DE102007027667A1

DE102007027667A1 - Injektor mit Druckverstärker und Nadelhubsteuerung über DV-Kolben

Info

Publication number: DE102007027667A1
Application number: DE200710027667
Authority: DE
Inventors: Dirk Vahle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (10). Dieser umfasst einen Injektorkörper (12), in dem ein Druckverstärkerkolben (22) eines Druckverstärkers geführt ist. Der Druckverstärkerkolben (22) erzeugt einen Druck oberhalb eines Systemdruckes und ist über ein Ventil (20) betätigbar. Ein erster Steuerraum (40) zur Betätigung des Druckverstärkerkolbens (22) und ein Kompressionsraum (42)/Hochdruckraum (42) sind im Injektorkörper (12) des Kraftstoffinjektors (10) in geringstmöglichem Abstand zum Ventil (20) angeordnet.

Description

Stand der Technik
Aus DE 10 2004 053 274 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung bekannt. Diese umfasst einen Kraftstoffinjektor, der über eine Krafstoffhochdruckquelle mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagbar und über eine Zumessventileinrichtung betätigbar ist. Durch diese ist der Druck in einem Druckverstärkersteuerraum so steuerbar, dass der Druck in einem ersten durch einen Druckverstärkerkolben begrenzten Druckverstärkerdruckraum, der über einen Füllpfad, in dem ein Ruckschlagventil angeordnet ist, mit Kraftstoff aus der Kraftstoffhochdruckquelle befüllbar ist und mit einem Einspritzventilglieddruckraum in Verbindung steht, durch den Druckverstärkerkolben derart erhöht wird, dass ein Einspritzventilglied zum Einspritzen von Kraftstoff öffnet. Kraftstoff wird dabei aus einem Dämpfungsraum über einen Dämpfungspfad, in dem eine Dämpfungsdrossel angeordnet ist, verdrängt. Um ein stabiles Einspritzverhalten des vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors zu gewährleisten, ist der Dämpfungspfad so ausgebildet und an den Füllpfad angebunden, dass der bei einem Einspritzvorgang aus dem Dämpfungsraum über die Dämpfungsdrossel verdrängte Kraftstoff über den Dämpfungspfad in den Füllpfad des Druckverstärkerdruckraumes gelangt.
DE 10 2004 051 757 A1 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit hydraulisch betätigbarem Druckübersetzer. Der Kraftstoffinjektor umfasst eine mindestens eine Einspritzöffnung freigebende oder verschließende, hydraulisch betätigbare Düsennadel sowie einen Druckverstärker. Mittels des Druckverstärkers wird der Einspritzdruck gegenüber dem Systemdruck erhöht. Der Druckverstärker umfasst einen Druckverstärkerkolben mit einem Rückstellkolbenteil, einem Steuerkolbenteil und einem Hochdruckkolbenteil. Das Rückstellkolbenteil ist von einem Federraum umgeben, in welchem eine Kraftstoffzuleitung mündet, über welche der Federraum mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff versorgt wird. Das Rückstellkolbenteil ist in einem Führungstopf geführt, welcher mit einer Stirnseite in einem Dichtsitz gegen eine den Federraum begrenzende Stirnfläche gestellt ist. Gemäß der Lösung aus DE 10 2004 053 274 A1 erfolgt die Druckverstärkung über die Entlastung eines Steuerraums an einem Druckverstärkerkolben. Die Rückstellung des Kolbens hingegen erfolgt konventionell über eine Druckfeder. Da der Bauraum für die erforderliche Druckfeder beschränkt ist, zeigt eine hydraulische Rückstellung des Druckverstärkerkolbens über einen eigens angebrachten Rückstellkolben mit Dichtelement gemäß der Lösung aus DE 10 2004 051 757 A1 Vorteile bezogen auf Rückstellkräfte, die erzielbare Rückstellgeschwindigkeit und den Platzbedarf. Kraftstoffinjektoren mit integriertem Druckverstärker benötigen zur Applizierung der Hubgeschwindigkeit der bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes eine aktive Düsennadeldämpfung. Besonders die aus DE 10 2004 053 274 A1 hervorgehende Nadelhubdämpfung hat sich bei der Umsetzung bei Kraftstoffinjektoren für einen übersetzten Einspritzdruck an der Einspritzdüse in der Größenordnung von bis zu 2500 bar sehr bewährt.
In aktuellen Untersuchungen zur weiteren Steigerung der Einspritzdrücke auf eine Größenordnung von 3000 bar kommt den Kraftstoffinjektoren mit integriertem Druckverstärker eine hohe Bedeutung zu. Kraftstoffinjektoren nach der bekannten Bauart haben den Nachteil, dass zur Ansteuerung des Druckverstärkerkolben und der Einspritzdüse große hydraulische Steuerungsverluste systemimmanent entstehen. Die entstehenden Verlustmengen reduzieren den hydraulischen Gesamtwirkungsgrad druckverstärkender Systeme auf unter 50%. Soll der Einspritzdruck hingegen weiter gesteigert werden, ist zwingend eine Reduzierung der benötigten Steuermenge erforderlich, welche den Gesamtwirkungsgrad druckverstärkender Systeme herabsetzt. Als weiterer Schwachpunkt ist die Hochdruckfestigkeit an den Anbindungen und Verschneidungen von Steuerleitungen dieser Kraftstoffinjektoren, d. h. Kraftstoffinjektoren mit integrierten Druckübersetzern zu nennen. Systemseitig hat sich eine Druckverstärkung um das 1,5-fache als idealer Verstärkungsfaktor herausgestellt. Da bei diesen Verstärkungsfaktor und dem geforderten Einspritzdruck der Steuerdruck auf 2000 bar und mehr steigen muss, erfüllen die genannten Injektorkonzepte ohne aufwendige und teure, insbesondere festigkeitssteigernde Maßnahmen nicht mehr die an sie gestellten Anforderungen.
