DE102008041561B4 - Kraftstoffinjektor sowie Auslegungsverfahren für einen Kraftstoffinjektor - Google Patents

Kraftstoffinjektor sowie Auslegungsverfahren für einen Kraftstoffinjektor Download PDF

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Abstract

Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem ersten und mindestens einem zweiten Einspritzventilelementteil (17, 19), die über einen von mindestens einem Leckagespalt (52, 53) begrenzten hydraulischen Koppler (26) miteinander gekoppelt sind, und mit einer, zwischen einem Hochdruckbereich (7) und einem bei geschlossenen Einspritzventilelement (13) von einem Einspritzventilelementsitz (18) begrenzten Auslassbereich (9) angeordneten, Schließdrossel (8), dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Koppler (26) und die Schließdrossel (8) derart aufeinander abgestimmt ausgelegt sind, dass sich gegensätzlich auf die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors (1) auswirkende temperaturabhängige, hydraulische Effekte am hydraulischen Koppler (26) und an der Schließdrossel (8) derart kompensieren, dass die Einspritzmenge, zumindest in einem Temperaturbereich, zumindest weitgehend, unbeeinflusst von diesen hydraulischen Effekten ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Auslegungsverfahren zum Auslegen (Dimensionieren) eines Kraftstoff-Injektors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Aus der DE 10 2006 008 648 A1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt. Der bekannte Kraftstoff-Injektor umfasst ein zweiteiliges Einspritzventilelement, dessen Einspritzventilelementteile über einen hydraulischen Koppler miteinander gekoppelt sind. Ferner umfasst der bekannte Kraftstoff-Injektor eine Schließdrossel, die in einem den hydraulischen Koppler radial begrenzenden Plattenelement eingebracht ist, wobei die Schließdrossel einen als Minirail dienenden Hochdruckbereich des Kraftstoff-Injektors mit einen Auslassbereich des Kraftstoff-Injektors hydraulisch verbindet, wobei die Schließdrossel die Aufgabe hat bei geöffnetem Einspritzventil den Kraftstoffdruck innerhalb des Auslassbereichs etwas zu reduzieren, um dadurch eine in Schließrichtung auf das Einspritzventilelement wirkende hydraulische Kraft (Schließkraft) zu erzeugen.
  • Aus der DE 10 2007 001 363 A1 ist ein Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen bekannt mit einem axial verstellbaren Ventilelement. Das Ventilelement umfasst dabei ein erstes Teilelement und ein zweites Teilelement, die über einen Kopplerraum hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
  • Aus der DE 10 2005 026 514 A1 ist weiterhin eine Einspritzdüse mit einer Düsennadel bekannt, die durch einen Piezoaktor, der über einen hydraulischen Koppler auf die Düsennadel wirkt, in einer Längsrichtung bewegt werden kann.
  • Die Drosselwirkung nahezu jeder Drosselstelle im Kraftstoff-Injektor weist eine gewisse Temperaturabhängigkeit auf, was auf die Veränderungen der Kraftstoffeigenschaften, insbesondere der Kraftstoffviskosität, zurückzuführen ist. Besonders ungünstig ist diese Eigenschaft bei Kraftstoff-Injektoren mit der vorerwähnten Schließdrossel, da sich der temperaturabhängige, d.h. veränderliche, Druckabfall an der Schließdrossel unmittelbar auf das Nadelschließverhalten und damit auf die Einspritzmenge auswirkt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eine Schließdrossel aufweisenden Kraftstoff-Injektor vorzuschlagen, bei dem sich die Temperaturabhängigkeit der Drosselwirkung der Schließstelle, zumindest in einem vorgegebenen Temperaturbereich, zumindest weitgehend, nicht auf die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors auswirkt.
