteuerraums die Möglichkeit, das hydraulische Verzögerungsglied so auszubilden, dass es in Öffnungsrichtung des zugehörigen Ventilelements stärker als in Schließrichtung verzögert. Damit kann ein spätes Öffnen, jedoch ein frühes Schließen des zugehörigen Ventilelements realisiert werden, was für das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine, bei welcher die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eingesetzt wird, nochmals verbessert.there the use of a pilot control room offers the possibility of hydraulic delay so that it forms in the opening direction of the associated Valve element stronger as in the closing direction delayed. This can be a late opening, however an early one Shut down the associated valve element be realized, what for the emission behavior of the internal combustion engine, in which the fuel injection device according to the invention used is, again improved.

Eine Richtungsabhängigkeit des Füllen und Entleerens des Steuerraums kann dadurch realisiert werden, dass das hydraulische Verzögerungsglied ein Drossel-Rückschlagventil umfasst, welches zwischen Vorsteuerraum und Steuerraum angeordnet ist und zum Steuerraum hin öffnet. Ein solches Drossel-Rückschlagventil umfasst beispielsweise ein Ventilelement, in das eine Strömungsdrossel integriert ist.A directional dependence of the filling and emptying of the control chamber can be realized that the hydraulic delay element comprises a throttle check valve which is arranged between the pilot control chamber and control chamber and opens to the control chamber. Such a throttle check valve comprises, for example, a valve element into which a flow throttle is integrated.

Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung sieht vor, dass das hydraulische Verzögerungsglied eine erste Strömungsdrossel zwischen Vorsteuerraum und Steuerraum, eine zweite Strömungsdrossel zwischen Vorsteuerraum und einem Hochdruckanschluss, und eine dritte Strömungsdrossel zwischen Vorsteuerraum und dem Schaltventil umfasst. Auf diese Weise kann das Öffnungs- und Schließverhalten des Ventilelements eingestellt werden, was eine optimale Anpassung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung an die Erfordernisse der Brennkraftmaschine und somit letztlich eine Optimierung des Emissionsverhaltens ermöglicht.A sees further preferred embodiment of the fuel injection device according to the invention before that the hydraulic delay element a first flow restrictor between pilot control room and control room, a second flow restrictor between pilot control room and a high-pressure connection, and a third flow throttle between pilot chamber and the switching valve comprises. In this way can the opening and closing behavior the valve element can be adjusted, allowing for optimal adaptation the fuel injection device to the requirements of the internal combustion engine thus ultimately optimizing emission behavior.

Eine Richtungsabhängigkeit der Verzögerungswirkung wird erreicht, indem die erste und die zweite Strömungsdrossel nahe beieinander sind.A directionality the delay effect is achieved by the first and second flow restrictors are close to each other.

Dabei dürfte in den meisten Fällen ein besonders günstiges Ergebnis erzielt werden, wenn die Drosselwirkung der ersten Strömungsdrossel am stärksten ist, und wenn die Drosselwirkung der zweiten Strömungsdrossel in etwa gleich jener der dritten Strömungsdrossel ist.there might in most cases a very cheap Result can be achieved when the throttling action of the first flow restrictor the strongest is, and when the throttle effect of the second flow restrictor is about the same that of the third flow restrictor is.

Bei zwei Ventilelementen kann eines mit dem oben erwähnten hydraulischen Verzögerungsglied, ein anderes aber mit einem mechanischen Verzögerungsglied ausgestattet sein. Hierdurch wird es möglich, die Steuerräume der einzelnen Ventilelemente relativ weit voneinander weg zu platzieren, was das Risiko einer gegenseitigen Beeinflussung aufgrund von Leckagen reduziert. Außerdem kann durch ein solches Verzögerungsglied, welches beispielsweise als Steuerstange ausgebildet ist, ein ganz bestimmtes Verzögerungsverhalten realisiert werden.at two valve elements can one with the above-mentioned hydraulic delay element, a but otherwise be equipped with a mechanical delay element. This will make it possible the control rooms the individual valve elements to place relatively far away from each other, what the risk of mutual interference due to leaks reduced. Furthermore can by such a delay element, which is designed for example as a control rod, a whole certain deceleration behavior will be realized.

Vorteilhaft ist ferner, wenn das mechanische Verzögerungsglied eine Steuerstange umfasst, die beispielsweise einen Steuerraum begrenzt, der über mindestens eine Strömungsdrossel mit dem Schaltventil verbunden ist. Eine solche klassische Hubsteuerung ermöglicht dank der Strömungsdrossel ein gewünschtes Öffnungs- und Schließverhalten.Advantageous is further, when the mechanical delay member is a control rod includes, for example, limits a control room that has at least a flow restrictor connected to the switching valve. Such a classic stroke control allows thanks to the flow restrictor a desired opening and closing behavior.

Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn ein Hochdruckanschluss mit einem zwischen der mindestens einen Strömungsdrossel und dem Schaltventil liegenden Bereich über eine Zuströmdrossel verbunden ist. In dem zwischen Strömungsdrossel und Schaltventil liegenden Bereich kann bei geöffnetem Schaltventil ein sehr niedriger Druck realisiert werden, welcher ein sicheres Öffnen des Ventilelements gestattet, wobei durch die Zuströmdrossel allzu große Strömungsverluste vom Hochdruckanschluss her vermieden werden.there it is particularly preferred if a high pressure port with a between the at least one flow restrictor and the switching valve lying area over connected to an inflow throttle is. In between the flow restrictor and Switching valve lying area can be a very open switch valve low pressure can be realized, which is a safe opening of the Valve element allows, through the inflow throttle too large flow losses be avoided from the high pressure connection ago.