Eine düsennahe Unterbringung eines Druckverstärkerkolbens reduziert zudem erforderliche Applikationen an Motorkonzepten mit einem düsennahen seitlichen Druckrohranschluss. Ein seitlicher Hochdruckanschluss in Höhe der Kolbenführung würde zu Führungsverformungen und als Resultat daraus zum Klemmen des Druckverstärkerkolbens führen, was im Extremfall zum Ausfall des Kraftstoffinjektors führte.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffinjektor vorgeschlagen, der eine integrierte Druckverstärkung umfasst und bei den die Kammerdruckerzeugung, d. h. die Kompressionskammer und das Steuerungsvolumen unmittelbar unterhalb eines 3/2-Ventiles angeordnet sind. Die Steuerung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes erfolgt bezüglich Hub und Geschwindigkeit über eine direkte mechanisch-hydraulische Kopplung aus dem Hub eines Druckverstärkerkolbens. Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor mit integrierter Druckverstärkung ist eine aktive Dämpfung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes entfallen. Dies bedeutet, dass keine Steuerleitung mehr von dem 3/2-Wege-Ventil zum Dämpfer verläuft, so dass die Steuermenge um mindestens mehr als die Hälfte sinkt. Weiterhin entfallen aufgrund des Fortfalls der aktiven Dämpfung der Hubbewegung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes komplizierte Verbohrungen und Verbindungen innerhalb des Druckverstärkers und an der Dämpfungseinrichtung. Aufgrund des Entfalls komplizierter Verbohrungen und Verbindungen innerhalb des Druckverstärkers wird dessen Hochdruckfestigkeit entscheidend erhöht.
Ein weiterer aufzuführender Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gegenüber bekannten Kraftstoffinjektoren mit integrierter Druckverstärkung der Druckverstärkerkolbenführungen liegt im oberen Bereich des Kraftstoffinjektors. Aufgrund des Umstandes, dass keine Hochdruckführungen im düsennahen Bereich vorgesehen sind, kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Injektorkonzept auch für Applikationen an Verbrennungskraftmaschinen vorgesehen werden, an denen eine düsennahe Hochdruckversorgung, so zum Beispiel aufgrund des Verlaufes von Anschlussleitungen erwünscht ist.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Kraftstoffinjektor kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und umfasst bevorzugt ein 3/2-Ventil, welches als direkt schaltendes elektrohydraulisches Ventil oder als Kombination aus einem elektrohydraulischen 2/2-Schaltventil und einem 3/2-Servoventil aufgebaut ist. Im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors läuft ein Druckverstärkerkolben. Der Druckverstärkerkolben umfasst einen Steuerkolben, einen Hochdruckkolben, einen Rückstellkolben und eine an dessen Ende ausgebildete Dichtfläche. Auf dem Rückstellkolben und dem Druckverstärkerkolben ist ein Dichtelement geführt. Das Dichtelement liegt seinerseits im Injektorkörper auf.
Im unteren Bereich des Injektorkörpers, des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors, befinden sich die Zulauf- und Ablaufdrossel zur Steuerung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes in der Einspritzdüse. Zur Befüllung der Hochdruckbereiche des Kraftstoffinjektors mit Kraftstoff, der unter Systemdruck steht, ist zwischen einem Druckraum und der Hochdruckleitung ein Rückschlagventil vorgesehen, welches einen kugelförmig ausgebildeten, federbelasteten Schließkörper aufweist.
Zum Zeitpunkt der Einspritzpause, bei der das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventil geschlossen ist, stehen die hydraulischen Räume unter einem Systemdruck. Einer der hydraulischen Räume ist über eine Leitung an einen Rücklauf angebunden. Aufgrund des sich einstellenden Kräftegleichgewichtes, welches aus den Durchmesserverhältnissen der Kolben zueinander herrührt und deren Druckbelastungen, hält der Rückstellkolben mit seiner Dichtfläche eine Ablaufdrossel, die zur Druckentlastung eines Steuerraumes vorgesehen ist, geschlossen.
Erfolgt eine Ansteuerung des 3/2-Wege-Ventils, wird der Kraftstoff aus dem Steuerraum in den Rücklauf, d. h. den Niederdruckbereich des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors entlastet. Bedingt durch diese Druckentlastung, bewegt sich der Druckverstärkerkolben aus seiner Position. Das geänderte Kräftegleichgewicht führt am Hochdruckkolben des Druckverstärkerkolbens zu einer Verdichtung des Kraftstoffes und dessen Verdrängung bis zur Einspritzdüse. Aufgrund der Hubbewegung des Druckverstärkerkolbens wird auch die Dichtstelle am Rückstellkolben freigegeben. Damit kann über die Ablaufdrossel Kraftstoff aus dem Steuerraum in den Rücklauf gelangen. Zwangsläufig ändert sich das Kräftegleichgewicht an dem bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied derart, dass diese die mindestens eine Einspritzöffnung am brennraumseitigen Ende freigibt und Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann. Da der Hochdruckkolben des Druckverstärkerkolbens kontinuierlich Kraftstoff nachfördert und weiter verdichtet, kann bis zum Ende des Kolbenhubes Kraftstoff unter hohem Druck eingespritzt werden. Bevor der Kolbenhub, d. h. der Weg, den der Kolben zurücklegen kann, endet, ist im allgemeinen die Einspritzung durch das Schließen des 3/2-Wege-Ventiles beendet.