  • Ferner besteht die Aufgabe darin, ein Auslegungsverfahren zum Dimensionieren bzw. Designen eines Kraftstoff-Injektors vorzuschlagen, mit Hilfe dessen ein Kraftstoff-Injektor derart dimensionierbar ist, dass sich die Temperaturabhängigkeit der Drosselwirkung der Schließkraft zumindest weitgehend, zumindest in einem vorgegebenen Temperaturbereich nicht auf die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors auswirkt.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Kraftstoff-Injektors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Auslegungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bei einem Kraftstoff-Injektor, bei dem zusätzlich zur Schließdrossel ein hydraulischer Koppler vorgesehen ist, mit dem zwei Einspritzventilelemente, vorzugsweise eine Steuerstange und eine Düsennadel, hydraulisch miteinander gekoppelt sind, den hydraulischen Koppler derart auf die Schließdrossel abzustimmen, d.h. derart zu dimensionieren, dass ein temperaturabhängiger, hydraulischer Effekt des Kopplers den zuvor erwähnten, temperaturabhängigen hydraulischen, die Drosselwirkungen beeinflussenden Effekt der Schließdrossel derart kompensiert, dass die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors bei gleicher Aktuatorensteuerung, zumindest in einem vorgegebenen Temperaturbereich, zumindest weitgehend, unbeeinflusst von den gegenläufigen hydraulischen Effekten des Kopplers und der Schließdrossel ist. Die Erfindung hat erkannt, dass mit steigender Kraftstoff-Temperatur die Leckagemenge, die durch den mindestens einen, den hydraulischen Koppler begrenzenden Leckagespalt in einen Kopplerraum und weiter zum Injektorrücklaufanschluss fließt, zunimmt, was wiederum dazu führt, dass der Druckabfall im hydraulischen Koppler (leckagebedingt) verzögert wird. Dieser hydraulische Effekt bewirkt, dass der Einspritzzeitpunkt mit zunehmender Kraftstoff-Temperatur nach spät verschoben wird. Dieser hydraulische Effekt lässt sich über die Länge der Führungen am Koppler (Leckagespaltlänge) und/oder das Führungsspiel mehr oder weniger stark ausprägen. Das Verschieben des Zeitpunktes mit zunehmender Temperatur nach spät hat zur Folge, dass die Einspritzmenge reduziert wird. Die Erfindung hat ferner erkannt, dass der temperaturabhängige hydraulische Effekt des Kopplers dem hydraulischen, temperaturabhängigen, die Einspritzmenge mit zunehmender Kraftstoff-Temperatur erhöhenden hydraulischen Effekt an der Schließdrossel entgegenwirkt. Die Erfindung nutzt nun diese gegensätzlich wirkenden hydraulischen Effekte durch eine entsprechende Auslegung des hydraulischen Kopplers und/oder der Schließdrossel in der Weise, dass sich die hydraulischen Effekte, zumindest weitgehend, zumindest in einem definierten Temperaturbereich, aufheben und somit ohne (oder mit nur geringem) Einfluss auf die Einspritzmenge sind.
  • Bei dem Kraftstoff-Injektor handelt es sich bevorzugt um einen sogennanten leckagearmen Kraftstoff-Injektor, bei dem dem Einspritzventilelement keine dauerhaft mit dem Niederdruckbereich des Kraftstoff-Injektors verbundene Niederdruckstufe zugeordnet ist.
  • Da ein Anstieg der Kraftstoff-Temperatur üblicherweise zu einem geringeren Druckabfall an der Schließdrossel führt (Ausnahme: hier keine Rolle spielender Laminar-Turbulenter-Umschlag), wirkt mit zunehmender Kraftstoff-Temperatur eine kleiner werdende Schließkraft auf das mehrteilige Einspritzventilelement, was insgesamt zu einem verzögerten Schließen des Einspritzventilelementes und damit zu einer Zunahme der Einspritzmenge führt. Durch eine entsprechende Auslegung (Dimensionierung) der Leckagespaltlänge und des Leckagespaltspiels wird dieser die Einspritzmenge vergrößernde hydraulische Effekt der Schließdrossel durch eine Verschiebung des Einspritzzeitpunktes nach spät kompensiert, so dass sich die beiden hydraulischen Effekte insgesamt, zumindest näherungsweise, aufheben. Die Folge ist eine zumindest weitgehend temperaturunabhängige Einspritzmenge.
