Stand der
TechnikState of
technology
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.The
The present invention relates to an injection nozzle for an internal combustion engine,
in particular in a motor vehicle, having the features of the preamble
of claim 1.
Aus
der DE 103 46 046
A1 ist eine Einspritzdüse
bekannt, die mit einer direkten Nadelsteuerung arbeitet. Das bedeutet,
dass eine Düsennadel
oder ein die Düsennadel
umfassender Nadelverband zumindest eine Druckstufe aufweist, die
mit einem Zuführpfad
hydraulisch gekoppelt ist, der wenigstens einem Spritzloch unter
Einspritzdruck stehenden Kraftstoff zuführt. Während über die wenigstens eine Druckstufe
hydraulische Öffnungskräfte in die
Düsennadel
bzw. in den Nadelverband einleitbar sind, können über eine an der Düsennadel
bzw. am Nadelverband ausgebildete Steuerfläche hydraulische Schließkräfte in die
Düsennadel
bzw. in den Nadelverband eingeleitet werden. Bei geschlossener Düsennadel,
also wenn das wenigstens eine Spritzloch gesperrt ist, überwiegen
die Schließkräfte. Zum Öffnen der
Düsennadel
wird der an der Steuerfläche
angreifende Druck abgesenkt, wodurch die Schließkräfte reduziert werden, so dass
die Öffnungskräfte überwiegen.
In der Folge hebt die Düsennadel
ab und öffnet
das wenigstens eine Spritzloch. Die Druckabsenkung an der Steuerfläche wird
durch eine Betätigung eines
Aktors und somit durch einen Hub eines mit dem Aktor antriebsverbundenen
Kopplerkolbens erreicht. Ein Hydraulikraum, der sowohl von einer Kopplerfläche des
Kopplerkolbens als auch von der Steuerfläche begrenzt ist, wird durch
den Hub des Kopplerkolbens vergrößert, wodurch
der darin herrschende Druck abfällt.
Eine derartige direkte Nadelsteuerung ermöglicht kurze Einspritzzeiten
sowie ein dynamisches Ansprechverhalten für die Einspritzdüse.From the DE 103 46 046 A1 an injection nozzle is known which works with a direct needle control. This means that a nozzle needle or a needle assembly comprising the nozzle needle has at least one pressure stage which is hydraulically coupled to a feed path which supplies fuel under injection pressure to at least one injection hole. While hydraulic opening forces can be introduced into the nozzle needle or needle assembly via the at least one pressure stage, hydraulic closing forces can be introduced into the nozzle needle or needle assembly via a control surface formed on the nozzle needle or needle assembly. When the nozzle needle is closed, that is, when the at least one injection hole is blocked, the closing forces predominate. To open the nozzle needle of the pressure acting on the control surface pressure is lowered, whereby the closing forces are reduced, so that the opening forces predominate. As a result, the nozzle needle lifts and opens the at least one spray hole. The pressure reduction at the control surface is achieved by actuation of an actuator and thus by a stroke of a drive piston connected to the actuator coupler piston. A hydraulic space bounded by both a coupler surface of the coupler piston and the control surface is increased by the stroke of the coupler piston, whereby the pressure prevailing therein falls. Such direct needle control allows for short injection times as well as dynamic response to the injector.
Aus
der DE 10 2005 026 514 ist
eine weitere Einspritzdüse
bekannt, die mit direkter Nadelsteuerung arbeitet. Bei dieser Einspritzdüse ist ein
im Kopplerkolben hubverstellbar gelagerter Ausweichkolben vorgesehen,
der eine mit der Kopplerfläche hydraulisch
gekoppelte Ausweichfläche
aufweist, der eine Speicherfläche
aufweist, die einen im Kopplerkolben ausgebildeten Speicherraum
begrenzt, und der in einem Ausgangszustand, in dem die Düsennadel
das wenigstens eine Spritzloch sperrt, an einem relativ zum Düsenkörper ortsfesten
Anschlag anliegt. Durch diese Bauweise ermöglicht die Einspritzdüse die Realisierung
von zwei unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen,
die vom Nadelhub abhängig sind.
Bei einem kleinen Öffnungshub
der Düsennadel verbleibt
der Ausweichkolben an seinem Anschlag, so dass der Hub des Kopplerkolbens
nur die Kopplerfläche
bewegt. Ab einem vorbestimmten Öffnungshub
der Düsennadel
hebt der Ausweichkolben von seinem Anschlag ab. In der Folge wird
bei fortgesetztem Hub des Kopplerkolbens zusätzlich auch die Ausweichfläche des
Ausweichkolbens bewegt. Daraus resultiert ein größeres Übersetzungsverhältnis als
vor Erreichen des Öffnungshubs,
so dass die Düsennadel
in dieser zweiten Phase des Nadelhubs schneller öffnet und somit einen relativ
großen Öffnungshub
durchführen
kann. Um den zweistufigen oder zweiphasigen Nadelhub realisieren
zu können, ist
bei der bekannten Einspritzdüse
das Volumen des Speicherraums größer als
das Gesamtvolumen eines von der Kopplerfläche und der Ausweichfläche begrenzten
Kopplerraums und eines von der Steuerfläche begrenzten Steuerraums.
Das vergleichsweise große
Volumen des Speicherraums hat zur Folge, dass es bei bestimmten
Betriebszuständen
der Einspritzdüse
zu einem unerwünschten
instationären Verhalten
kommen kann.From the DE 10 2005 026 514 is another injector known which works with direct needle control. In this injector, a reciprocating piston mounted in a manner adjustable in the coupler piston is provided, which has a deflection surface hydraulically coupled to the coupler surface, which has a storage surface defining a storage space formed in the coupler piston, and in an initial state in which the nozzle needle blocks the at least one injection hole , abuts against a stationary relative to the nozzle body stop. Due to this design, the injector allows the realization of two different gear ratios, which are dependent on the needle stroke. At a small opening stroke of the nozzle needle of the bypass piston remains at its stop, so that the stroke of the coupler piston moves only the coupler surface. From a predetermined opening stroke of the nozzle needle, the bypass piston lifts from its stop. As a result, the escape surface of the bypass piston is also moved with continued stroke of the coupler piston. This results in a larger transmission ratio than before reaching the opening stroke, so that the nozzle needle opens faster in this second phase of the needle stroke and thus can perform a relatively large opening stroke. In order to realize the two-stage or two-phase Nadelhub, in the known injection nozzle, the volume of the storage space is greater than the total volume of the Kopplerfläche and the escape surface limited Kopplerraums and limited by the control surface control space. The comparatively large volume of the storage space has the consequence that, in certain operating states of the injection nozzle, undesired transient behavior may occur.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Die
erfindungsgemäße Einspritzdüse mit den
Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass das Volumen des Speicherraums vergleichsweise
klein gewählt
werden kann. Insbesondere muss der Speicherraum nicht größer sein
als der Kopplerraum. Das Betriebsverhalten der Einspritzdüse kann
dadurch stabilisiert werden. Erreicht wird dies mit Hilfe eines
Vorspannkolbens, der mit einer Vorspannkraft belastet ist und damit
gegen den Ausgleichskolben drückt.