Beim Schließen des 3/2-Wege-Ventiles wird der Steuerraum wieder mit Systemdruck aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher (Common-Rail) beaufschlagt. Hervorgerufen durch den Kraftüberschuss am Druckverstärkerkolben, der sich aus dem Fehlen der druckbeaufschlagten Fläche am Rückstellkolben ergibt, wird der Druckverstärkerkolben wieder in seine Ausgangsstellung zurück bewegt. Beim Erreichen seiner Endstellung dichtet das Ende des Rückstellkolbens mit der Dichtfläche die Ablaufdrossel ab. Daraus resultierend werden an dem nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied Kräfte in Schließrichtung erzeugt, so dass mindestens eine Einspritzöffnung am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors wieder geschlossen wird und die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum beendet wird. Die Hochdruckbereiche vom Hochdruckraum bis zum Düsenraum des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors werden während der gesamten Schließphase über das Rückschlagventil, dessen Ventilelement kugelförmig ausgebildet ist, mit Kraftstoff versorgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
1 den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor in hydraulischer Verschaltung in geschlossenem Zustand,
2 den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor mit geöffnetem, bevorzugt nadelförmig ausgebildetem Einspritzventilglied in Einspritzposition,
3 eine Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors gemäß 1 und 2 mit doppelt geführtem Druckverstärkerkolben,
4 eine Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors gemäß 1 und 2 mit einer Hülse,
5 eine Ausführungsform des in den 1 und 2 dargestellten Kraftstoffinjektors mit einer Steuerhülse,
6 eine Ausführungsform des Kraftstoffinjektors mit einem als Zuhalteelement einer Ablaufdrossel dienenden Dichtkolben in Position „Einspritzpause",
7 die Ausführungsform gemäß 6 in der Position „Einspritzung", d. h. frei gegebener Ablaufdrossel,
8 eine Ausführungsform des Kraftstoffinjektors mit einer an einem Führungskolben aufgenommenen Dichthülse in der Position „Einspritzpause",
9 die Ausführungsform gemäß 8 in der Position „Einspritzposition",
10 die Ausführungsform gemäß 8 in der Position „Einspritzende",
11 in erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor mit einem ausziehbaren Hubvolumen in der Position „Einspritzpause",
12 der Kraftstoffinjektor gemäß 11 mit ausziehbaren Hubvolumen in der Position „Einspritzung",
13 die Ausführungsform des in 11 in Position „Einspritzpause" dargestellten Kraftstoffinjektors in der Position „Einspritzende",
Ausführungsformen
Der Darstellung gemäß 1 ist ein Kraftstoffinjektor 10 zu entnehmen, der einen Injektorkörper 12 aufweist, der ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Der Kraftstoffinjektor 10 ist Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems, welches einen Filter 14, ein Hochdruckförderaggregat 16 sowie einen Hochdruckspeicher 18 (Common-Rail) umfasst. Der Kraftstoffinjektor 10 wird durch ein 3/2-Ventil 20 betätigt, welches zum Beispiel als direkt schaltendes elektro-hydraulisches Ventil beschaffen sein kann oder auch als Kombination aus einem elektrohydraulischen 2/2-Schaltventil und einem 3/2-Servoventil aufgebaut sein kann. Innerhalb des Injektorkörpers 12 des Kraftstoffinjektors 10 läuft ein Druckverstärkerkolben 22. Der Druckverstärkerkolben 22 umfasst einen Hochdruckkolben 24 sowie einen Rückstellkolben 26. Am Ende des Rückstellkolbens 26 befindet sich eine Dichtfläche 28. Auf dem Umfang des Rückstellkolbens 26 ist ein scheibenförmig ausgebildetes Dichtelement 30 geführt.
Das in 1 dargestellte, bevorzugt scheibenförmig ausgeführte Dichtelement 30 liegt axialdichtend im Injektorkörper 12 auf einer Dichtfläche 32 auf. Im unteren Bereich des Injektorkörpers 12 befindet sich eine Zulaufdrossel 34 sowie eine Ablaufdrossel 36 zur Druckentlastung bzw. Druckbeaufschlagung eines zweiten Steuerraumes 50, der der Betatigung eines bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 dient.
Im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 gemäß der Darstellung in 1 ist darüber hinaus ein erster Steuerraum 40 integriert, welcher über eine in kurzer Länge ausgebildete hydraulische Leitung mit dem 3/2-Ventil 20 in Verbindung steht. Der erste Steuerraum 40 dient zur Betätigung des Druckverstärkerkolbens 22, der neben dem ersten Steuerraum 40 einen den Hochdruckkolben 24 umschließenden Hochdruckraum 42 aufweist sowie einen Druckraum 44, in dem das Dichtelement 30 aufgenommen ist. Der Rückstellkolben 26 des Druckverstärkerkolbens 22 ist von einem Leckölraum 54 umschlossen, in den die Ablaufdrossel 36 mündet. Die Ablaufdrossel 36 ist durch die Dichtfläche 28 auf der Stirnseite des Rückstellkolbens 26 in der Darstellung gemäß 1 geschlossen, so dass eine Druckentlastung des zweiten Steuerraums 50 nicht stattfindet. Wie aus der Darstellung gemäß 1 des weiteren hervorgeht, sind der Hochdruckraum 42 und ein Düsenraum 52 im Injektorkörper 12 über eine Hochdruckleitung 46 hydraulisch miteinander verbunden. Von der Hochdruckleitung 46 zweigt ein erstes Rückschlagventil 48 ab, über welches der Hochdruckraum 42, ein Speicherraum 20, der diesen Raum 52 sowie der zweite Steuerraum 50 mit unter Systemdruck stehenden Kraftstoff befüllbar sind. Das erste Rückschlagventil 40 wird bevorzugt als ein Kugelrückschlagventil ausgebildet, welches ein kugelförmiges Schließelement umfasst, welches durch eine Feder beaufschlagt ist.
Vom Leckölraum 54 aus erstreckt sich ein Rücklauf 56 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems.
In der Darstellung gemäß 1 befindet sich das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 in einer durch Bezugszeichen 68 angedeuteten geschlossenen Position. In dieser Position ist mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine durch das in seinen Sitz gestellte, bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 verschlossen.