  • Anders ausgedrückt werden der hydraulische Koppler und die Schließdrossel derart aufeinander abgestimmt, dass bei einer Temperaturerhöhung um einen bestimmten Wert die Leckage am hydraulischen Koppler zumindest näherungsweise in dem Maße zunimmt, wie die Einspritzmenge bei dieser Temperaturerhöhung durch die verringerte Drosselwirkung an der Schließdrossel abnimmt.
  • Bevorzugt wird durch eine geschickte Abstimmung beider hydraulischen Effekte, beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Leckagespaltlänge und/oder des Leckagespaltspiels, erreicht, dass die Einspritzmenge in einem Temperaturbereich zwischen -25 °C und 130 °C, vorzugsweise zwischen 20 °C und 100 °C, zumindest weitgehend unabhängig ist von den genannten hydraulischen Effekten am Koppler und der Schließdrossel.
  • Bevorzugt erfolgt die Auslegung des hydraulischen Kopplers und/oder der Schließdrossel anhand eines hydraulischen Injektormodells, vorzugsweise unter zu Hilfenahme einer entsprechenden Auslegungssoftware. Zusätzlich oder alternativ kann eine optimale Auslegung des hydraulischen Kopplers auch dadurch erreicht werden, dass unterschiedlich dimensionierte Koppler mit einer vorgegebenen Schließdrossel kombiniert werden, wobei derjenige hydraulische Koppler ausgewählt wird, durch dessen Verwendung die Einspritzmenge bei einer Temperaturänderung, vorzugsweise in einem vorgegebenen Temperaturbereich, zumindest näherungsweise, konstant ist.
  • Ebenso ist eine Abstimmung der hydraulischen Effekte des hydraulischen Kopplers und der Schließdrossel möglich durch eine Variation der Schließdrossel, wobei in diesem Fall diejenige Schließdrosseldimension gewählt wird, bei der sich die hydraulischen Effekte des Kopplers und der Schließdrossel zumindest weitgehend, vorzugsweise zumindest in einem Temperaturbereich ausgleichen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen
    • 1: ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Injektors mit einer Schließdrossel sowie einem hydraulischen Koppler, wobei der hydraulische Koppler und die Schließdrossel derart aufeinander abgestimmt ausgelegt sind, dass sich gegenläufige, temperaturabhängige, die Einspritzmenge beeinflussende hydraulische Effekte weitgehend kompensieren.
  • Ausführungsform der Erfindung
  • In 1 ist ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Eine Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail). In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel etwa 2000 bar, gespeichert. Im Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der Kraftstoff-Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Kraftstoff-Injektoren über eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet in einen als Mini-Rail dienenden Druckraum 6, der zum im Wesentlichen unter Raildruck stehenden Hochdruckbereich 7 des Krafstoff-Injektors 1 gehört. Aus dem Druckraum 6 strömt Kraftstoff bei einem Einspritzvorgang und in axialer Richtung durch eine Schließdrossel 8 in einen (unteren) Auslassbereich 9 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff-Injektor 1 ist über einen Injektorrücklaufanschluss 10 an eine Rücklaufleitung 11 angeschlossen. Diese führt zurück zum Vorratsbehälter 3. Über die Rücklaufleitung 11 kann eine später noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zum Vorratsbehälter 3 abfließen und von dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.