Auf diese Weise kann ein Druckabfall im Speicherraum, der bei einem Öffnungshub
des Aktors durch die Hubverstellung des Kopplerkolbens relativ zum
am Anschlag anliegenden Ausweichkolben erfolgt, durch die Vorspannkraft,
mit welcher der Vorspannkolben den Ausweichkolben gegen den Anschlag
andrückt,
ausgeglichen werden. In der zweiten Phase des Nadelhubs übersteigen
die an der Ausweichfläche
angreifenden hydraulischen Kräfte
die an der Speicherfläche
angreifenden hydraulischen Kräfte
und die ebenfalls daran angreifende Vorspannkraft des Vorspannkolbens.
In der Folge kann auch hier der Ausweichkolben von seinem Anschlag
abheben, um das größere Übersetzungsverhältnis zu
aktivieren, wodurch ein rasches Nadelöffnen mit einem relativ großen Nadelhub
erzielbar ist. Die erfindungsgemäße Einspritzdüse kann
somit ebenfalls während
einer ersten Phase des Nadelhubs ein erstes, relativ kleines Übersetzungsverhältnis realisieren,
mit dem die Düsennadel zur
Durchführung
kleiner Nadelhübe
ansteuerbar ist, um so exakte und kleine Anspritzmengen bei kurzen Einspritzzeiten
zu realisieren. Ebenso kann die erfindungsgemäße Einspritzdüse eine
zweite Phase für den
Nadelhub realisieren, bei dem ein zweites, vergleichsweise großes Übersetzungsverhältnis vorliegt,
mit dem die Düsennadel
so angesteuert werden kann, dass in vergleichsweise kurzen Zeiten
große Nadelhübe und somit
große
Einspritzmengen realisierbar sind. Von besonderer Bedeutung ist
dabei, dass das große
zweite Übersetzungsverhältnis dazu führt, dass
der Aktor nur einen relativ kleinen Hub realisieren muss und dementsprechend
vergleichsweise klein gebaut werden kann.The injection nozzle according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that the volume of the storage space can be chosen comparatively small. In particular, the memory space need not be larger than the coupler space. The operating behavior of the injection nozzle can be stabilized thereby. This is achieved by means of a biasing piston, which is loaded with a biasing force and thus presses against the balance piston. In this way, a pressure drop in the storage space, which takes place during an opening stroke of the actuator by the stroke of the coupler piston relative to the abutment piston abutting the stop, be compensated by the biasing force with which the biasing piston presses the bypass piston against the stop. In the second phase of the needle stroke, the hydraulic forces acting on the escape surface exceed the hydraulic forces acting on the storage surface and also the biasing force of the biasing piston acting thereon. As a result, here also the bypass piston can lift off its stop to activate the larger transmission ratio, whereby a rapid needle opening with a relatively large needle stroke can be achieved. The injector according to the invention can thus also realize during a first phase of the needle stroke a first, relatively small gear ratio, with which the nozzle needle for performing small needle strokes can be controlled so as to realize accurate and small Anspritzmengen with short injection times. Likewise, the injector according to the invention can realize a second phase for the needle stroke, in which a second, relatively large gear ratio is present, with which the nozzle needle can be controlled so that in comparatively short times large needle strokes and thus large injection quantities reali are sierbar. Of particular importance here is that the large second gear ratio leads to the fact that the actuator only has to realize a relatively small stroke and accordingly can be built comparatively small.
Die
Verkleinerung des Volumens des Speicherraums kann zum Beispiel dazu
genutzt werden, den vom Ausweichkolben relativ zum Kopplerkolben realisierbaren
Hub auf ein vergleichsweise kleines Maß zu reduzieren. In der Folge
kann auch die Zunahme des Volumens des Kopplerraums beim Abheben
des Ausweichkolbens auf einen vergleichsweise kleinen Wert begrenzt
werden. Hierdurch wird bei abgehobenem Ausweichkolben die hydraulische
Kopplung zwischen Düsennadel
und Aktor vergleichsweise hart oder direkt, da das die hydraulische
Kopplung bewirkende Hydraulikvolumen entsprechend klein ist. Eine
harte oder direkte hydraulische Kopplung zwischen Düsennadel
und Aktor reduziert bei abgehobenem Ausweichkolben die Empfindlichkeit
des Nadelhubs gegenüber
Schwankungen im bereitgestellten Einspritzdruck. Insgesamt arbeitet
die erfindungsgemäße Einspritzdüse dadurch
stabiler und zuverlässiger.The
For example, reducing the volume of the storage space may do so
be used, the realizable from the bypass piston relative to the coupler piston
Reduce stroke to a comparatively small amount. Subsequently
can also increase the volume of the coupler space when lifting
of the bypass piston limited to a relatively small value
become. As a result, the hydraulic
Coupling between nozzle needle
and actuator comparatively hard or direct, since that is the hydraulic
Coupling causing hydraulic volume is correspondingly small. A
Hard or direct hydraulic coupling between nozzle needle
and actuator reduces the sensitivity when the escape piston is lifted
the Nadelhubs opposite
Fluctuations in the injection pressure provided. Overall works
the injection nozzle according to the invention thereby
more stable and reliable.
Vorzugsweise
ist im Kopplerkolben ein Vorspannraum ausgebildet, in den der Vorspannkolben mit
seiner Vorspannseite hineinragt. Dieser Vorspannraum kann mit einem
im Düsenkörper verlaufenden
Zuführpfad
hydraulisch gekoppelt sein, der im Betrieb der Einspritzdüse unter
Einspritzdruck stehenden Kraftstoff dem wenigstens einen Spritzloch zuführt. In
der Folge wird zumindest ein Teil der Vorspannkraft durch den an
der Vorspannseite des Vorspannkolbens angreifenden Einspritzdruck
hydraulisch erzeugt.Preferably
a preload space is formed in the coupler piston, in which the biasing piston with
protruding into its header page. This preload room can come with a
running in the nozzle body
feeding path
hydraulically coupled, which in operation of the injector under
Injection pressure fuel at least one injection hole feeds. In
the consequence is at least a part of the biasing force by the
the biasing side of the biasing piston attacking injection pressure
hydraulically generated.