Zu dem Zeitpunkt, an dem der Kraftstoffinjektor 10 sich in der geschlossenen Position 68 gemäß 1 befindet, stehen der Druckraum 44, der Druckraum 42, ein Speicherraum 58, der mit der Hochdruckleitung 46 hydraulisch verbunden ist sowie der zweite Steuerraum 50 zur Betätigung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 unter gleich hohem Systemdruck. Der Leckölraum 54 ist über den Rücklauf 56 mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 verbunden. Aufgrund des Kräftegleichgewichtes, welches aus den Kolbendurchmessern des Druckverstärkerkolbens 22, des Hochdruckkolbens 24 und des Rückstellkolbens 26 herrührt und deren jeweiliger Druckbelastung, hält der Rückstellkolben 26 mit seiner Dichtfläche 28 die Ablaufdrossel 36 zur Druckentlastung des zweiten Steuerraumes 50 verschlossen.
Erfolgt eine elektrische Ansteuerung des 3/2-Ventiles 20, so wird Kraftstoff aus dem ersten Steuerraum 40 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 abgesteuert. Bedingt durch diese Druckentlassung bewegt sich der Druckverstärkerkolben 22 aus der in 1 dargestellten Lage in eine Position, die in 2 dargestellt ist. In der Darstellung gemäß 2 ist der Hochdruckkolben 24 teilweise in den nach Betätigung des 3/2-Ventiles 20 druckentlasteten, ersten Steuerraum 40 eingefahren. Eine Anbindung 41 weist eine minimale Länge auf und nimmt damit ein minimales Kraftstoffvolumen auf. Das geänderte Kräftegleichgewicht führt dazu, dass im Hochdruckraum 42 durch Einfahren des Druckverstärkerkolbens 22 der Druck steigt und über die Hochdruckleitung 46 im Düsenraum 52 ansteht. Aufgrund der Hubbewegung des Druckverstärkerkolbens 22 wird die Dichtfläche 28 des Rückstellkolbens 26 von der Ablaufdrossel 36 abgehoben, so dass über diese Kraftstoff aus dem zweiten Steuerraum 50 in den Leckölraum 54 und von diesem über den Rücklauf 56 in dem Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 abströmt. Damit einher geht eine Änderung des Kräftegleichgewichtes am nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 38 derart, dass dieses mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung freigibt und Kraftstoff demzufolge in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden kann. Da der Hochdruckkolben 24 entsprechend seines Hubweges in den druckentlasteten ersten Steuerraum 40 kontinuierlich verdichteten Kraftstoff in die Hochdruckleitung 46 einspeist, kann bis zum Ende des Kolbenhubes des Druckverstärkerkolbens 22 unter hohem Druck eingespritzt werden. Bevor der Kolbenhub, insbesondere des Hochdruckkolbens 24 in den druckentlasteten ersten Steuerraum 40, endet, wird die Einspritzung durch das Schließen des 3/2-Ventils 20 beendet.
Aus der Darstellung gemäß 2 geht die Einspritzposition 66 des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 näher hervor. 2 zeigt, dass das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 aufgrund der Druckentlastung des zweiten Steuerraumes 50 in diesen eingefahren ist. Das aus dem zweiten Steuerraum 50 abgesteuerte Kraftstoffvolumen ist über den Leckölraum 54 in den niederdruckseitigen Rücklauf 56 eingetreten, da die Ablaufdrossel 36 durch die von dieser entfernte Dichtfläche 28 an der Stirnseite des Rückstellkolben 26 freigegeben ist. Die weitere Verdichtung von Kraftstoff im Hochdruckraum 42 erfolgt solange, solange der Hochdruckkolben 24 des Druckverstärkerkolbens 22 in den ersten Steuerraum 40 einfährt und demzufolge weiter über den Systemdruck verdichteter Kraftstoff über die Hochdruckleitung 46 in den Düsenraum 52 gefördert wird. Vom Düsenraum 52 aus strömt der weiter verdichtete Kraftstoff über Anschliffe oder Freiflächen, die am Umfang des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 ausgebildet sind, in einen Ringspalt, welcher die Spitze des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 umschließt und von dort über mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine.
Zum Schließen des 3/2-Ventiles 20 wird der erste Steuerraum 40 wieder mit Systemdruck aus dem in 1 dargestellten Hochdruckspeicher 18 (Common-Rail) beaufschlagt. Verursacht durch die Rückstellbewegung des Druckverstärkerkolbens 22, die aus der nun fehlenden druckbeaufschlagten Dichtfläche 28 am Rückstellkolben 24 herrührt, begibt sich der Druckverstärkerkolben 22 wieder in seine in 1 dargestellte Ausgangsstellung zurück. Beim Erreichen seiner Endstellung dichtet die Dichtfläche 28 des Rückstellkolbens 26 die Ablaufdrossel 36 zur Druckentlastung des zweiten Steuerraums 50 ab. Daraus ergibt sich, dass das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 sich in Schließrichtung bewegt, da der Druck im zweiten Steuerraum 50 bedingt durch die Zulaufdrossel 34 ansteigt. Die mindestens eine am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung wird geschlossen und die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ist beendet. Die Hochdruckbereiche, d. h. der Hochdruckraum 42, der Düsenraum 52 und der erste Steuerraum 40 werden während der gesamten Schließphase über das erste Rückschlagventil 48, welches bevorzugt als Kugelrückschlagventil ausgebildet ist, mit Kraftstoff befüllt. Auch hier weist die Anbindung 41 des ersten Steuerraums 40 an das 3/2-Ventil 20 eine minimale Länge auf, so dass in dieser Anbindung 41 lediglich eine minimale Steuermenge von Kraftstoff bevorratet wird, was die zur Betätigung des Druckverstärkerkolbens 22 erforderliche Kraftstoffmenge erheblich reduziert und damit den hydraulischen Wirkungsgrad entscheidend verbessert.
3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors gemäß der darstellenden 2 in Einspritzposition, jedoch mit vertauschtem Hochdruckraum und erstem Steuerraum.