  • Innerhalb eines Injektorkörpers 12 ist ein mehrteiliges, später noch zu erläuterndes, Einspritzventilelement 13 in axialer Richtung verstellbar. Das Einspritzventilelement 13 ist innerhalb eines axial zu dem Injektorkörper 12 beabstandeten Düsenkörper 14 an seinem Außenumfang geführt. Der Düsenkörper 14 ist mittels einer Überwurfmutter 15 mit dem Injektorkörper 12 verschraubt, wobei die Überwurfmutter 15 ein sandwichartig zwischen dem Düsenkörper 14 und dem Injektorkörper 12 angeordnetes Plattenbauteil 16 außen in axialer Richtung übergreift und zwischen dem Injektorkörper 12 und dem Düsenkörper 14 verspannt.
  • Das Einspritzventilelement 13 umfasst ein in der Zeichnungsebene oberes Einspritzventilelementteil 17 (Steuerstange) und ein zwischen dem ersten Einspritzventilelementteil 17 und einem Einspritzventilelementsitz 18 angeordnetes zweites Einspritzventilelementteil 19 (Düsennadel). An der Spitze 20 des zweiten Einspritzventilelementteils 19 ist eine Schließfläche 21 (Dichtfläche) vorgesehen, mit welcher das Einspritzventilelement 13, genauer das zweite Einspritzventilelementteil 19, in eine dichte Anlage an den am Düsenkörper 14 ausgebildeten Einspritzventilelementsitz 18 bringbar ist.
  • Wenn das Einspritzventilelement 13 an seinem Einspritzventilelementsitz 18 anliegt, d.h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer Düsenlochanordnung 22 gesperrt. Ist es dagegen von seinem Einspritzventilelementsitz 18 abgehoben, kann Kraftstoff aus dem Druckraum 6 durch die Schließdrossel 8 sowie durch in einem Führungsabschnitt 23 am Außenumfang des zweiten Einspritzventilelementteils 19 durch Anschliffe gebildete Axialkanäle 24 hindurch in einen in der Zeichnungsebene unteren, radial zwischen dem zweiten Einspritzventilelementteil 19 und dem Düsenkörper 14 ausgebildeten Ringraum 25 am Einspritzventilelementsitz 18 vorbei zur Düsenlochanordnung 22 strömen und dort in den Brennraum gespritzt werden.
  • Die Schließdrossel 8 bewirkt eine Reduzierung des Kraftstoffdrucks im Auslassbereich 9, während das Einspritzventilelement 13 geöffnet ist. Dadurch, dass der Kraftstoffdruck bei geöffnetem Einspritzventilelement 13 innerhalb des Auslassbereichs 9 und speziell im Ringraum 25 und unterhalb der Spitze 20 reduziert ist, entsteht eine hydraulische Schließkraft, die bestrebt ist das mehrteilige Einspritzventilelement 13 zurück auf seinen Einspritzventilelementsitz 18 zu führen. Die Drosselwirkung der Schließdrossel 8 und damit der Kraftstoffdruck innerhalb des Auslassbereichs 9 ist temperaturabhängig, wobei die Drosselwirkung mit steigender Kraftstofftemperatur abnimmt, mit der Folge, dass der Kraftstoffdruck im Auslassbereich 9 steigt, was wiederum eine reduzierte Schließkraft zur Folge hat, wodurch das Einspritzventilelement 13 länger geöffnet bleibt. Dieser hydraulische Effekt, wird, wie später noch erläutert werden wird, durch eine entsprechende Dimensionierung eines abschnittsweise von dem Plattenbauteil 16 begrenzten hydraulischen Kopplers 26 kompensiert, der die beiden Einspritzventilelementteile 17, 19 hydraulisch miteinander koppelt.
  • Von einer oberen Stirnseite 27 des Einspritzventilelementes 13, genauer des ersten (oberen) Einspritzventilelementteils 17 und einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen Abschnitt 28 eines Ventilkörpers 29, wird eine Steuerkammer 30 begrenzt, die über eine radial in dem hülsenförmigen Abschnitt 28 des Ventilkörper 29 verlaufende Zulaufdrossel 31 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff aus dem Druckraum 6 versorgt wird. Der hülsenförmige Abschnitt 28 mit darin eingeschlossener Steuerkammer 30 ist radial außen von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff umschlossen, so dass ein ringförmiger Spalt 32 radial zwischen dem hülsenförmigen Abschnitt 28 und dem ersten Einspritzventilelementteil 17 vergleichsweise kraftstoffdicht ist.