Alternativ
oder zusätzlich
kann zum Beispiel im Vorspannraum eine Vorspannfeder angeordnet sein,
die ihre Federkraft in den Kopplerkolben einleitet. Somit kann zumindest
ein Teil der Vorspannkraft mit Hilfe dieser Vorspannfeder erzeugt
werden.alternative
or additionally
For example, a biasing spring may be arranged in the preload space.
which introduces its spring force into the coupler piston. Thus, at least
a part of the biasing force generated by means of this biasing spring
become.
Weitere
wichtige und Vorteile der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ergeben
sich aus den Unteransprüche,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.Further
give important and advantages of the injection nozzle according to the invention
from the subclaims,
from the drawings and from the associated description of the figures
the drawings.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Einspritzdüse sind
in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei
sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche
Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,embodiments
the injection nozzle according to the invention are
shown in the drawings and are explained in more detail below, wherein
the same reference numerals to the same or similar or functionally identical
Refer to components. Show, in each case schematically,
1 eine
stark vereinfachte, prinzipielle Darstellung einer Einspritzdüse nach
der Erfindung im Längsschnitt, 1 a greatly simplified, schematic representation of an injection nozzle according to the invention in longitudinal section,
2 eine
Ansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen
Ausführungsform. 2 a view like in 1 but in another embodiment.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
Entsprechend
den 1 und 2 umfasst eine erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 einen
Düsenkörper 2,
der zumindest ein Spritzloch 3 aufweist. Die Einspritzdüse 1 ist
für eine
Brennkraftmaschine vorgesehen, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug
angeordnet sein kann, und dient zum Einspritzen von Kraftstoff in
einen Einspritzraum 4, in den die Einspritzdüse 1 im
montierten Zustand zumindest im Bereich des wenigstens einen Spritzlochs 3 hineinragt.According to the 1 and 2 includes an injection nozzle according to the invention 1 a nozzle body 2 , the at least one injection hole 3 having. The injector 1 is intended for an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle, and serves for injecting fuel into an injection space 4 into the injector 1 in the mounted state, at least in the region of the at least one injection hole 3 protrudes.
Die
Einspritzdüse 1 enthält eine
Düsennadel 5,
die Bestandteil eines Nadelverbands 6 sein kann und mit
deren Hilfe eine Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens
eine Spritzloch 3 gesteuert werden kann. Hierzu wirkt die
Düsennadel 5 mit
ihrer Nadelspitze 7 mit einem Nadelsitz 8 zusammen.
Sitzt die Düsennadel 5 in
ihrem Nadelsitz 8, ist das wenigstens eine Spritzloch 3 gesperrt,
d.h. das wenigstens eine Spritzloch 3 ist von einem Zuführpfad 9 getrennt, über den
unter Einspritzdruck stehender Kraftstoff bereit gestellt und dem
wenigstens einen Spritzloch 3 zugeführt wird. Besagter Zuführpfad 9 ist
durch das Innere des Düsenkörpers 2 geführt, so
dass die im Düsenkörper 2 angeordneten
Komponenten im Zuführpfad 9 quasi
im Kraftstoff „schwimmen". Grundsätzlich ist
jedoch auch eine andere Führung des
Zuführpfads 9 möglich.The injector 1 contains a nozzle needle 5 which is part of a needle bandage 6 can be and with their help an injection of fuel through the at least one injection hole 3 can be controlled. For this purpose, the nozzle needle acts 5 with her needlepoint 7 with a needle seat 8th together. Sits the nozzle needle 5 in her needle seat 8th , that's at least a spray hole 3 locked, ie the at least one injection hole 3 is from a feed path 9 separated, provided over the standing under injection pressure fuel and the at least one injection hole 3 is supplied. Said feed path 9 is through the interior of the nozzle body 2 guided, so that in the nozzle body 2 arranged components in the feed path 9 Basically, however, is also a different leadership of the Zuführpfads 9 possible.
Die
Düsennadel 5 bzw.
der Nadelverband 6 ist im Düsenkörper 2 hubverstellbar
gelagert. Die eigentliche Lagerung der Düsennadel 5 bzw. des
Nadelverbands 6 im Düsenkörper 2 ist
hier zur Vereinfachung der Darstellung nicht wiedergegeben. An der Düsennadel 5 bzw.
am Nadelverband 6 ist eine Steuerraumdichthülse 10 in
axialer Richtung hubverstellbar gelagert. Die Steuerraumdichthülse 10 kommt dabei
an einem von der Nadelspitze 7 entfernten Ende des Nadelverbands 6 an
einer Zwischenplatte 11 axial zur Anlage, die einen Bestandteil
des Düsenkörpers 2 bildet.
Dabei trennt die Zwischenplatte 11 in der Einspritzdüse 1 einen
die Düsennadel 5 enthaltenden
Nadelbereich von einem einen Kopplerkolben 12 sowie einen
Aktor 13 enthaltenden Kopplerbereich. Mittels wenigstens
eines Verbindungskanals 14 ist der Zuführpfad 9 durch die
Zwischenplatte 11 hindurchgeführt. Die Steuerraumdichthülse 10 ist
mit Hilfe einer Feder 15 gegen die Zwischenplatte 11 anliegend
vorgespannt. Diese Feder 15 stützt sich dabei am Nadelverband 6 bzw.
an der Düsennadel 5, z.B. über eine
Stufe 16, ab und treibt dadurch die Düsennadel 5 gleichzeitig
in deren Schließrichtung
an. Im folgenden wird besagte Feder 15 daher auch als Schließdruckfeder 15 bezeichnet.The nozzle needle 5 or the needle bandage 6 is in the nozzle body 2 adjustable in height. The actual storage of the nozzle needle 5 or the needle bandage 6 in the nozzle body 2 is not shown here for simplicity of illustration. At the nozzle needle 5 or on the needle bandage 6 is a control chamber sealing sleeve 10 mounted adjustable in the axial direction. The control room sealing sleeve 10 comes from one of the needle tip 7 distant end of the needle bandage 6 on an intermediate plate 11 axially to the plant, which is a part of the nozzle body 2 forms. This separates the intermediate plate 11 in the injector 1 a the nozzle needle 5 containing needle portion of a a coupler piston 12 as well as an actor 13 containing coupler area. By means of at least one connecting channel 14 is the feed path 9 through the intermediate plate 11 passed. The control room sealing sleeve 10 is with the help of a spring 15 against the intermediate plate 11 biased fitting. This spring 15 relies on the needle bandage 6 or at the nozzle needle 5 , eg over a step 16 , and thus drives the nozzle needle 5 simultaneously in their closing direction. In the following, said spring 15 therefore also as a closing pressure spring 15 designated.