Wie 3 zu entnehmen ist, wird gemäß dieser Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 der im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 ausgebildete erste Steuerraum 40 über eine verlängerte Anbindung in 70 in Bezug auf 3/2-Ventil 20 druckentlastet. Da nunmehr der Hochdruckraum 42 weiter oben im Injektorkörper 12 angeordnet ist, ist die Hochdruckzuleitung 46 zum Düsenraum 52 verlängert. Analog zur Ausführungsform des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 und 2 ist in die Hochdruckleitung 46 ein Speicherraum 58 integriert, über welchen die Zulaufdrossel 34 zur Versorgung des zweiten Steuerraumes 50 mit Kraftstoff abzweigt.
Die in 3 dargestellte Ausführungsform geht mit dem Vorteil einher, dass der Hochdruckkolben 24 nur noch eine Leckageführung auf einem kleineren Durchmesser, zwischen dem Hochdruckraum 42 und dem ersten Steuerraum 40 aufweist. Die Leckageverluste sind direkt abhängig von der dritten Potenz des Kolbendurchmessers und der anstehenden Druckdifferenz. Durch die in 3 dargestellte Ausführungsform lässt sich der Leckageverlust aus dem Hochdruckraum 42 weiter einschränken.
Im übrigen ist die in 3 dargestellte Ausführungsform – abgesehen von der Vertauschung des ersten Steuerraumes 40 und des Hochdruckraumes 42 – identisch zu in 2 dargestellten Einspritzposition 66 des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventils 38.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kraftstoffinjektors, bei welcher der Druckverstärkerkolben des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 als einfach geführter Druckverstärkerkolben 22, 72 ausgeführt ist. Wie 4 entnehmbar ist, ist der Druckverstärkerkolben 22 im Injektorkörper 12 geführt. Am Hochdruckkolben 24, der im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß der 1 bis 3 des Kraftstoffinjektors 10, nunmehr nicht im Injektorkörper 12 geführt ist, befindet sich eine Hülse 74. Die Hülse 74 ist durch ein am Hochdruckkolben 24 aufgenommenes Federelement 78 vorgespannt. Bei einer Bewegung des Druckverstärkerkolbens 22 in Hubrichtung 76 wird die Hülse 74 mit einer Dichtfläche 80 an den Injektorkörper 12 angestellt. Durch die in 4 dargestellte Konstruktion können hochpräzise Bearbeitungsschritte für die Führungen des Druckverstärkerkolbens 22 und insbesondere des Hochdruckkolbens 24 umgangen werden. Außerdem kann durch die Hubbewegung 76 des Druckverstärkerkolbens bzw. der Hülse 78 die Befüllung des Hochdruckraumes 42 erfolgen. Das erste Rückschlagventil 48 ist gegenüber den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 entfallen. Die Hochdruckhülse 78 kann zumindest einen axialen Versatz zwischen dem Druckverstärkerkolben 22 und dem Hochdruckkolben 24 ausgleichen, welche demzufolge als zwei voneinander getrennte Bauteile gefertigt werden können. Nachteilig bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Aufweiten der Hochdruckführung des Hochdruckkolbens 24 und der Hochdruckhülse 74 abhängig von der Druckdifferenz, die zwischen den hydraulischen Räumen 38 und 42 vorliegt. Andererseits lässt sich die Anbindung des die Hülse 74 umgebenden ersten Steuerraums 40 an das 3/2-Ventil einfacher ausführen, da die Anbindung 41 sehr kurz gestaltet werden kann.
Abgesehen von den oben stehend in Zusammenhang mit 4 beschriebenen Abweichungen hinsichtlich des am Hochdruckkolben 24 geführten Hülsenelementes 74, ist die in 4 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 identisch mit der Ausführungsform des Kraftstoffinjektors 10 gemäß 3.
Aus der Darstellung gemäß 5 lässt sich eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 entnehmen, bei der am Hochdruckkolben ebenfalls eine Hülse aufgenommen ist. Im Falle der in 5 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10, handelt es sich bei der Hülse 74 um eine Steuerhülse. Der erste Steuerraum 40 befindet sich gemäß dieser Ausführungsform innerhalb der Hülse 74, so dass sich bei einer anstehenden Druckdifferenz die Führung zwischen der Hülse 74 und dem Hochdruckkolben 24 verengt, was bei einer hohen Druckdifferenz zwischen diesen Komponenten zu einer geringeren Leckage aus dem Hochdruckraum 42 führte. Auch hier ist die Anbindung 41 des ersten Steuerraumes 40 an das 3/2-Ventil 20 sehr kurz ausgeführt.
Bei beiden in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen des Kraftstoffinjektors 10, bei denen am Hochdruckkolben 24 Hülsenelemente 74 ausgebildet sind, erfolgt die Erzeugung einer ausreichenden Dichtkraft mittels des Federelementes 78. Dies gilt für den druckausgeglichenen Zustand. Bei einer Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckraum 42 und dem ersten Steuerraum 40 wird die Dichtfläche 80 so ausgelegt, dass eine hydraulisch wirkende Schließkraft die Hülse 74 zusätzlich in den Dichtsitz 80 presst und diese nicht unbeabsichtigt den Dichtsitz 80 freizugeben vermag.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Ansteuerung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 einfach über das Abdecken des Querschnittes der Ablaufdrossel 36 durch die Dichtfläche 28 an der Stirnseite des Rückstellkolbens 26. Bei Ende des Einspritzvorganges bewegt sich der Druckverstärkerkolben 22 demnach zuerst von seiner momentanen Betriebsstellung bis in die Dichtstellung, bevor eine auf das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 innerhalb des zweiten Steuerraums 50 wirkende Schließkraft aufgebaut wird. Der sich einstellende Zeitverzug kann sich insgesamt gesehen negativ auf die Strahlaufbereitung auswirken. Der Zeitverzug wird umso größer, je weiter eine zuvor ausgeführte Hubbewegung des Druckverstärkerkolbens 22 verlief.