Besonders vorteilhaft ist jene Ausgestaltung, bei welcher zwischen Schaltventil und Steuerraum ein Drossel-Rückschlagventil und vorzugsweise hierzu seriell eine zusätzliche Strömungsdrossel angeordnet sind. Durch ein solches Rückschlagdrosselventil kann eine unterschiedliche Charakteristik beim Entleeren und Füllen des Steuerraums des Ventilelements realisiert werden, was letztlich zu einem unterschiedlichen Öffnungs- und Schließverhalten führen kann. Durch eine zusätzliche serielle Strömungsdrossel kann dabei das Füllen des Steuerraums etwas verzögert werden, um ein zu hartes Schließen des Ventilelements zu vermeiden. Außerdem wird hierdurch das notwendige Steuerraumvolumen und damit die Ventilöffnungsgeschwindigkeit bzw. eine Ventil- oder Steuerraumdruckschwankung minimiert.Especially advantageous is that embodiment in which between switching valve and control chamber a throttle check valve and preferably for this purpose an additional flow restrictor are arranged serially. By such a check throttle valve can have a different characteristic when emptying and filling the Control space of the valve element can be realized, ultimately to a different opening and closing behavior can lead. By an additional serial flow restrictor can do the filling of the control room delayed a bit be too hard closing the Valve element to avoid. Furthermore thus becomes the necessary control chamber volume and thus the valve opening speed or a valve or control chamber pressure fluctuation minimized.

Am einfachsten können zwei unabhängige Schaltventile für die unabhängige Betätigung der Ventilelemente dann untergebracht werden, wenn ein Schaltventil für das innere Ventilelement an einem axialen Endbereich eines Gehäuses und ein Schaltventil für das äußere Ventilelement seitlich an dem Gehäuse angeordnet sind. Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass beide Schaltventile nebeneinander an einem axialen Endbereich des Gehäuses angeordnet und vorzugsweise dort gekapselt sind. Dies erlaubt ein besonders schlankes Design der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.At the can be simplest two independent switching valves for the independent activity the valve elements are then housed when a switching valve for the inner valve element at an axial end portion of a housing and a switching valve for the outer valve element on the side of the housing are arranged. Alternatively, it is also conceivable that both Switching valves arranged side by side on an axial end portion of the housing and preferably encapsulated there. This allows a special slim design of fuel injector.

Zeichnungendrawings

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.following become particularly preferred embodiments the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained.

Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen genannte Merkmale in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein können, ohne dass dies gesondert erwähnt wird. In der Zeichnung zeigen:there It should be noted at this point that in the description, the drawing and the claims mentioned features in very different Combinations for the invention may be essential without this being mentioned separately becomes. In the drawing show:

1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; 1 a perspective view of a first embodiment of a fuel injection device;

2 eine teilweise geschnittene und zum Teil schematisierte Darstellung von Bereichen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von 1; und 2 a partially sectioned and partially schematic representation of areas of the fuel injection device of 1 ; and

3 eine perspektivische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung. 3 a perspective view of an alternative embodiment of a fuel injection device.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 trägt eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung insgesamt das Bezugszeichen 10. Über einen Hochdruckanschluss 12 kann sie beispielsweise an einen Hochdruck-Kraftstoffspeicher 14 ("Rail") oder einen externen Druckverstärker angeschlossen werden. Ein Rücklaufanschluss 16 verbindet die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 mit einem Niederdruckbereich 17, beispielsweise einem Kraftstoffbehälter.In 1 a fuel injection device collectively bears the reference numeral 10 , Via a high pressure connection 12 For example, it can be connected to a high-pressure fuel tank 14 ("Rail") or an external booster can be connected. A return connection 16 connects the fuel injector 10 with a low pressure area 17 , For example, a fuel tank.

Das in 1 untere Ende der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 ist mit zwei axial voneinander beabstandeten Reihen von Kraftstoff-Austrittsöffnungen 18 bzw. 20 versehen. Diese können unabhängig voneinander freigegeben werden, so dass durch sie Kraftstoff in einen Brennraum 22 eingespritzt wird. Hierfür sind an dem in 1 oberen axialen Ende zwei Magnetventile 24 und 26 vorgesehen, welche auf in 1 nicht sichtbare Ventilelemente einwirken. Die Magnetventile 24 und 26 sind an dem oberen Ende der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 gekapselt.This in 1 lower end of the fuel injector 10 is with two axially spaced rows of fuel outlet openings 18 respectively. 20 Mistake. These can be released independently, allowing fuel through them into a combustion chamber 22 is injected. For this purpose are at the in 1 upper axial end two solenoid valves 24 and 26 provided, which in on 1 non-visible valve elements act. The solenoid valves 24 and 26 are at the top of the fuel injector 10 capsuled.

Weitere im Inneren der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 angeordnete Funktionselemente werden nun unter Bezugnahme auf 2 erläutert: Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 28 mit einem Zentralkörper 30 und einem Düsenkörper 32. Im Gehäuse 28 sind ein äußeres Ventilelement 34 und ein in diesem zumindest bereichsweise koaxial aufgenommenes inneres Ventilelement 36 angeordnet. Das äußere Ventilelement 34 umfasst eine hülsenartige Düsennadel 38, die im Düsenkörper 32 angeordnet ist und mit einer Dichtfläche 40 mit einem gehäuseseitigen Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) im Bereich der oberen Kraftstoff-Austrittsöffnungen 18 zusammenarbeitet.Further inside the fuel injection device 10 arranged functional elements will now be with reference to 2 explains: The fuel injector 10 includes a housing 28 with a central body 30 and a nozzle body 32 , In the case 28 are an outer valve element 34 and in this at least partially coaxially received inner valve element 36 arranged. The outer valve element 34 includes a sleeve-like nozzle needle 38 in the nozzle body 32 is arranged and with a sealing surface 40 with a housing-side valve seat (no reference numeral) in the region of the upper fuel outlet openings 18 cooperates.