Die
Düsennadel 5 bzw.
der Nadelverband 6 weist eine Steuerfläche 17 auf, und zwar
an einer von dem wenigstens einen Spritzloch 3 abgewandten Seite.
Die Steuerfläche 17 begrenzt
einen Steuerraum 18 axial, der außerdem gegenüber der
Steuerfläche 17 von
der Zwischenplatte 11 axial begrenzt ist. Radial ist der
Steuerraum 18 von der Steuerraumdichthülse 10 begrenzt bzw.
eingefasst. Der Steuerraum 18 kann über einen Steuerraumpfad 19 mit
dem Zuführpfad 9 hydraulisch
gekoppelt sein. Dieser Steuerraumpfad 19 kann beispielsweise
wie hier im Bereich der Lagerung zwischen Düsennadel 5 bzw. Nadelverband 6 und
Steuerraumdichthülse 10 ausgebildet
sein, z.B. als Lagerspiel oder als wenigstens eine Längsnut,
die in der Steuerdichthülse 10 und/oder
in der Düsennadel 5 bzw.
im Nadelverband 6 ausgebildet sein kann. Ebenso ist es
möglich,
den Steuerraumpfad 19 durch wenigstens eine Querbohrung
durch die Steuerraumdichthülse 10 zu
realisieren, die den Steuerraum 18 mit dem Zuführpfad 9 hydraulisch
verbindet. Der Steuerraumpfad 19 ist vorzugsweise gedrosselt.The nozzle needle 5 or the needle bandage 6 has a control surface 17 on, at one of the at least one spray hole 3 opposite side. The control area 17 limits a control room 18 axially, in addition to the control surface 17 from the intermediate plate 11 is axially limited. Radial is the control room 18 from the control room sealing sleeve 10 limited or bordered. The control room 18 can via a control room path 19 with the feed path 9 be hydraulically coupled. This control room path 19 For example, as in the area of storage between the nozzle needle 5 or needle bandage 6 and control room sealing sleeve 10 be formed, for example as a bearing clearance or as at least one longitudinal groove in the Steuerdichthülse 10 and / or in the nozzle needle 5 or in the needle bandage 6 can be trained. It is also possible to control the control room path 19 by at least one transverse bore through the control chamber sealing sleeve 10 to realize the control room 18 with the feed path 9 connects hydraulically. The control room path 19 is preferably throttled.
Der
Kopplerkolben 12 ist mit dem Aktor 13 antriebsgekoppelt.
Hierzu kann der Kopplerkolben 12 fest mit dem Aktor 13 verbunden
sein. Ebenso ist es grundsätzlich
möglich,
dass der Kopplerkolben 12 federbelastet axial gegen den
Aktor 13 vorgespannt ist. Die Antriebskopplung zwischen
Kopplerkolben 12 und Aktor 13 bewirkt, dass eine
Hubverstellung des Aktors 13, insbesondere zwangsläufig, eine
identische Hubverstellung des Kopplerkolbens 12 erzeugt. Der
Aktor 13 ist zweckmäßig als
Piezoaktuator ausgestaltet, der in bestromtem Zustand in Hubrichtung eine
größere Dimension
aufweist als in einem unbestromten Zustand. Der Kopplerkolben 12 ist
hubverstellbar im Düsenkörper 2 gelagert.
Eine entsprechende Lagerung ist hier zur Wahrung der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Am Kopplerkolben 12 ist eine Kopplerraumdichthülse 20 hubverstellbar
gelagert.The coupler piston 12 is with the actor 13 drive-coupled. For this purpose, the coupler piston 12 stuck with the actor 13 be connected. It is also possible in principle that the coupler piston 12 spring loaded axially against the actuator 13 is biased. The drive coupling between coupler pistons 12 and actor 13 causes a stroke adjustment of the actuator 13 , in particular inevitably, an identical stroke adjustment of the coupler piston 12 generated. The actor 13 is expediently designed as a piezoelectric actuator, which has a larger dimension in the flow direction in the energized state than in a de-energized state. The coupler piston 12 is adjustable in the nozzle body 2 stored. A corresponding storage is not shown here for the sake of clarity. At the coupler piston 12 is a coupler space sealing sleeve 20 adjustable in height.
Der
Kopplerkolben 12 weist eine Kopplerfläche 21 auf, die einen
Kopplerraum 22 axial begrenzt. Die Kopplerfläche 21 ist
ringförmig
ausgestaltet. Axial gegenüber
der Kopplerfläche 21 ist
der Kopplerraum 22 von der Zwischenplatte 11 axial
begrenzt. Desweiteren ist der Kopplerraum 22 radial durch
die Kopplerraumdichthülse 20 begrenzt.
Der Kopplerraum 22 ist durch einen Steuerpfad 23 mit
dem Steuerraum 18 hydraulisch gekoppelt. Der Steuerpfad 23 ist
hier exemplarisch in Form wenigstens einer Bohrung realisiert, welche
die Zwischenplatte 11 durchdringt. Der Kopplerraum 22 kann über einen
Kopplerraumpfad 24 mit dem Zuführpfad 9 hydraulisch
gekoppelt sein. Der Kopplerraumpfad 24 kann dabei radial
zwischen dem Kopplerkolben 12 und der Kopplerraumdichthülse 20 ausgebildet
sein, z.B. als Radialspiel oder als wenigstens eine Längsnut in
der Kopplerraumdichthülse
und/oder im Kopplerkolben 12. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, den
Kopplerraumpfad 24 durch wenigstens eine Querbohrung auszugestalten,
welche die Kopplerraumdichthülse 20 durchdringt
und die den Kopplerraum 22 mit dem Zuführpfad 9 verbindet.
Der Kopplerraumpfad 24 ist vorzugsweise gedrosselt.The coupler piston 12 has a coupler surface 21 on, a coupler room 22 axially limited. The coupler surface 21 is designed ring-shaped. Axially opposite the coupler surface 21 is the coupler room 22 from the intermediate plate 11 axially limited. Furthermore, the coupler room 22 radially through the coupler space sealing sleeve 20 limited. The coupler room 22 is through a control path 23 with the control room 18 hydraulically coupled. The control path 23 is here exemplified in the form of at least one hole realized which the intermediate plate 11 penetrates. The coupler room 22 can via a coupler space path 24 with the feed path 9 be hydraulically coupled. The coupler space path 24 can be radial between the coupler piston 12 and the coupler space sealing sleeve 20 be formed, for example as a radial clearance or as at least one longitudinal groove in the coupler space sealing sleeve and / or in the coupler piston 12 , Likewise, it is basically possible to use the coupler space path 24 by at least one transverse bore, which the coupler space sealing sleeve 20 penetrates and the the coupler room 22 with the feed path 9 combines. The coupler space path 24 is preferably throttled.