Zur Lösung dieses Problems wird gemäß den Ausführungsformen in den 6 und 7 ein im wesentlichen kolbenförmig ausgebildetes Zuhaltelement 82 vorgeschlagen. Das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 ist an einem Führungskolben 84 geführt, welcher unter Ausbildung einer Druckstufe 104 einteilig am Rückstellkolben 26, 86 – wie in 6 dargestellt – angeformt ist. Das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 wird von einer Schließfeder 90 beaufschlagt, die sich am Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 abstützt. Analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 befinden sich am Rückstellkolben 26 das im wesentlichen scheibenförmig ausgebildete Dichtelement 30, welches auf der Dichtfläche 32 des Injektorkörpers 12 des Kraftstoffinjektors 10 aufliegt. Aus den Darstellung gemäß der 6 und 7 geht hervor, dass der Rückstellkolben 26, 86 einteilig mit dem Druckverstärkerkolben 22 ausgeführt ist.
Vom Leckölraum 54 aus zweigt eine Rücklaufleitung 56 zum niederdruckseitigen Bereich des Kraftstoffinjektors 10 ab. In diese Niederdruckleitung 56 kann ein weites Rückschlagventil 94 eingelassen sein. Der Ölraum 54 ist über eine Bypassleitung 98 mit dem hydraulischen Raum verbunden, indem das am Führungskolben 84 geführte, im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 geführt ist. Wie aus der Darstellung gemäß 6 hervorgeht verschließt dessen Dichtfläche 88 den Ablaufkanal des 6 nicht dargestellten zweiten Steuerraums 50, in welchem die Ablaufdrossel 36 ausgebildet ist.
In dem im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 befindet sich eine Drossel 96, welche ein Hubvolumen 100 (vergleiche Darstellung gemäß 7) hydraulisch mit dem das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 umgebenden hydraulischen Raum verbindet.
Während in 6 eine Betriebsstellung des im wesentlichen kolbenförmig ausgebildeten Zuhaltelementes 82 gezeigt ist, welches einer „Einspritzpause" entspricht, ist in der Darstellung gemäß 7 die Position des im wesentlichen kolbenförmig ausgebildeten Zuhaltelementes 82 in einer Position „Einspitzung" dargestellt.
Im Unterschied zur Darstellung gemäß 6 ist in der 7 dargestellten Position „Einspritzung" der Druckverstärkerkolben 22 in Hubrichtung 76 bewegt, so dass der Führungskolben 84 aus dem Hubvolumen 100 gezogen wird. Nachdem das 3/2-Ventil 20 gesteuert ist, beginnt der Druckverstärkerkolben 22 mit seiner Hubbewegung 76. Resultierend daraus wird der Führungskolben 84 innerhalb des im wesentlichen kolbenförmig ausgebildeten Zuhaltelementes 82 aus dem Hubvolumen 100 herausgezogen. Die Verbindungsdrossel 96 zwischen dem Leckölraum 54 und dem Hubvolumen 100 reguliert die Druckverhältnisse derart, dass sich im Hubvolumen 100 ein Druckniveau einstellt, welches unter dem im Leckölraum 54 herrschenden Druckniveau liegt. Dadurch ergibt sich, neben der in der Öffnungsrichtung wirkenden Kraftkomponente auf die Dichtfläche 88, eine weitere, in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, die aus der Druckdifferenz zwischen dem Leckölraum 54 und dem Hubvolumen 100 herrührt. Übersteigt die Summe beider in Öffnungsrichtung wirkenden hydraulischen Kräften die Zuhaltekraft der Schließfeder 90, gibt das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 die Dichtfläche 88 frei, so dass der zweite Steuerraum 50 zur Betätigung des im wesentlichen nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38 über die Ablaufdrossel 36 druckentlastet werden kann. Dadurch bedingt erfolgt eine in vertikale Richtung erfolgende Öffnungsbewegung des im wesentlichen nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 38.
Der Führungskolben 84 zieht über die gesamte Ansteuerdauer des 3/2-Ventiles 20 gleichmäßig das Hubvolumen 100 auf. Somit sind die in Öffnungsrichtung wirkenden Kräfte, die auf das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 wirken, immer größer als die Federkraft der Schließfeder 90. Das kolbenförmige Zuhalteelement 82 wird während der Hubbewegung des Führungskolbens 84 in seiner Hubbewegung an einer Hubanschlagfläche 102 begrenzt. Bei Beendigung der Ansteuerung des 3/2-Ventiles 20 stoppt der Druckverstärkerkolben 22 seine Hubbewegung 76 und der Führungskolben 84 zieht das Hubvolumen 100 nicht mehr auf. Aufgrund der bestehenden Druckdifferenz zwischen dem Leckölraum 54 und dem Hubvolumen 100, welches durch die Verbindungsdrossel 96 ausgeglichen wird, übersteigt schließlich die in Schließrichtung wirkenden Kraft der Schließfeder 90 die in Öffnungsrichtung wirkenden Kräfte.
Aufgrund dessen verschließt das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement 82 die Ablaufdrossel 36, so dass das im wesentlichen nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 mindestens eine, am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 10 vorgesehene Einspritzöffnung wieder verschließt. Gleichzeitig beginnt der Druckverstärkerkolben 22, bedingt durch die Druckstufe 104 am Rückstellkolben 26, 86 zu einer Abwärtsbewegung in die Ausgangsstellung. Eine Überschussmenge, die im Leckölraum 54 vorhanden ist, und die Leckagemenge und die Steuermenge, die über die Ablaufdrossel 36 abgesteuerte Steuermenge umfasst, hat der während der Einspritzung über das zweite Rückschlagventil 94 in den niederdruckseitigen Rücklauf 56 befördert.