  • Die Steuerkammer 30 ist über eine in dem Ventilkörper 29 angeordnete Ablaufdrossel 33 mit einer Ventilkammer 34 verbunden, die abschnittsweise radial außen von einem in axialer Richtung verstellbaren, als Ventilhülse ausgebildeten, Steuerventilelement 35 eines im geschlossenen Zustand in axialer Richtung, zumindest näherungsweise, druckausgeglichenen Steuerventils 36 (Servoventil) begrenzt ist. Aus dieser kann Kraftstoff in einen Niederdruckbereich 37 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 10 strömen, wenn das Steuerventilelement 35, welches einstückig mit einer Ankerplatte 38 ausgebildet ist, von seinem am Ventilkörper 29 ausgebildeten Steuerventilsitz 39 abgehoben, d.h. dass Steuerventil 36 geöffnet ist.
  • Zum Verstellen des Steuerventilelementes 35 in der Zeichnungsebene nach oben ist ein elektromagnetischer Aktuator 40 vorgesehen, der mit der Ankerplatte 38 zusammenwirkt und in der Folge auch mit dem einstückig mit dieser ausgebildeten Steuerventilelement 35. Bei Bestromung des Aktuators 40 hebt das Steuerventilelement 35 von seinem als Flachsitz ausgebildeten Steuerventilsitz 39 ab. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel 31 und der Ablaufdrossel 33 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil 36 ein Nettoabfluss von Kraftstoff (Steuermenge) aus der Steuerkammer 30 in den Niederdruckbereich 37 des Kraftstoff-Injektors 1 und von dort aus über den Injektorrücklaufanschluss 10 und die Rücklaufleitung 11 in den Vorratsbehälter 3 strömt. Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerkammer 30 rapide ab, wodurch das Einspritzventilelement 13 von seinem Einspritzventilelementsitz 18 abhebt, so dass Kraftstoff aus dem Auslassbereich 9 in den Brennraum ausströmen kann.
  • Zum Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 40 unterbrochen, wodurch das Steuerventilelement 35 mittels einer Steuerfeder 41, die sich auf der Ankerplatte 38 abstützt, in der Zeichnungsebene nach unten auf seinen Steuerventilsitz 39 verstellt wird. Der durch die Zulaufdrossel 31 in die Steuerkammer 30 nachströmende Kraftstoff sorgt für eine schnelle Druckerhöhung in der Steuerkammer 30 und damit für eine auf das Einspritzventilelement 13 wirkende hydraulische Schließkraft. Zur Beschleunigung des Schließvorgangs ist eine Fülldrossel 42 vorgesehen, die den Druckraum 6 dauerhaft mit der Ventilkammer 34 verbindet. Über diese strömt Kraftstoff in die Ventilkammer 34 und von dieser durch die Ablaufdrossel 33 bei geschlossenem Steuerventil 36 in die Steuerkammer 30 nach. Die aus der hydraulischen Schließkraft resultierende Schließbewegung des Einspritzventilelementes 13 wird von einer Schließfeder 43 unterstützt, die sich einenends an einem Umfangsbund 44 des Einspritzventilelementes 13, genauer des ersten Einspritzventilelementteils 17 und anderenends an einer unteren, ringförmigen Stirnseite 45 des hülsenförmigen Abschnitts 28 des Ventilkörpers 29 abstützt.