Das von den Kraftstoff-Austrittsöffnungen 18 abgewandte Ende der Düsennadel 38 arbeitet mit einem äußeren hülsenartigen Kopplerkolben 42 zusammen, der einen radial abragenden Ringbund 44 aufweist, an dem sich eine Feder 46 abstützt, die sich wiederum mit ihrem vom Ringbund 44 abgewandten Ende am Zentralkörper 30 abstützt. Auf diese Weise werden der Kopplerkolben 42 und über diesen wiederum die Düsennadel 38 in Schließrichtung beaufschlagt. Düsennadel 38 und Kopplerkolben 42 haben vorliegend den gleichen Durchmesser, grundsätzlich sind aber auch Ausführungen mit unterschiedlichen Durchmessern möglich. Das in 1 obere Ende des Kopplerkolbens 42 bildet eine ringförmige Steuerfläche 48, welche einen ringscheibenförmigen Steuerraum 50 begrenzt.That of the fuel outlets 18 opposite end of the nozzle needle 38 works with an outer sleeve-like coupler piston 42 together, a radially projecting annular collar 44 has, on which a spring 46 supported, in turn, with her from the ring collar 44 opposite end on the central body 30 supported. In this way, the coupler piston 42 and over this again the nozzle needle 38 acted upon in the closing direction. nozzle needle 38 and coupler pistons 42 in this case have the same diameter, but in principle also versions with different diameters are possible. This in 1 upper end of the coupler piston 42 forms an annular control surface 48 , which an annular disk-shaped control room 50 limited.

Über einen Kanal 52 ist der Steuerraum 50 mit einem Ventilraum 54 eines Drossel-Rückschlagventils 56 verbunden. Dieses umfasst einen Ventilkörper 58, der von einer Feder 60 gegen einen Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) beaufschlagt wird. Der Ventilkörper 58 wird von einem Strömungskanal (ohne Bezugszeichen) durchsetzt, der eine Strömungsdrossel 62 aufweist.About a channel 52 is the control room 50 with a valve chamber 54 a throttle check valve 56 connected. This includes a valve body 58 that of a spring 60 is acted upon against a valve seat (without reference numeral). The valve body 58 is penetrated by a flow channel (without reference numeral), which is a flow restrictor 62 having.

Von dem Ventilsitz, mit dem der Ventilkörper 58 zusammenarbeitet, erstreckt sich ein langgezogener Vorsteuerraum 64 bis in den in 1 oberen Bereich des Zentralkörpers 30. Die Relation der Länge des Vorsteuerraums 64 gegenüber der gesamten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 und sein Durchmesser-/Längenverhältnis geht auch aus 1 hervor, in der der Vorsteuerraum 64 gestrichelt eingezeichnet ist. An seinem zum Drossel-Rückschlagventil 56 benachbarten Ende ist der Vorsteuerraum 64 über eine Zuströmdrossel 66 mit einem Hochdruckkanal 68 verbunden, der wiederum mit dem Hochdruckanschluss 12 verbunden ist. Von dem vom Drossel-Rückschlagventil 56 abgewandten Ende des Vorsteuerraums 64 führt ein Abströmkanal (ohne Bezugszeichen) mit einer Abströmdrossel 70 zu dem als 2/2-Wege ausgebildeten Magnetventil 26. Für die Querschnitte der Strömungsdrosseln 62, 66 und 70 gilt: 62 < 6670.From the valve seat to which the valve body 58 cooperates, extends an elongated pilot space 64 to the in 1 upper area of the central body 30 , The relation of the length of the pilot control room 64 opposite the entire fuel injection device 10 and its diameter / aspect ratio also goes out 1 in which the pilot control room 64 indicated by dashed lines. At its to throttle check valve 56 adjacent end is the pilot control room 64 via an inflow throttle 66 with a high pressure channel 68 connected, in turn, with the high pressure connection 12 connected is. From the throttle check valve 56 opposite end of the pilot control room 64 leads a discharge channel (without reference numeral) with a flow restrictor 70 to the designed as 2/2-way solenoid valve 26 , For the cross sections of the flow restrictors 62 . 66 and 70 applies: 62 < 66 70 ,

Das zentrale oder innere Ventilelement 36 umfasst eine innere Düsennadel 72, die mit einer Dichtfläche 74 im Bereich der Kraftstoff-Austrittsöffnungen 20 mit einem gehäuseseitigen Dichtsitz (ohne Bezugszeichen) zusammenarbeitet. An ihrem von den Kraftstoff-Austrittsöffnungen 20 abgewandten Ende arbeitet die innere Düsennadel 72 mit einem inneren Führungskolben 76 zusammen, der im äußeren Kopplerkolben 42 geführt ist. Dessen in 2 oberes Ende kooperiert wiederum mit einem inneren Kopplerkolben 78, der einen sich radial erstreckenden Ringbund 80 aufweist, an dem sich eine Feder 82 abstützt. Deren vom Ringbund 80 abgewandtes Ende stützt sich wiederum am Zentralkörper 30 ab, wodurch der innere Kopplerkolben 78, der innere Führungskolben 76, und letztlich die innere Düsennadel 72 in Schließrichtung beaufschlagt werden.The central or inner valve element 36 includes an inner nozzle needle 72 that with a sealing surface 74 in the area of the fuel outlet openings 20 with a housing-side sealing seat (no reference) cooperates. At her from the fuel outlets 20 opposite end works the inner nozzle needle 72 with an inner guide piston 76 together, in the outer coupler piston 42 is guided. Its in 2 the upper end cooperates again with an inner coupler piston 78 which has a radially extending annular collar 80 has, on which a spring 82 supported. Their from the ring collar 80 opposite end in turn is supported on the central body 30 which causes the inner coupler piston 78 , the inner guide piston 76 , and ultimately the inner nozzle needle 72 be acted upon in the closing direction.