Den Ausführungsformen gemäß der 8, 9 und 10 ist jeweils eine Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einer Dichthülse in unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt.
Für die vorstehend skizzierten Ausführungsformen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 kann sich unter Umständen ein Nachteil bei der Fertigung bzw. der Montage der erforderlichen Mehrfachführungen am Druckverstärkerkolben 22 ergeben. Zudem kann sich das Schließverhalten des Druckverstärkerkolbens 22 nachteilig auf geforderte Schaltzeiten des Kraftstoffinjektors 10 auswirken. Außerdem kann die anstehende Druckdifferenz bei sehr hohem Einspritzdrücken an der Ablaufdrossel 36 zu Problemen bezüglich der Hochdruckfestigkeit sowie Temperatureintrag in den Rücklauf führen. Diesen Schwierigkeiten kann mit der Ausführungsform der 8, 9 und 10 begegnet werden.
In der nachstehen beschriebenen Ausführungsform gemäß der 8, 9 und 10 ist der Führungskolben 110 nicht fester Bestandteil des Druckverstärkerkolbens 22, sondern ein eigenständiges Bauteil, welches seinerseits in einem Hülsenelement 106 geführt ist. An einer Kontaktstelle 114 liegt der Führungskolben 110 an der Stirnseite des Rückstellkolbens 26 des Druckverstärkerkolbens 22 an. In axialer Richtung wird der Führungskolben 110 verspannt, bedingt durch die druckbeaufschlagte Fläche, die von der Druckdifferenz zwischen dem Hubvolumen 112 (vergleiche Darstellung gemäß der 9 und 10) und dem Leckölraum 54 sowie der Kontaktstelle 114 am Rückstellkolben 26. Das Hülsenele ment 106 seinerseits wird vorgespannt durch die in den 8, 9 und 10 dargestellte Druckfeder 116. Diese stellt eine Dichtkante 108 des Hülsenelementes 106 an eine Planfläche des Injektorkörpers 12 an, so dass die Ablaufdrossel 36 verschlossen ist.
Die Vorspannkraft der Druckfeder 116 und die Dimensionierung der Dichtkante 108 sind so beschaffen, dass ab einer bestimmten Druckdifferenz zwischen dem Hubvolumen 112 (vergleiche Darstellung in 9 „Einspritzung" und 10 „Einspritzende") des Hülsenelement 106 die Ablaufdrossel 36 die Fläche des Injektorkörpers 12 im Bereich der Ablaufdrossel 36 freigibt und einen Druckausgleich zwischen dem Hubvolumen 112 und dem Leckölraum 54 statt linden kann.
In 9 dargestellten Zustand „Einspritzung" läuft der Führungskolben 110 dem Rückstellkolben 26, bedingt durch die Druckdifferenz, die am Führungskolben 110 herrscht, hinterher. Dabei wird – wie in 9 dargestellt – innerhalb des an den Injektorkörper 12 mit seiner Dichtkante 108 angestellten Hülsenelementes 106, das Hubvolumen 112 aufgezogen. Das führt zu einem Druckabfall oberhalb der Ablaufdrossel 36 und somit zu einer Druckabsenkung im in 9 nicht dargestellten zweiten Steuerraum 50, der durch die Ablaufdrossel 36 druckentlastbar ist. Damit führt das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 in den zweiten Steuerraum 50 ein und es erfolgt eine Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine. Prinzipiell würde bei Entfall der Ablaufdrossel 36 auch eine einfache Verbindungsbohrung zwischen dem aufgezogenen Hubvolumen 112 und dem zweiten Steuerraum 50 zum gleichen Ergebnis führen, so dass die in den Darstellung gemäß der 8, 9 und 10 im Ablaufkanal des zweiten Steuerraumes 50 ausgebildete Ablaufdrossel 36 auch entfallen könnte. Aufgrund des sich beim Aufziehen des Hubvolumens 112 ändernden Kräftegleichgewichtes in Bezug auf das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38, erfolgt eine Öffnungsbewegung des Einspritzventilgliedes 38.
Wird die Einspritzung gemäß 9 wie in 10 dargestellt beendet, erfolgt eine Abwärtsbewegung des Druckverstärkerkolbens 22, des Rückstellkolbens 26 sowie des an der Kontaktstelle 114 an der Stirnseite des Rückstellkolbens 26 anliegenden Führungskolbens 110. Der Führungskolben 110 fährt in das Hubvolumen 112 ein und verdichtet den dort vorhandenen Kraftstoff. Dadurch erfolgt ein Druckanstieg im zweiten Steuerraum 50, wodurch eine hydraulische Schließkraft erzeugt wird, die auf das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 38 wirkt. Übersteigt die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, resultierend aus dem Druckanstieg im Hubvolumen 112, die Vorspannkraft, welche durch die Druckfeder 116 erzeugt wird, so hebt das Hülsenelement 106 an der Dichtfläche des Injektorkörpers 12 oberhalb der Ablaufdrossel 36 ab. Dies ist in 10 dargestellt („Einspritzende").
Sobald das Hülsenelement 106 von der Dichtfläche des Injektorkörpers 12 abhebt, in der der Ablaufkanal des zweiten Steuerraumes 50 mit integrierter Ablaufdrossel 36 mündet, wird die in 8 dargestellte Endlage „Einspritzpause” zum kontinuierlichen und sicheren Ablassen der zuvor in das Hubvolumen 112 aufgenommenen Steuermenge erreicht.
Aus den Darstellungen gemäß der 8, 9 und 10 geht hervor, dass der Leckölraum 54, aus dem der Rücklauf 56 zum Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors 10 abzweigt, mit dem darunter liegenden hydraulischen Raum, in dem das Hülsenelement 106 aufgenommen ist, über mindestens einen Bypass 98 verbunden ist. Zum Ausgleich von Temperaturschwankungen damit einhergehender Längenänderungen, liegen der Rückstellkolben 26 des Druckverstärkerkolbens 22 und der Führungskolben 110 an der Kontaktstelle 114 aneinander an und sind nicht fest miteinander verbunden. Dadurch ist auch der Ausgleich von Lagetoleranzen möglich.