  • Wie sich weiter aus 1 ergibt, begrenzt das (obere) erste Einspritzventilelementteil 17 einen Kopplerraum 46 des hydraulischen Kopplers 26 in axialer Richtung nach oben, wohingegen das zweite Einspritzventilelementteil 19 den Kopplerraum 46 in axialer Richtung nach unten begrenzt. Radial außen wird der Kopplerraum 46 begrenzt vom Innenumfang 47 einer Bohrung 48 im Plattenbauteil 16 sowie durch ein Hülsenteil 49, das axial von dem zweiten Einspritzventilelementteil 19 durchsetzt ist und von einer Druckfeder 50 gegen die Unterseite des Plattenbauteils 16 gepresst wird. Die Druckfeder 50 stützt sich dabei an einem Umfangsbund 51 des zweiten Einspritzventilelementteils 19 ab und wirkt als weitere Schließfeder zur Erhöhung der auf das Einspritzventilelement 13 wirkenden Schließkraft.
  • Bei einer Bestromung des Aktuators 40 und einem daraus resultierenden Druckabfall in der Steuerkammer 30 bewegt sich zunächst das (obere) erste Einspritzventilelementteil 17 in der Zeichnungsebene nach oben. Hierdurch fällt der Druck im Kopplerraum 46 ab, wodurch (leicht verzögert) durch den entstehenden Sog das zweite Einspritzventilelementteil 19 vom Einspritzventilelementsitz 18 abgehoben wird und so den Kraftstofffluss durch die Düsenlochanordnung 22 freigibt. Die Geschwindigkeit, mit der der Druckabfall im Kopplerraum 46 vonstattengeht und damit die Verzögerung, mit der das zweite Einspritzventilelementteil 19 auf eine Verstellbewegung des ersten Einspritzventilelementteils 17 reagiert, hängt davon ab, wie groß der Leckagevolumenstrom ist, der durch den Kopplerraum 46 axial begrenzende, ringförmige Leckagespalte 52, 53 nachströmt (je kleiner die Leckagemenge, desto geringer ist die Verzögerung). Dabei ist ein erster Leckagespalt 52 (Führungsspalt) radial zwischen dem ersten Einspritzventilelementteil 17 und dem Innenumfang 47 der Bohrung 48 und ein zweiter Leckagespalt 53 radial zwischen dem Innenumfang des Hülsenteils 49 und dem zweiten Einspritzventilelementteil 19 ausgebildet. Durch die Wahl der Axialerstreckungen der Leckagespalte 52, 53 sowie durch das Führungsspiel radial zwischen dem Innenumfang 47 der Bohrung 48 und dem ersten Einspritzventilelementteil 17 sowie zwischen dem Innenumfang des Hülsenteils 49 und dem zweiten Einspritzventilelementteil 19 kann die pro Zeiteinheit in den Kopplerraum 46 strömende Kraftstoffmenge und damit die Geschwindigkeit des Druckabfalls im Kopplerraum 46 eingestellt werden. Je langsamer der Druckabfall vonstattengeht, desto weiter wird der Öffnungszeitpunkt des Einspritzventilelementes 13 nach spät verschoben, wodurch insgesamt die eingespritzte Kraftstoffmenge reduziert wird. Mit steigender Kraftstofftemperatur steigt die durch die Leckagespalte 52, 53 in den Kopplerraum 46 nachströmende Kraftstoffmenge, insbesondere auch aufgrund der mit steigender Temperatur abnehmenden Kraftstoffviskosität an, was dazu führt, dass der Einspritzzeitpunkt weiter nach spät verschoben und dadurch die Einspritzmenge bei gleicher Aktuatoransteuerung verringert wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der hydraulische Koppler 26 derart ausgelegt, dass der hydraulische, temperaturabhängige, den Öffnungszeitpunkt nach spät verschiebende hydraulische Effekt den gegensätzlich wirkenden, bereits erläuterten, hydraulischen Effekt an der Schließdrossel 8, aufgrund dessen die auf das Einspritzventilelement 13 wirkende Schließkraft reduziert und damit die Öffnungszeit des Einspritzventilelementes 13 verlängert wird, kompensiert, derart, dass die Einspritzmenge bei gleicher Ansteuerung des Aktuators 40 unabhängig von der Kraftstofftemperatur ist.