Die
Einspritzdüse 1 ist
außerdem
mit einem Ausweichkolben 25 ausgestattet, der im Kopplerkolben 12 hubverstellbar
gelagert ist. Der Ausweichkolben 25 ragt in den Kopplerraum 22 hinein
und weist dort eine Ausweichfläche 26 auf,
die ebenfalls den Kopplerraum 22 gegenüber der Zwischenplatte 11 begrenzt.
An der von der Ausweichfläche 26 abgewandten
Seite weist der Ausweichkolben 25 außerdem eine Speicherfläche 27 auf,
die einen Speicherraum 28 begrenzt, der ebenfalls im Kopplerkolben 12 ausgebildet
ist.The injector 1 is also with a bypass piston 25 equipped in the coupler piston 12 is mounted adjustable in stroke. The alternate piston 25 protrudes into the coupler room 22 into it and has an alternate surface there 26 on, which also has the coupler room 22 opposite the intermediate plate 11 limited. At the of the alternate area 26 opposite side has the bypass piston 25 also a storage area 27 on that a storage room 28 limited, which is also in the coupler piston 12 is trained.
Erfindungsgemäß weist
die Einspritzdüse 1 außerdem einen
Vorspannkolben 29 auf, der im Kopplerkolben 12 hubverstellbar
gelagert ist und der mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Vorspannkraft 30 belastet
ist und mit dieser Vorspannkraft 30 den Ausweichkolben 25 in
Richtung Zwischenplatte 11 antreibt. Hierzu stützt sich
der Vorspannkolben 29 an der Speicherfläche 27 axial ab. Um
zumindest einen Teil der Vorspannkraft 30 in den Vorspannkolben 30 einleiten
zu können,
kann beispielsweise eine Vorspannfeder 31 vorgesehen sein,
die sich einerseits am Vorspannkolben 29 und andererseits
am Aktor 13 oder am Kopplerkolben 12 abstützt. Mit
Hilfe des Vorspannkolbens 29 ist der Ausweichkolben 25 gegen einen
Anschlag 32 axial vorgespannt, der bezüglich des Düsenkörpers 2 ortsfest ausgestaltet
ist. Im vorliegenden Fall ist der Anschlag 32 an der Zwischenplatte 11 ausgebildet.According to the invention, the injection nozzle 1 also a preload piston 29 in the coupler piston 12 is mounted adjustable in stroke and with a biasing force indicated by an arrow 30 is loaded and with this biasing force 30 the bypass piston 25 in the direction of the intermediate plate 11 drives. For this purpose, the biasing piston is supported 29 at the storage area 27 axially. At least part of the preload force 30 in the preload piston 30 can initiate, for example, a biasing spring 31 be provided, on the one hand on the biasing piston 29 and on the other hand at the actuator 13 or on the coupler piston 12 supported. With the help of the preload piston 29 is the alternate piston 25 against a stop 32 axially biased, with respect to the nozzle body 2 is stationary. In this case, the stop is 32 at the intermediate plate 11 educated.
Die
Kopplerraumdichthülse 20 ist
mit einer weiteren Feder 33 axial gegen die Zwischenplatte 11 angepresst.
Diese weitere Feder 33 stützt sich dabei einerseits an
der Kopplerraumdichthülse 20 und
andererseits am Aktor 13 oder wie hier am Kopplerkolben 12,
z.B. an einem daran ausgebildeten Bund 34, ab. Durch die
gewählte
Anordnung treibt die weitere Feder 33 gleichzeitig den
Kopplerkolben 12 in dessen Öffnungsrichtung, also weg von
der Zwischenplatte 11 an, so dass besagte weitere Feder 33 im
folgenden auch als Öffnungsdruckfeder 33 bezeichnet wird.The coupler space sealing sleeve 20 is with another spring 33 axially against the intermediate plate 11 pressed. This further spring 33 relies on the one hand on the coupler space sealing sleeve 20 and on the other hand at the actuator 13 or as here on the coupler piston 12 , eg on a collar formed thereon 34 , from. The chosen arrangement drives the other spring 33 at the same time the coupler piston 12 in the opening direction, so away from the intermediate plate 11 so that said another spring 33 in the following also as opening pressure spring 33 referred to as.
Das
Volumen des Speicherraums 28 ist bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1 vorzugsweise
kleiner als das gemeinsame Volumen von Kopplerraum 22 und
Steuerraum 18. Insbesondere sind Speicherraum 28 und
Kopplerraum 22 etwa gleich groß. Obwohl bei den hier gezeigten
Ausführungsformen
Kopplerraum 22 und Steuerraum 18 separate Räume bilden,
die durch den Steuerpfad 23 miteinander verbunden sind,
ist auch eine andere Ausführungsform
möglich,
bei welcher Steuerraum 18 und Kopplerraum 22 in
einem gemeinsamen Raum zusammenfallen.The volume of the storage space 28 is in the injection nozzle according to the invention 1 preferably smaller than the common volume of coupler space 22 and control room 18 , In particular, memory space 28 and coupler room 22 about the same size. Although in the Ausführungsfor shown here men coupler room 22 and control room 18 form separate spaces through the control path 23 connected to each other, another embodiment is possible, in which control room 18 and coupler room 22 to collapse in a common space.
In
den 1 und 2 ist neben dem Aktor 13 durch
einen Pfeil ein Aktorhub 35 symbolisiert, den der Aktor 13 bei
seiner Entstromung durchführt. Mit 36 bzw. 37 sind
Druckstufen bezeichnet, welche die Düsennadel 5 bzw. der
Nadelverband 6 aufweist. Diese Druckstufen 36, 37 sind
dem wenigstens Spritzloch 3 zugewandt und sind außerdem permanent
mit dem Zuführpfad 9 hydraulisch
gekoppelt. Über
die Druckstufen 36, 37 werden somit hydraulische Öffnungskräfte in die
Düsennadel 5 bzw.
in den Nadelverband 6 eingeleitet.In the 1 and 2 is next to the actor 13 an actuator stroke by an arrow 35 symbolizes the actor 13 when it is out-powered. With 36 respectively. 37 are designated pressure levels, which the nozzle needle 5 or the needle bandage 6 having. These pressure levels 36 . 37 are the least spray hole 3 facing and are also permanent with the feed path 9 hydraulically coupled. About the pressure levels 36 . 37 Thus, hydraulic opening forces in the nozzle needle 5 or in the needle bandage 6 initiated.