Die in 2 obere Stirnfläche des inneren Kopplerkolbens 78 bildet eine Steuerfläche 84, die einen Steuerraum 86 begrenzt. Dieser ist über einen Kanal (ohne Bezugszeichen) und eine Abströmdrossel 88 mit einem Ventilraum 90 eines Drossel-Rückschlagventils 92 verbunden. Dieses umfasst, analog zum Drossel-Rückschlagventil 56, einen Ventilkörper 94, der von einer Feder 96 gegen einen vom Steuerraum 86 abgewandten Ventilsitz (ohne Bezugszeichen) beaufschlagt wird. Im Ventilkörper 94 ist ein Kanal (ohne Bezugszeichen) mit einer Strömungsdrossel 97 vorhanden. Vom Ventilsitz erstreckt sich ein Vorsteuerraum 98, der jedoch um eine Größenordnung kleiner ist als der Vorsteuerraum 64. Der Vorsteuerraum 98 ist über eine Zustromdrossel 100 mit dem Hochdruckkanal 68 und somit mit dem Hochdruckanschluss 12 verbunden. Außerdem ist eine Verbindung vom Vorsteuerraum 98 zum Magnetventil 24 vorhanden, welches ebenfalls als 2/2-Ventil ausgeführt ist.In the 2 upper end face of the inner coupler piston 78 forms a control surface 84 that have a control room 86 limited. This is via a channel (without reference numeral) and an outflow throttle 88 with a valve chamber 90 a throttle check valve 92 connected. This includes, analogous to the throttle check valve 56 , a valve body 94 that of a spring 96 against one from the control room 86 facing away valve seat (without reference numeral) is acted upon. In the valve body 94 is a channel (not numbered) with a flow restrictor 97 available. From the valve seat extends a pilot control room 98 which, however, is one order of magnitude smaller than the pilot control room 64 , The pilot control room 98 is about an influx choke 100 with the high pressure channel 68 and thus with the high pressure connection 12 connected. There is also a connection from the pilot control room 98 to the solenoid valve 24 available, which is also designed as a 2/2-valve.

Die in den 1 und 2 dargestellte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 arbeitet folgendermaßen: Wenn kein Kraftstoff eingespritzt werden soll, sind beide Magnetventile 24 und 26 geschlossen. Am Hochdruckanschluss 12 liegt der hohe Druck des Rails 14 an. Damit herrscht auch im Vorsteuerraum 64, dem Ventilraum 54 und dem Steuerraum 50 sowie dem Vorsteuerraum 98, dem Ventilraum 90, und dem Steuerraum 86 dieser hohe Kraftstoffdruck. Dies führt dazu, dass die beiden Ventilelemente 34 und 36 mit ihren Dichtflächen 40 und 74 gegen die zugehörigen gehäuseseitigen Ventilsitze gedrückt werden und kein Kraftstoff aus den Kraftstoff-Austrittsöffnungen 18 und 20 austreten kann.The in the 1 and 2 illustrated fuel injection device 10 works as follows: If no fuel is to be injected, both are solenoid valves 24 and 26 closed. At the high pressure connection 12 is the high pressure of the rail 14 at. This also prevails in the pilot control room 64 , the valve chamber 54 and the control room 50 as well as the pilot control room 98 , the valve chamber 90 , and the control room 86 this high fuel pressure. This causes the two valve elements 34 and 36 with their sealing surfaces 40 and 74 be pressed against the associated housing-side valve seats and no fuel from the fuel outlet openings 18 and 20 can escape.

Wenn eine Einspritzung durch die Kraftstoff-Austrittsöffnungen 18 erfolgen soll, wird das Magnetventil 26 geöffnet. Somit sinkt der Druck im Vorsteuerraum 64, da Kraftstoff über die Abströmdrossel 70 zum Niederdruckbereich 17 hin abströmen kann. Gleichzeitig strömt Kraftstoff über die Zuströmdrossel 66 in den Vorsteuerraum 64 nach. Es stellt sich im Vorsteuerraum 64 ein stationäres Druckniveau ein, welches durch den Druck am Hochdruckanschluss 12 und das Verhältnis der Durchflusswerte der Zuströmdrossel 66 und der Abströmdrossel 70 bestimmt wird.When an injection through the fuel outlet 18 should be done, the solenoid valve 26 open. Thus, the pressure in the pilot chamber drops 64 , because fuel over the outflow throttle 70 to the low pressure area 17 can flow out. At the same time, fuel flows via the inflow throttle 66 in the pilot control room 64 to. It turns in the pilot control room 64 a stationary pressure level, which is due to the pressure at the high pressure port 12 and the ratio of the flow rate of the inflow throttle 66 and the outflow throttle 70 is determined.