Claims (7)

  1. Kraftstoff-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem ersten und mindestens einem zweiten Einspritzventilelementteil (17, 19), die über einen von mindestens einem Leckagespalt (52, 53) begrenzten hydraulischen Koppler (26) miteinander gekoppelt sind, und mit einer, zwischen einem Hochdruckbereich (7) und einem bei geschlossenen Einspritzventilelement (13) von einem Einspritzventilelementsitz (18) begrenzten Auslassbereich (9) angeordneten, Schließdrossel (8), dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Koppler (26) und die Schließdrossel (8) derart aufeinander abgestimmt ausgelegt sind, dass sich gegensätzlich auf die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors (1) auswirkende temperaturabhängige, hydraulische Effekte am hydraulischen Koppler (26) und an der Schließdrossel (8) derart kompensieren, dass die Einspritzmenge, zumindest in einem Temperaturbereich, zumindest weitgehend, unbeeinflusst von diesen hydraulischen Effekten ist.
  2. Kraftstoff-Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagespalt (52, 53), insbesondere ein Leckagespaltspiel und/oder eine Leckagespaltlänge, und die Schließdrossel (8) derart aufeinander abgestimmt ausgelegt sind, dass die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors (1) bei Temperaturschwankungen, zumindest innerhalb eines Temperaturbereichs, zumindest weitgehend, unbeeinflusst ist von einer temparturabhängigen durch den Leckagespalt (52, 53) abfließenden Leckagemenge und der temperturabhängigen, die auf das Einspritzventilelement (13) wirkende hydraulische Schließkraft beeinflussende, Drosselwirkung der Schließdrossel (8).
  3. Auslegungsverfahren zum Auslegen eines Kraftstoff-Injektors (1), aufweisend ein erstes und mindestens ein zweites Einspritzventilelementteil (17, 19), die über einen von mindestens einem Leckagespalt (52, 53) begrenzten hydraulischen Koppler (26) miteinander gekoppelt sind und eine, zwischen einem Hochdruckbereich (7) und einem von Einspritzventilelementsitz (18) begrenzten Auslassbereich (9) angeordnete, Schließdrossel (8), dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Koppler (26) und die Schließdrossel (8) derart aufeinander abgestimmt ausgelegt werden, dass sich gegensätzlich auf die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors (1) auswirkende temperaturabhängige, hydraulische Effekte derart kompensieren, dass die Einspritzmenge, zumindest in einem Temperaturbereich, zumindest weitgehend unbeeinflusst von diesen hydraulischen Effekten ist.
  4. Auslegeverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckagespalt (52, 53), insbesondere ein Leckagespaltspiel und/oder eine Leckagespaltlänge, und die Schließdrossel (8) derart aufeinander abgestimmt ausgelegt werden, dass die Einspritzmenge des Kraftstoff-Injektors (1) bei Temperaturschwankungen, zumindest innerhalb eines Temperaturbereichs, zumindest weitgehend, unbeeinflusst ist von einer temparturabhängigen durch den Leckagespalt (52, 53) abfließenden Leckagemenge und der temperturabhängigen Drosselwirkung der Schließdrossel (8).
  5. Auslegeverfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung des hydraulischen Kopplers (26) und der Schließdrossel (8) mit Hilfe eines Injektormodells, vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Auslegungssoftware durchgeführt wird.
  6. Auslegeverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Koppler mit unterschiedlich dimensionierten Leckagespalten (52, 53) mit einer vorgegebenen Schließdrossel (8) kombiniert werden, und dass derjenige Koppler ausgewählt wird, der den temperaturabhängigen hydraulischen, die Einspritzmenge beeinflussenden, Effekt der Schließdrossel (8), zumindest in einem Temperaturbereich, zumindest weitgehend kompensiert.
  7. Auslegeverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbereich zwischen -25°C und 130°C, vorzugsweise zwischen 20°C und 100°C gewählt wird.
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