Bei
in den Nadelsitz 8 eingefahrener Düsennadel 5 ist ein
Raum 38, von dem das wenigstens eine Spritzloch 3 abgeht,
vom Zuführpfad 9 getrennt. Dadurch
herrscht in besagtem Raum 38 ein reduzierter Druck, der
dementsprechend dann auch an einer Sitzfläche 39 anliegt, die
an der Nadelspitze 7 ausgebildet ist, die im Schließzustand
vom Nadelsitz 8 eingefasst ist und die den Raum 38 begrenzt.In the needle seat 8th Retracted nozzle needle 5 is a room 38 , of which the at least one spray hole 3 off, from the feed path 9 separated. This prevails in said space 38 a reduced pressure, which accordingly also on a seat 39 rests on the needle tip 7 is formed, in the closed state of the needle seat 8th is enclosed and which the room 38 limited.
Der
Kopplerkolben 12 weist einen Quersteg 40 auf,
der den Speicherraum 28 von einem Vorspannraum 41 trennt.
In diesem Quersteg 40 ist der Vorspannkolben 29 hubverstellbar
gelagert. Dabei ragt der Vorspannkolben 29 mit einer Kontaktseite 42 in
den Speicherraum 28 hinein und liegt mit seiner Kontaktseite 42 an
der Speicherfläche 27,
also am Ausweichkolben 25, vorzugsweise konzentrisch, an. Desweiteren
ragt der Vorspannkolben 29 mit einer Vorspannseite 43 in
den Vorspannraum 41 hinein. An dieser Vorspannseite 43 ist
beispielsweise die Vorspannfeder 31 abgestützt. Besagte
Vorspannfeder 31 ist dabei im Vorspannraum 41 angeordnet.
Zweckmäßig ist
der Vorspannraum 41 an einer dem Vorspannkolben 29 gegenüberliegenden
Seite vom Aktor 13 begrenzt. Der Kopplerkolben 12 hat
hier die Gestalt eines Doppelhohlkolbens.The coupler piston 12 has a crosspiece 40 on top of the storage space 28 from a leader room 41 separates. In this crosspiece 40 is the preload piston 29 adjustable in height. In this case, the preload piston protrudes 29 with a contact page 42 in the storage room 28 into and lies with his contact page 42 at the storage area 27 , so on the bypass piston 25 , preferably concentric to. Furthermore, the preload piston protrudes 29 with a header page 43 in the leader room 41 into it. At this header page 43 is for example the biasing spring 31 supported. Said bias spring 31 is in the leader room 41 arranged. Appropriate is the Vorspannraum 41 at one of the preload piston 29 opposite side of the actuator 13 limited. The coupler piston 12 here has the shape of a double hollow piston.
Der
im Vorspannraum 41 herrschende hydraulische Druck greift
auch an der Vorspannseite 43 des Vorspannkolbens 29 an
und erzeugt dadurch zumindest einen Teil der Vorspannkraft 30.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen
setzt sich die Vorspannkraft 30 somit aus der Kraft der
Vorspannfeder 31 und aus dem Hydraulikdruck zusammen, der
im Vorspannraum 41 am Vorspannkolben 29 angreift.The in the Vorspannraum 41 prevailing hydraulic pressure also attacks on the bias side 43 of the preload piston 29 and thereby generates at least a part of the biasing force 30 , In the embodiments shown, the biasing force is set 30 thus from the force of the biasing spring 31 and from the hydraulic pressure together in the preload space 41 on the preload piston 29 attacks.
Der
Vorspannraum 41 ist mit dem Zuführpfad 9 hydraulisch
gekoppelt, so dass im Vorspannraum 41 der Einspritzdruck
herrscht. Erreicht wird dies mittels eines entsprechenden Vorspannpfads 44,
beispielsweise in Form wenigstens einer Querbohrung im Kopplerkolben 12,
die den Vorspannraum 41 mit der im Zuführpfad 9 angeordneten
Umgebung des Kopplerkolbens 12 hydraulisch verbindet. Der
Vorspannpfad 44 kann ungedrosselt sein.The preload room 41 is with the feed path 9 coupled hydraulically, so in the preload space 41 the injection pressure prevails. This is achieved by means of a corresponding header path 44 , For example in the form of at least one transverse bore in the coupler piston 12 that the leader room 41 with the in the feed path 9 arranged environment of the coupler piston 12 connects hydraulically. The preload path 44 can be unthrottled.
Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Vorspannkolben 29 zylindrisch
ausgestaltet. Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform
ist der Vorspannkolben 29 an seiner Vorspannseite 43 mit einem
radial vorstehenden Bund 45 versehen, an dem sich die Vorspannfeder 31 abstützt. Gleichzeitig kann
der Bund 45 einen Axialanschlag für den Vorspannkolben 29 bilden.
Der Bund 45 kann ein integraler Bestandteil des Vorspannkolbens 29 sein. Ebenso
kann es sich um ein angebautes Bauteil handeln. Dementsprechend
stützt
sich dann die Vorspannfeder 31 über den Bund 45 indirekt
am Vorspannkolben 29 ab.At the in 1 the embodiment shown is the biasing piston 29 cylindrically shaped. At the in 2 the embodiment shown is the biasing piston 29 on his header page 43 with a radially projecting collar 45 provided on which the biasing spring 31 supported. At the same time, the federal government 45 an axial stop for the preload piston 29 form. The Bund 45 can be an integral part of the preload piston 29 be. It can also be a mounted component. Accordingly, then supports the biasing spring 31 over the covenant 45 indirectly on the preload piston 29 from.
Die
erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 arbeitet
wie folgt:
In dem in den 1 und 2 gezeigten
Ausgangszustand befindet sich die Düsennadel 5 im Nadelsitz 8.
Dementsprechend ist das wenigstens eine Spritzloch 3 gesperrt.
Der Aktor 13 ist bestromt und besitzt dadurch seine größte Ausdehnung.
Der Ausweichkolben 25 liegt am Anschlag 32 an.
Im Speicherraum 28, im Kopplerraum 22, im Steuerraum 18 und
im Vorspannraum 41 herrscht der selbe Druck wie im Zuführpfad 9,
also der Einspritzdruck.The injection nozzle according to the invention 1 works as follows:
In the in the 1 and 2 shown initial state is the nozzle needle 5 in the needle seat 8th , Accordingly, this is at least one injection hole 3 blocked. The actor 13 is energized and thus has its largest extent. The alternate piston 25 is at the stop 32 at. In the storage room 28 , in the coupler room 22 , in the control room 18 and in the leader room 41 the same pressure prevails as in the feed path 9 , ie the injection pressure.
Zur
Durchführung
einer Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch 3 in den
Einspritzraum 4 wird der Aktor 13 entstromt, d.h., die
Bestromung des Aktors 13 wird unterbrochen oder reduziert.