Durch das große Längen-/Durchmesserverhältnis des Vorsteuerraums 64 wird eine Verzögerung des Druckabbaus im Bereich des geschlossenen Drossel-Rückschlagventils 56 erreicht. Hierdurch reagiert der Druck im Steuerraum 50 verzögert gegenüber dem Druck im Vorsteuerraum 64. Wenn die in Öffnungsrichtung am äußeren Ventilelement 34 angreifenden Kräfte die an der Steuerfläche 48 wirkenden und durch die Feder 46 aufgebrachten und in Schließrichtung wirkenden Kräfte übersteigen, hebt die Düsennadel 38 mit der Dichtfläche 40 vom gehäuseseitigen Ventilsitz ab. Die Öffnungsgeschwindigkeit wird dabei durch die Strömungsdrossel 62 begrenzt. Hierdurch verringert sich das Volumen des Steuerraums 50. Das entsprechende Kraftstoffvolumen wird vom Kopplerkolben 42 über den Kanal 52, den Ventilraum 54 und die Strömungsdrossel 62 gedämpft in den Vorsteuerraum 64 geschoben, bis der Kopplerkolben 42 seinen Hubanschlag (die obere Begrenzung des Steuerraums 50) erreicht.Due to the large length / diameter ratio of the pilot control room 64 there will be a delay in the pressure reduction in the area of the closed throttle check valve 56 reached. As a result, the pressure in the control room reacts 50 delayed compared to the pressure in the pilot control room 64 , When in the opening direction on the outer valve element 34 attacking forces at the control surface 48 acting and by the spring 46 applied and acting in the closing direction forces exceed, lift the nozzle needle 38 with the sealing surface 40 from the housing-side valve seat. The opening speed is through the flow restrictor 62 limited. This reduces the volume of the control room 50 , The corresponding fuel volume is from the coupler piston 42 over the canal 52 , the valve room 54 and the flow restrictor 62 steamed in the pilot control room 64 pushed until the coupler piston 42 its stroke stop (the upper limit of the control room 50 ) reached.

Zum Beenden einer Einspritzung wird das Magnetventil 26 geschlossen und so das Abströmen von Kraftstoff aus dem Vorsteuerraum 64 beendet. Aufgrund des über die Zuströmdrossel 66 nachströmenden Kraftstoffes steigt der Druck im Vorsteuerraum 64. Nun hebt der Ventilkörper 58 von seinem gehäuseseitigen Ventilsitz ab, so dass Kraftstoff im Wesentlichen ungedrosselt vom Vorsteuerraum 64 über den Ventilraum 54 und den Kanal 52 in den Steuerraum 50 nachströmen und dort zu einer entsprechenden Druckerhöhung führen kann.To stop an injection, the solenoid valve 26 closed and so the outflow of fuel from the pilot chamber 64 completed. Due to the over the inflow throttle 66 nachströmenden fuel increases the pressure in the pilot chamber 64 , Now lift the valve body 58 from its housing-side valve seat, leaving fuel essentially unthrottled from the pilot chamber 64 over the valve space 54 and the channel 52 in the control room 50 can flow and there can lead to a corresponding pressure increase.

Wenn die an der Steuerfläche 48 in Schließrichtung angreifenden Kräfte eine ausreichende Höhe erreichen, bewegt sich der Kopplerkolben 42 zusammen mit der Düsennadel 38 wieder in Richtung des gehäuseseitigen Ventilsitzes. Dabei wird die Schließgeschwindigkeit durch die Zuströmdrossel 66 und die Feder 46 bestimmt. Wenn die Dichtfläche 40 der Düsennadel 38 wieder am gehäuseseitigen Ventilsitz anliegt, stellt sich Druckgleichgewicht ein, d.h., dass im Steuerraum 50, im Ventilraum 54, und im Vorsteuerraum 64 der gleiche Druck, nämlich der am Hochdruckanschluss 12 herrschende hohe Kraftstoffdruck, herrscht.When the at the control surface 48 In closing direction acting forces reach a sufficient height, moves the coupler piston 42 together with the nozzle needle 38 again in the direction of the housing-side valve seat. The closing speed is determined by the inflow throttle 66 and the spring 46 certainly. If the sealing surface 40 the nozzle needle 38 rests again on the housing-side valve seat, adjusts pressure balance, ie, that in the control room 50 , in the valve room 54 , and in the pilot room 64 the same pressure, namely at the high pressure port 12 prevailing high fuel pressure, prevails.

Wie oben bereits erwähnt wurde, wird aufgrund der langgestreckten Form des Vorsteuerraum 64 und der spezifischen Anordnung der Zuströmdrossel 66 zur Abströmdrossel 70 eine Druckabsenkung im Vorsteuerraum 64 nur verzögert an den Ventilraum 54 und somit an den Steuerraum 50 weitergeleitet. Daher werden Vorsteuerraum 64 (zusammen mit der spezifischen Anordnung von Zuströmdrossel 66 und Abströmdrossel 70) und Drossel-Rückschlagventil 56 auch als Verzögerungsglied 71 bezeichnet. Dabei ist die Verzögerungswirkung richtungsabhängig, denn eine Druckerhöhung im Vorsteuerraum 64 wird durch das dann geöffnete Drossel-Rückschlagventil 56 sehr schnell bzw. unmittelbar an den Steuerraum 50 weitergeleitet.As mentioned above, due to the elongated shape of the pilot control room 64 and the specific arrangement of the inflow throttle 66 to the outlet throttle 70 a pressure reduction in the pilot control room 64 only delayed to the valve chamber 54 and thus to the control room 50 forwarded. Therefore, pilot room 64 (together with the specific arrangement of inflow throttle 66 and outflow throttle 70 ) and throttle check valve 56 also as a delay element 71 designated. The delay effect is direction-dependent, because a pressure increase in the pilot control room 64 is through the then opened throttle check valve 56 very fast or directly to the control room 50 forwarded.

Durch die Realisierung des Verzögerungsglieds 71 können sehr kurze Öffnungs- bzw. Schließzeiten am Ventilelement 34 dargestellt werden, obwohl das Magnetventil 26 nur relativ langsam schaltet. Oder, mit anderen Worten: die Öffnungszeit des Ventilelements 34 ist kürzer als die Öffnungszeit des Magnetventils 26. Durch die Richtungsabhängigkeit reagiert das Ventilelement 34 relativ früher auf das Schließen des Magnetventils 26 als auf dessen Öffnen. Dies ist für die Dosierbarkeit von sehr kleinen Einspritzmengen bzw. zur Darstellbarkeit bestimmter Betriebspunkte der Brennkraftmaschine, und somit zumindest indirekt für das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine günstig.By the realization of the delay element 71 can very short opening or closing times on the valve element 34 are shown, although the solenoid valve 26 only switches relatively slowly. Or, in other words: the opening time of the valve element 34 is shorter than the opening time of the solenoid valve 26 , Due to the directionality, the valve element reacts 34 relatively earlier on the closing of the solenoid valve 26 as at its opening. This is favorable for the controllability of very small injection quantities or for the depictability of certain operating points of the internal combustion engine, and thus at least indirectly for the emission behavior of the internal combustion engine.