Der Figurensequenz der 11, 12 und 13 ist entnehmbar, dass die in der Ausführungsform gemäß der 8 bis 10 dargestellte Druckausgleichsfunktion, dort wahrgenommen durch das Hülsenelement 106, in der Ausführungsform gemäß der 11 bis 13 durch die Steuerraumhülse übernommen werden kann.
Wie aus den Darstellungen gemäß der 11, 12 und 13 hervorgeht, wird der zweite Steuerraum 50 von der Steuerraumhülse 60 begrenzt, die durch eine Feder 62 an eine Planseite des Injektorkörpers 12 angestellt ist. Die Feder 62 stützt sich einerseits an einer unteren Ringfläche der Steuerraumhülse 60 und andererseits an einem Bund 64 am Einspritzventilglied 38 ab. Wie aus 11 zum Beispiel hervorgeht, wird über den Rückstellkolben 26 des Druckverstärkerkolbens 22 der Führungskolben 110 betätigt, der im Betriebszustand „Einspritzung" das Volumen 112 aufzieht, in das aus dem zweiten Steuerraum 50 abgesteuerte Menge über die Ablaufdrossel 36 abgeführt wird, so dass das Einspritzventilglied 38 wie in 12 dargestellt, öffnet.
Der Hubkolben 110 wird wie in 13 dargestellt – beim „Einspritzende" wieder durch Betätigung des Druckverstärkerkolbens 22 über den Rückstellkolben 26 in das Hubvolumen 112 eingeschoben und der im zuvor aufgezogenen Hubvolumen 112 vorhandene, aus dem zweiten Steuerraum 50 abgesteuerte Kraftstoff erneut verdichtet. Bei der Einfahrbewegung des Führungskolbens 110 in das Hubvolumen 112 wird der dort verdichtete Kraftstoff über die in umgekehrte Richtung durchströmte Ablaufdrossel 36 wieder in den Dü senraum 52 gedrückt. Wie in 13 dargestellt, wird dabei die obere Beißkante der Steuerungshülse 60 kurzzeitig von der Planfläche des Injektorkörpers 12 unterhalb der Ablaufdrossel 36 abgestellt, so dass ein Druckausgleich beim „Einspritzende" erfolgen kann. Wie aus der 13 ersichtlich, ist in diesem Zustand die mindestens eine in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine mündende Einspritzöffnung verschlossen ebenso im Zustand „Einspritzpause" die in der Darstellung gemäß 11 gezeigt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004053274 A1 [0001, 0002, 0002]
- DE 102004051757 A1 [0002, 0002]

Claims

Kraftstoffinjektor (10) mit einem Injektorkörper (12), in dem ein Druckverstärkerkolben (22) zur Erzeugung eines Drucks oberhalb eines Systemdrucks aufgenommen ist und der Druckverstärkerkolben (22) über ein Ventil (20) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Steuerraum (40) zur Betätigung des Druckverstärker-Kolbens (22) und ein Kompressionsraum (42)/Hochdruckraum (42) im Injektorkörper (12) in geringst möglichem Abstand (41, 70) zum Ventil (20) angeordnet sind.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverstärkerkolben (22) einen Hochdruckkolben (24) und einen Rückstellkolben (26) aufweist und zumindest einfach im Injektorkörper (12) an dem vom Einspritzventilglied (38) abgewandten Ende geführt ist.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellkolben (26) in einem Dichtelement (30) geführt ist, welches einen Leckölraum (54) abdichtet, von dem aus ein niederdruckseitiger Rücklauf (56) abzweigt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellkolben (26) eine Dichtfläche (28) aufweist, der eine Ablaufdrossel (36) eines zweiten Steuerraums (50) freigibt oder verschließt, oder der Rückstellkolben (26) einen Führungskolben (84), (110) betätigt, der ein Hubvolumen (100), (112) beaufschlagt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Hochdruckkolben (24) eine federbeaufschlagte Hülse (74) axial bewegbar ist, die entweder in ersten Steuerraum (40) des Druckverstärkers oder im Hochdruckraum (42)/Kompressionsraum (42) aufgenommen ist, der über eine Hochdruckleitung (46) einen Düsenraum (52) im Injektorkörper (12) beaufschlagt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Führungskolben (84), (110) ein im wesentlichen kolbenförmig ausgebildetes Zuhaltelement (82) aufgenommen ist, das eine Dichtfläche (88) zur Abdichtung der Ablaufdrossel (36) aufweist.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement (82) eine Drosselstelle (96) ent hält, die den Druck zwischen dem Hubvolumen (100) und dem Leckölraum (54) ausgleicht.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement (82) von einer Schließfeder (90) beaufschlagt ist, welche das im wesentlichen kolbenförmig ausgebildete Zuhaltelement (82) an den Injektorkörper (12) zum Verschließen der Ablaufdrossel (36) anstellt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskolben (110) an einer Kontaktstelle (114) des Rückstellkolbens (26) anliegt und am Führungskolben (110) eine Dichthülse (106) geführt ist, die federbeaufschlagt ist und das Hubvolumen (112) begrenzt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückstellkolben (26) den Führungskolben (110) betätigt, der das im Injektorkörper (12) ausgeführte Hubvolumen (112) beaufschlagt, in welches ein Ablaufkanal, in welchem die Ablaufdrossel (36) liegt, mündet.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichthülse (106) eine Dichtkante (108) aufweist, die das durch den Führungskolben (110) aufziehbare Zusatzvolumen (112) begrenzt.
Kraftstoffinjektor (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das im wesentlichen kolbenförmige Zuhalteelement (82) eine Hubanschlagsfläche (102) zur Begrenzung der Hubbewegung aufweist.