Der Aktor 13 wird somit invers betrieben, in der Folge
muss der Aktor 13 zum Schließen des wenigstens einen Spritzlochs 3 bestromt
werden.For carrying out an injection of fuel through the at least one injection hole 3 in the injection room 4 becomes the actor 13 escapes, ie, the energization of the actuator 13 is interrupted or reduced. The actor 13 is thus operated inversely, in the sequence must the actuator 13 for closing the at least one injection hole 3 be energized.
Beim
Entstromen des Aktors 13 zieht sich dieser zusammen und
führt dabei
den Aktorhub 35 durch. Dieser Hubverstellung folgt der
Kopplerkolben 12, unterstützt durch die Öffnungsdruckfeder 33. Hierbei
nimmt das Volumen des Kopplerraums 22 zu, was mit einem
entsprechenden Druckabfall im Kopplerraum 22 einhergeht.
Da der Ausweichkolben 25 in dieser ersten Phase des Nadelhubs
aufgrund der Vorspannkraft 30 gegen seinen Anschlag 32 vorgespannt
daran anliegend bleibt, vergrößert sich
durch den Aktorhub 35 außerdem das Volumen des Speicherraums 28.
Mit der Zunahme des Speicherraumvolumens geht ein entsprechender
Druckabfall im Speicherraum 28 einher. Bei am Anschlag 32 verbleibendem
Ausweichkolben 35 kommt es zu einer Relativverstellung
des Vorspannkolbens 29 bezüglich des Kopplerkolbens 12,
da dieser am Ausweichkolben 25 anliegend verbleibt. Die
damit einhergehende Zunahme des Volumens des Vorspannraums 41 führt jedoch
nicht zu einem Druckabfall im Vorspannraum 41, da der Vorspannpfad 44 quasi
ungedrosselt ist und somit Kraftstoff hinreichend schnell nachfließen kann
und den Druckabfall im Vorspannraum 41 kompensieren bzw.
ausgleichen kann.While blowing out the actuator 13 he pulls himself together and leads the Aktorhub 35 by. This stroke adjustment follows the coupler piston 12 , supported by the opening pressure spring 33 , This takes the volume of the coupler space 22 to what with a corresponding pressure drop in the coupler space 22 accompanied. Because the alternate piston 25 in this first phase of the needle stroke due to the biasing force 30 against his attack 32 biased remains attached, increases by the Aktorhub 35 also the volume of the storage space 28 , As the storage volume increases, a corresponding pressure drop in the storage space occurs 28 associated. At the stop 32 remaining bypass piston 35 it comes to a relative adjustment of the preload piston 29 with respect to the coupler piston 12 , as this on the alternate piston 25 remains attached. The concomitant increase in the volume of the biasing space 41 however, does not result in a pressure drop in the pretensioning space 41 because of the bias path 44 almost unthrottled and thus fuel can flow sufficiently fast and the pressure drop in the preload space 41 compensate or compensate.
Über die
hydraulische Kopplung zwischen Steuerraum 18 und Kopplerraum 22 pflanzt
sich der im Kopplerraum 22 entstehende Druckabfall unmittelbar
in den Steuerraum 18 fort. In der Folge nehmen die in Schließrichtung
an der Düsennadel 5 wirksamen
Kräfte
ab. Ab einem vorbestimmten Steuerdruck sind dann die an der Düsennadel 5 bzw.
am Nadelverband 6 angreifenden Öffnungskräfte größer als die wirksamen Schließkräfte. Dementsprechend hebt
die Düsennadel 5 aus
dem Nadelsitz 8 ab. Anschließend kommuniziert das wenigstens
eine Spritzloch 3 mit dem Zuführpfad 9. Der Einspritzvorgang beginnt.
Die an der Düsennadel 5 bzw.
am Nadelverband 6 angreifenden Öffnungskräfte werden beispielsweise hydraulisch über die
Druckstufen 36, 37 eingeleitet.About the hydraulic coupling between control room 18 and coupler room 22 it is planted in the coupler room 22 resulting pressure drop directly into the control room 18 continued. As a result, take in the closing direction of the nozzle needle 5 effective forces. From a predetermined control pressure are then at the nozzle needle 5 or on the needle bandage 6 attacking opening forces greater than the effective closing forces. Accordingly raises the nozzle needle 5 from the needle seat 8th from. Subsequently, the at least one spray hole communicates 3 with the feed path 9 , The injection process begins. The at the nozzle needle 5 or on the needle bandage 6 attacking opening forces, for example, hydraulically via the pressure levels 36 . 37 initiated.
Während dieser
ersten Phase der Öffnungsbewegung
verharrt der Ausweichkolben 25 an seinem Anschlag 32,
da die daran angreifende Vorspannkraft 30 den Druckabfall
im Speicherraum 28 kompensiert. Während dieser ersten Phase der Öffnungsbewegung
herrscht ein erstes Übersetzungsverhältnis zwischen
der Hubbewegung des Kopplerkolbens 12 und der Hubbewegung
der Düsennadel 5. Dieses
erste Übersetzungsverhältnis ist
zumindest anfangs definiert durch das Verhältnis der Steuerfläche 17 zur
Kopplerfläche 21.
Dieses erste Übersetzungsverhältnis ist
dabei vergleichsweise klein, so dass ein kleiner Hub des Kopplerkolbens 12 ebenfalls
einen vergleichsweise kleinen Hub der Düsennadel 5 bewirkt,
der jedoch schon größer sein
kann als der Hub des Kopplerkolbens 12. Falls nur eine kleine
Einspritzmenge realisiert werden soll, kann nun innerhalb dieser
ersten Phase der Aktor 13 wieder bestromt werden, um die
eingeleitete Öffnungsbewegung
zu stoppen und umzukehren. Die Schließbewegung ist dann unterstützt durch
die Schließdruckfeder 15.During this first phase of the opening movement, the bypass piston remains 25 at his stop 32 because the biasing force acting on it 30 the pressure drop in the storage space 28 compensated. During this first phase of the opening movement there is a first gear ratio between the stroke movement of the coupler piston 12 and the lifting movement of the nozzle needle 5 , This first gear ratio is at least initially defined by the ratio of the control surface 17 to the coupler surface 21 , This first gear ratio is comparatively small, so that a small stroke of the coupler piston 12 also a comparatively small stroke of the nozzle needle 5 causes, however, which may already be greater than the stroke of the coupler piston 12 , If only a small injection quantity is to be realized, within this first phase the actuator can now 13 be energized again to stop the initiated opening movement and reverse. The closing movement is then supported by the closing pressure spring 15 ,
Wenn
jedoch eine größere Einspritzmenge realisiert
werden soll, wird die Entstromung des Aktors 13 länger aufrecht
erhalten, so dass sich der Kopplerkolben 12 weiter von
der Zwischenplatte 11 entfernen kann. Dementsprechend kann
auch die Düsennadel 5 weiter
von ihrem Sitzt 8 abheben. Mit dem Abheben der Düsennadel 5 aus
dem Nadelsitz kann sich im Raum 38 ein zunehmender Druck
aufbauen. Auf diese Weise nehmen die in Öffnungsrichtung am Nadelverband 6 angreifenden
Kräfte
stark zu, was die Öffnungsbewegung
der Düsennadel 5 zusätzlich beschleunigt.