Wenn eine Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoff-Austrittsöffnungen 20 erfolgen soll, wird folgendermaßen vorgegangen: auch hier ist im Ausgangszustand das Magnetventil 24 geschlossen, so dass im Vorsteuerraum 98, im Ventilraum 90 und im Steuerraum 86 der am Hochdruckanschluss 12 anliegende hohe Kraftstoffdruck herrscht. Durch die an der Steuerfläche 84 und aufgrund der Feder 82 in Schließrichtung wirkenden Kräfte wird die Düsennadel 72 mit der Dichtfläche 74 gegen den gehäuseseitigen Ventilsitz gedrückt, so dass Kraftstoff nicht austreten kann.When fuel injection through the fuel outlet 20 The procedure is as follows: here, too, is the solenoid valve in the initial state 24 closed, so in the pilot control room 98 , in the valve room 90 and in the control room 86 the at the high pressure connection 12 high fuel pressure prevails. By the at the control surface 84 and because of the spring 82 in the closing direction acting forces is the nozzle del 72 with the sealing surface 74 pressed against the housing-side valve seat, so that fuel can not escape.

Für eine Einspritzung wird das Magnetventil 24 geöffnet. Da der Vorsteuerraum 98 mit dem Magnetventil 24 unmittelbar, also ohne Zwischenschaltung einer Drossel, verbunden ist, sinkt der Druck im Vorsteuerraum 98 bis annähernd auf das Niveau im Niederdruckbereich 16 ab (eine gewisse Kraftstoffmenge strömt über die Zuströmdrossel 100 in den Vorsteuerraum 98 nach). Da der Ventilkörper 94 des Drossel-Rückschlagventils 92 an seinem gehäuseseitigen Ventilsitz anliegt, strömt Kraftstoff aus dem Steuerraum 86 nur langsam über die Abströmdrossel 88 und die im Ventilkörper 94 vorhandene Strömungsdrossel 97 ab. Da die Drosselwirkung der Strömungsdrossel 97 stärker ist als die der Abströmdrossel 88, wird in diesem Fall die Abströmgeschwindigkeit durch die Strömungsdrossel 97 im Ventilkörper 94 bestimmt.For an injection, the solenoid valve 24 open. Because the pilot room 98 with the solenoid valve 24 is connected directly, ie without the interposition of a throttle, the pressure drops in the pilot chamber 98 close to the level in the low pressure range 16 off (a certain amount of fuel flows over the inflow throttle 100 in the pilot control room 98 to). As the valve body 94 of the throttle check valve 92 abuts on its housing-side valve seat, fuel flows from the control room 86 only slowly over the outflow throttle 88 and in the valve body 94 existing flow restrictor 97 from. Since the throttle effect of the flow restrictor 97 stronger than the outflow throttle 88 , In this case, the outflow velocity through the flow restrictor 97 in the valve body 94 certainly.

Der Druck im Steuerraum 86 sinkt also langsam, bis, analog zum äußeren Ventilelement 34, unter den Öffnungsdruck des Ventilelements 36. Der Kopplerkolben 78, der Führungskolben 76 und die Düsennadel 72 bewegen sich dann in 2 nach oben, so dass die Dichtfläche 74 von dem zugehörigen Ventilsitz abhebt und Kraftstoff über die Kraftstoff-Austrittsöffnungen 20 austreten kann.The pressure in the control room 86 So slowly, until, analogously to the outer valve element decreases 34 , below the opening pressure of the valve element 36 , The coupler piston 78 , the guiding piston 76 and the nozzle needle 72 then move in 2 up, leaving the sealing surface 74 lifts off the associated valve seat and fuel via the fuel outlet openings 20 can escape.

Zum Schließen des inneren Ventilelements 36 wird das Magnetventil 24 geschlossen. Damit füllt sich der Vorsteuerraum 98 über die Zuströmdrossel 100, was aufgrund des geringen Volumens des Vorsteuerraums 98 vergleichsweise schnell vonstatten geht. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen Vorsteuerraum 98 und Ventilraum 90 hebt der Ventilkörper 94 des Drossel-Rückschlagventils 92 vom Ventilsitz ab, so dass auch der Druck im Ventilraum 90 und, über die Abströmdrossel 88 etwas gedämpft, auch der Druck im Steuerraum 86 wieder ansteigt.To close the inner valve element 36 becomes the solenoid valve 24 closed. This fills the pilot control room 98 via the inflow throttle 100 , due to the small volume of the pilot control room 98 comparatively fast. Due to the pressure difference between pilot control room 98 and valve room 90 raises the valve body 94 of the throttle check valve 92 from the valve seat, so that the pressure in the valve chamber 90 and, over the outflow throttle 88 somewhat muffled, also the pressure in the control room 86 rises again.