Dies hat zur Folge, dass das Volumen des Steuerraums 18 schneller
abnimmt als das Volumen des Kopplerraums 22 zunimmt. In
der Folge kommt es im Steuerraum 18 sowie im Kopplerraum 22 zu
einem Druckanstieg. Dieser führt
dazu, dass am Ausweichkolben 25 ab einem, insbesondere vorbestimmten, Öffnungshub
der Düsennadel 5 die an
der Ausweichfläche 26 angreifenden
Kräfte
größer sind
als die an der Speicherfläche 27 angreifenden
Kräfte,
nämlich
die Vorspannkraft 30 des Vorspannkolbens 29 und
die Druckkraft des im Speicherraum 28 herrschenden Drucks.
Hierdurch wird die zweite Phase der Öffnungsbewegung eingeleitet.However, if a larger injection quantity is to be realized, the outflow of the actuator 13 maintained longer, so that the coupler piston 12 further from the intermediate plate 11 can remove. Accordingly, the nozzle needle 5 further from her seat 8th take off. With the lifting of the nozzle needle 5 from the needle seat can be in the room 38 build up an increasing pressure. In this way, take in the opening direction on the needle bandage 6 attacking forces strongly, reflecting the opening movement of the nozzle needle 5 additionally accelerated. This has the consequence that the volume of the control room 18 decreases faster than the volume of the coupler space 22 increases. As a result, it comes in the control room 18 as well as in the coupler room 22 to a pressure increase. This causes that at the alternate piston 25 from one, in particular predetermined, opening stroke of the nozzle needle 5 the at the alternate area 26 attacking forces are greater than those at the storage area 27 attacking forces, namely the biasing force 30 of the preload piston 29 and the compressive force of the storage space 28 As a result, the second phase of the opening movement is initiated.
Während dieser
zweiten Phase der Öffnungsbewegung
hebt der Ausweichkolben 25 vom Anschlag 32 ab
und fährt
insbesondere in den Speicheraum 28 ein. Hierdurch ergibt
sich für
das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Hub des Kopplerkolbens 12 und dem Hub der Düsennadel 5 ein
neuer Wert. Das neue, zweite Übersetzungsverhältnis definiert
sich durch das Verhältnis
der Steuerfläche 17 zur
Gesamtfläche
aus Kopplerfläche 21 und
Ausweichfläche 26.
Die Hubbewegung des Kopplerkolbens 12 zusammen mit der
Hubverstellung des Ausweichkolbens 25 erzeugt somit eine
relativ große Hubverstellung
der Düsennadel 5.
In der Folge ergibt sich für
die Düsennadel 5 eine
besonders hohe Öffnungsgeschwindigkeit,
wodurch außerdem
ein vergleichsweise großer Öffnungshub
realisierbar ist. Dadurch kann durch das große zweite Übersetzungsverhältnis gleichzeitig
der hierzu erforderliche Hub des Aktors 13 relativ klein
bleiben, so dass der Aktor 13 und somit die Einspritzdüse 1 vergleichsweise klein
bauen können.During this second phase of the opening movement, the bypass piston lifts 25 from the stop 32 and in particular drives into the storage room 28 one. This results in the transmission ratio between the stroke of the coupler piston 12 and the hub of the nozzle needle 5 a new value. The new, second gear ratio is defined by the ratio of the control surface 17 to the total area of coupler surface 21 and evasion area 26 , The lifting movement of the coupler piston 12 together with the stroke adjustment of the bypass piston 25 thus produces a relatively large stroke adjustment of the nozzle needle 5 , The result is for the nozzle needle 5 a particularly high opening speed, whereby in addition a comparatively large opening stroke can be realized. As a result, by the large second gear ratio at the same time required for this stroke of the actuator 13 stay relatively small, so the actor 13 and thus the injection nozzle 1 can build comparatively small.
Bei
der Einspritzdüse 1 sind
somit Steuerfläche 17,
Kopplerfläche 21,
Ausweichfläche 26,
Speicherfläche 27,
Vorspannkraft 20, der maximal mögliche Aktorhub sowie der maximal
mögliche
Düsennadelhub
so aufeinander abgestimmt, dass sich bei der Hubverstellung des
Aktors 13 zum Öffnen
der Düsennadel 5 die
geschilderte zweiphasige oder zweistufige Hubverstellung für die Düsennadel 5 einstellt. Während der
ersten Phase oder ersten Stufe liegt der Ausweichkolben 25 an
seinem Anschlag 32 an und das Übersetzungsverhältnis ist
relativ klein. In der zweiten Phase oder zweiten Stufe entfernt
sich der Ausweichkolben 25 von seinem Anschlag 32 und
das zugehörige Übersetzungsverhältnis ist
relativ groß. Durch
die Einleitung der Vorspannkraft 30 in den Ausweichkolben 25 über den
Vorspannkolben 29 ist es möglich, den Speicherraum 28 vergleichsweise klein
zu dimensionieren. Hierdurch wird das Verhalten der Einspritzdüse 1 im
Betrieb stabilisiert. Die Einspritzdüse 1 arbeitet dadurch
mit erhöhter
Zuverlässigkeit
und mit erhöhter
Präzision.At the injector 1 are thus control surface 17 , Coupler surface 21 , Alternate area 26 , Storage area 27 , Preload force 20 , The maximum possible Aktorhub and the maximum possible Düsennadelhub coordinated so that when the stroke of the actuator 13 to open the nozzle needle 5 the described two-phase or two-stage stroke adjustment for the nozzle needle 5 established. During the first phase or first stage is the bypass piston 25 at his stop 32 on and the gear ratio is relatively small. In the second phase or second stage, the bypass piston moves away 25 from his stop 32 and the associated gear ratio is relatively large. By introducing the preload force 30 in the bypass piston 25 over the preload piston 29 is it possible the storage space 28 to dimension comparatively small. This will change the behavior of the injector 1 stabilized during operation. The injector 1 works with increased reliability and increased precision.