Analog zum Ventilelement 34 schließt das Ventilelement 36, sobald der Druck im Steuerraum 86 und die hieraus resultierende in Schließrichtung wirkende Kraft an der Steuerfläche 84 ein gewisses Maß übersteigt. Die Schließgeschwindigkeit wird durch die Zuströmdrossel 100 und die Abströmdrossel 88 bestimmt. Die Abströmdrossel 88 hat dabei vor allem die Wirkung, Druckschwingungen zwischen Steuerraum 86, Ventilraum 90 und Vorsteuerraum 98 zu verhindern und die Steuerbarkeit von Ventilelement 34 zu verbessern.Analogous to the valve element 34 closes the valve element 36 as soon as the pressure in the control room 86 and the resulting force acting in the closing direction on the control surface 84 exceeds a certain amount. The closing speed is determined by the inflow throttle 100 and the outflow throttle 88 certainly. The outflow throttle 88 Above all, it has the effect of pressure oscillations between the control room 86 , Valve room 90 and pilot room 98 prevent and the controllability of valve element 34 to improve.

Auch für die Steuerung des Ventilelements 36 ist ein Verzögerungsglied vorgesehen, welches jedoch nicht, wie das Verzögerungsglied 71, hydraulisch wirkt, sondern mechanisch in Form einer Steuerstange 102 des Kopplerkolbens 78. Wie ebenfalls aus 1 hervorgeht, ist auch diese Steuerstange 102 vergleichsweise lang. Durch deren Querschnitt, Länge und Material wird ein bestimmtes Elastizitätsverhalten dargestellt. Dieses führt dazu, dass dann, wenn sich die Steuerfläche 84 in Öffnungsrichtung bewegt, sich zunächst die Steuerstange 102 längt und somit die Dichtfläche 74 erst verzögert von dem zugehörigen gehäuseseitigen Ventilsitz abhebt.Also for the control of the valve element 36 a delay element is provided, which does not, however, like the delay element 71 , hydraulically acting, but mechanically in the form of a control rod 102 of the coupler piston 78 , Like also out 1 is apparent, is also this control rod 102 comparatively long. Their cross-section, length and material show a specific elastic behavior. This causes that when the control surface 84 moved in the opening direction, first the control rod 102 lengthens and thus the sealing surface 74 only delayed by the associated housing-side valve seat lifts.

Wird zu diesem Zeitpunkt das Magnetventil 24 wieder geschlossen, wird die Düsennadel 72 mit der Dichtfläche 74 gegen den gehäuseseitigen Dichtsitz gedrückt, kaum dass sie abgehoben hat. Damit kann auch am Ventilelement 36 eine sehr kurze Öffnungszeit realisiert werden, trotz langsam schaltendem Magnetventil 24. Aufgrund des Drossel-Rückschlagventils 92 kann ferner, analog zum Ventilelement 34, ein richtungsabhängiges Öffnungs- bzw. Schließverhalten realisiert werden.Will at this time the solenoid valve 24 closed again, the nozzle needle 72 with the sealing surface 74 pressed against the housing-side sealing seat, hardly that she has lifted. This can also be done on the valve element 36 a very short opening time can be realized despite slowly switching solenoid valve 24 , Due to the throttle check valve 92 can also, analogous to the valve element 34 , a directional opening or closing behavior can be realized.

Um störende Querkräfte zwischen dem Zentralkörper 30 und dem Kopplerkolben 42 und zwischen dem Kopplerkolben 42 und dem Führungskolben 76 zu verhindern, welche aufgrund eines geometrischen Versatzes zwischen den Achsen des Kopplerkolbens 78 zum Führungskolben 76 auftreten könnten, wird der Kopplerkolben 78 bzw. dessen Steuerstange 102 über einen Führungsbund 104 relativ zum Führungskolben 76 zentriert. Um dann noch ggf. zwischen Zentralkörper 30 und Kopplerkolben 78 im Bereich des Steuerraums 86 auftretende Querkräfte abzufangen, ist der Kopplerkolben 78 entsprechend steif ausgelegt.To disturbing shear forces between the central body 30 and the coupler piston 42 and between the coupler piston 42 and the guide piston 76 to prevent which due to a geometric offset between the axes of the coupler piston 78 to the guide piston 76 could occur, the coupler piston 78 or its control rod 102 over a leadership alliance 104 relative to the guide piston 76 centered. Then, if necessary, between the central body 30 and coupler pistons 78 in the area of the control room 86 Trapping occurring transverse forces is the coupler piston 78 designed accordingly stiff.

Eine alternative Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 ist in 3 dargestellt. Dabei gilt für diese Figur, dass solche Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen aufweisen, die bereits im Zusammenhang mit den 1 und 2 erläutert wurden, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind. Der wesentliche Unterschied der in 3 gezeigten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 zu jener der 1 und 2 besteht in der Anordnung der beiden Magnetventile 24 und 26: bei der in 3 gezeigten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 ist das Magnetventil 26, mit dem das äußere Ventilelement 34 betätigt wird, seitlich am Gehäuse 28 befestigt, wohingegen das Magnetventil 24, mit dem das innere Ventilelement 36 betätigt wird, am in 3 oberen axialen Ende des Gehäuses 28 angebracht ist.An alternative embodiment of a fuel injection device 10 is in 3 shown. It applies to this figure that such elements and areas that have equivalent functions to elements and areas that already in connection with the 1 and 2 have been explained, bear the same reference numerals and are not explained again in detail. The main difference of in 3 shown fuel injector 10 to that of the 1 and 2 consists in the arrangement of the two solenoid valves 24 and 26 : at the in 3 shown fuel injector 10 is the solenoid valve 26 , with which the outer valve element 34 is actuated, laterally on the housing 28 attached, whereas the solenoid valve 24 , with which the inner valve element 36 is pressed, on in 3 upper axial end of the housing 28 is appropriate.

Claims (13)

Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens zwei koaxialen Ventilelementen (34, 36) und mit mindestens einem Schaltventil (24, 26) zur Hubsteuerung der Ventilelemente (34, 36), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaltventil (26) und mindestens einem Ventilelement (34) ein hydraulisches Verzögerungsglied (71) angeordnet ist.Fuel injection device ( 10 ) for an internal combustion engine, with at least two coaxial valve elements ( 34 . 36 ) and with at least one switching valve ( 24 . 26 ) for the stroke control of the valve elements ( 34 . 36 ), characterized in that zwi the switching valve ( 26 ) and at least one valve element ( 34 ) a hydraulic delay element ( 71 ) is arranged. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Verzögerungsglied (71) einen Vorsteuerraum (64) umfasst, dessen Länge ein Mehrfaches seines Durchmessers beträgt, wobei der Vorsteuerraum (64) an einem Endbereich mit dem Schaltventil (26) und an einem anderen Endbereich mit einem Hochdruckanschluss (12) und einem Steuerraum (50) verbunden ist.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the hydraulic delay element ( 71 ) a pilot control room ( 64 ) whose length is a multiple of its diameter, the pilot space ( 64 ) at an end region with the switching valve ( 26 ) and at another end area with a high-pressure connection ( 12 ) and a control room ( 50 ) connected is. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Verzögerungsglied (71) so ausgebildet ist, dass es in Öffnungsrichtung des Ventilelements (34) stärker als in dessen Schließrichtung wirkt.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the hydraulic delay element ( 71 ) is designed so that it in the opening direction of the valve element ( 34 ) acts stronger than in the closing direction. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Verzögerungsglied (71) ein Drossel-Rückschlagventil (56) umfasst, welches zwischen Vorsteuerraum (64) und Steuerraum (50) angeordnet ist und zum Steuerraum (50) hin öffnet.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the hydraulic delay element ( 71 ) a throttle check valve ( 56 ), which between pilot control room ( 64 ) and control room ( 50 ) and to the control room ( 50 ) opens. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Verzögerungsglied (71) eine erste Strömungsdrossel (62) zwischen Vorsteuerraum (64) und Steuerraum (50), eine zweite Strömungsdrossel (66) zwischen Vorsteuerraum (64) und einem Hochdruckanschluss (12), und eine dritte Strömungsdrossel (70) zwischen Vorsteuerraum (64) und dem Schaltventil (26) umfasst.Fuel injection device ( 10 ) according to one of claims 2 to 4, characterized in that the hydraulic delay element ( 71 ) a first flow restrictor ( 62 ) between pilot control room ( 64 ) and control room ( 50 ), a second flow restrictor ( 66 ) between pilot control room ( 64 ) and a high-pressure connection ( 12 ), and a third flow restrictor ( 70 ) between pilot control room ( 64 ) and the switching valve ( 26 ). Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Strömungsdrossel (62) und die zweite Strömungsdrossel (66) nahe beieinander angeordnet sind.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the first flow restrictor ( 62 ) and the second flow restrictor ( 66 ) are arranged close to each other. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselwirkung der ersten Strömungsdrossel (62) am stärksten ist, und dass die Drosselwirkung der zweiten Strömungsdrossel (66) in etwa gleich jener der dritten Strömungsdrossel (70) ist.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the throttling action of the first flow restrictor ( 62 ) is the strongest, and that the throttle effect of the second flow restrictor ( 66 ) is approximately equal to that of the third flow restrictor ( 70 ). Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein mechanisches Verzögerungsglied (102) umfasst.Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one mechanical delay element ( 102 ). Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Verzögerungsglied eine Steuerstange (102) umfasst.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 8, characterized in that the mechanical delay element is a control rod ( 102 ). Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (102) oder ein mit dieser gekoppeltes Teil einen Steuerraum (86) begrenzt, der über mindestens eine Strömungsdrossel (88, 97) mit dem Schaltventil (24) verbunden ist, und dass ein Hochdruckanschluss (12) mit einem zwischen der mindestens einen Strömungsdrossel (88, 97) und dem Schaltventil (24) liegenden Bereich (98) über eine Zuströmdrossel (100) verbunden ist.Fuel injection device ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the control rod ( 102 ) or a part coupled to it, a control room ( 86 ), which via at least one flow restrictor ( 88 . 97 ) with the switching valve ( 24 ) and that a high pressure port ( 12 ) with one between the at least one flow restrictor ( 88 . 97 ) and the switching valve ( 24 ) area ( 98 ) via an inflow throttle ( 100 ) connected is. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schaltventil (24) und Steuerraum (86) ein Drossel-Rückschlagventil (92) und vorzugsweise hierzu seriell eine zusätzliche Strömungsdrossel (88) angeordnet sind.Fuel injection device ( 10 ) according to one of claims 9 or 10, characterized in that between switching valve ( 24 ) and control room ( 86 ) a throttle check valve ( 92 ) and preferably for this purpose an additional flow restrictor ( 88 ) are arranged. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltventil (24) für das innere Ventilelement (36) an einem axialen Endbereich eines Gehäuses (28) und ein Schaltventil (26) für das äußere Ventilelement (34) seitlich an dem Gehäuse (28) angeordnet sind.Fuel injection device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a switching valve ( 24 ) for the inner valve element ( 36 ) at an axial end portion of a housing ( 28 ) and a switching valve ( 26 ) for the outer valve element ( 34 ) on the side of the housing ( 28 ) are arranged. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltventil (24) für das innere Ventilelement (36) und ein Schaltventil (26) für das äußere Ventilelement (34) vorzugsweise nebeneinander an einem axialen Endbereich des Gehäuses (28) angeordnet sind.Fuel injection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that a switching valve ( 24 ) for the inner valve element ( 36 ) and a switching valve ( 26 ) for the outer valve element ( 34 ) preferably adjacent to each other at an axial end portion of the housing ( 28 ) are arranged.
DE200510059163 2005-12-12 2005-12-12 Fuel injection device for an internal combustion engine Withdrawn DE102005059163A1 (en)

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