DE102009000284A1 - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung - Google Patents

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Andreas Kellner
Matthias Burger
Hans-Christoph Magel
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus einem Hochdruckraum (50) in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, in welchem ein Einspritzventilglied (2), das mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder in einem geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verschließt, durch ein Steuerventil (1) angesteuert ist, das ein Ventilstößel (9) umfasst, mit dem eine Verbindung aus einem Steuerraum (32) in einen Kraftstoffrücklauf (56) freigebbar oder verschließbar ist und in dem ein Durchgangsloch (15) ausgebildet ist, in welchem ein Führungsstift (17) aufgenommen ist, der mit der Wandung des Durchgangslochs (15) im Ventilstößel (9) einen Ventilraum (29) begrenzt, der hydraulisch mit dem Steuerraum (32) verbunden ist. Um ein schnelles Starten der Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen, kann die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (32) und dem Ventilraum (29) durch einen Druckhaltekörper (58) so unterbrochen werden, dass im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung in dem Hochdruckraum (50) ein Haltedruck aufrechterhalten wird, der größer als der Rücklaufdruck ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 053 128 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung beziehungsweise ein Injektor mit einem Ventilstößel bekannt, in welchem eine Bohrung ausgebildet ist, in der ein Führungsstift aufgenommen ist, der mit der Wandung der Bohrung im Ventilstößel einen Ventilraum, der hydraulisch mit einem Steuerraum verbunden ist, umschließt, wobei der Führungsstift durch den im Ventilraum herrschenden Druck gegen eine Anlagefläche gepresst wird, wodurch der Ventilstößel ausgerichtet wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die ein schnelles Starten der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht. Insbesondere soll auf einfache Art und Weise ein Start-Stopp-Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht werden.
  • Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus einem Hochdruckraum in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, in welchem ein Einspritzventilglied, das mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder in einem geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verschließt, durch ein Steuerventil angesteuert ist, das einen Ventilstößel umfasst, mit dem eine Verbindung aus einem Steuerraum in einen Kraftstoffrücklauf frei gebbar oder verschließbar ist und in dem ein Durchgangsloch ausgebildet ist, in welchem ein Führungsstift aufgenommen ist, der mit der Wandung des Durchgangslochs im Ventilstößel einen Ventilraum begrenzt, der hydraulisch mit dem Steuerraum verbunden ist, dadurch gelöst, dass die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und dem Ventilraum durch einen Druckhaltekörper so unterbrochen werden kann, dass im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung in dem Hochdruckraum ein Haltedruck aufrechterhalten wird, der größer als der Rücklaufdruck ist. Bei der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen Kraftstoffinjektor. Bei dem Einspritzventilglied handelt es sich vorzugsweise um eine Düsennadel. Durch die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, insbesondere durch den erfindungsgemäßen Druckhaltekörper, kann ein unerwünschter Druckabfall im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verhindert werden. Der Rücklaufdruck beträgt vorzugsweise weniger als zehn bar, zum Beispiel zwei bis vier bar.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch den Druckhaltekörper im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung in dem Hochdruckraum ein Haltedruck aufrechterhalten wird, der etwa einem minimalen Betriebsdruck entspricht. Als minimaler Betriebsdruck wird ein Druck bezeichnet, bei dem ein Systemstart gerade noch möglich ist, also eine Einspritzung zulässig ist. Der minimale Betriebsdruck beträgt zum Beispiel 120 bar.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper gegen eine Öffnung eines Verbindungskanals vorgespannt ist, der den Ventilraum mit dem Steuerraum verbindet. Der Druckhaltekörper verhindert dann, dass mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Ventilraum und somit in den Bereich eines Führungsspiels zwischen Ventilstößel und Führungsstift gelangt. Dadurch kann eine unerwünschte Leckage im Bereich des Führungsspiels verhindert oder reduziert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper durch eine Druckhaltefeder gegen die Öffnung des Verbindungskanals vorgespannt ist, der den Ventilraum mit dem Steuerraum verbindet. Über eine geeignete Auslegung und/oder Dimensionierung der Druckhaltefeder kann deren Vorspannkraft so eingestellt werden, dass der Druckhaltekörper schließt sobald ein gewünschter Haltedruck erreicht ist.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper als Druckhaltekugel ausgeführt ist, die hin und her bewegbar zwischen dem Führungsstift und der Öffnung des Verbindungskanals angeordnet ist. Die Druckhaltefeder ist vorzugsweise zwischen der Druckhaltekugel und dem brennraumnahen Ende des Führungsstifts eingespannt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift mehrteilig ausgeführt ist und einen Führungskörper umfasst, der in dem Durchgangsloch des Ventilstößels aufgenommen und durch eine Druckhaltefeder von einem Federhaltekörper des Führungsstifts weg gegen den Druckhaltekörper vorgespannt ist. Dadurch kann der Druckhaltekörper mit Hilfe des Führungskörpers zu der Öffnung des Verbindungskanals bewegt werden, um diesen zu verschließen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper einstückig mit dem Führungskörper des Führungsstifts verbunden ist. Der Druckhaltekörper ist vorzugsweise als Halbkugel oder Kugelabschnitt am brennraumnahen Ende des Führungskörpers ausgeführt.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Sitzdurchmesser des Druckhaltekörpers kleiner als eine Druckwirkfläche des Druckhaltekörpers und des Führungskörpers ist, die im geöffneten Zustand des Druckhaltekörpers mit Hochdruck beaufschlagt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel schließt der Druckhaltekörper nicht von selbst, wenn der Haltedruck erreicht wird. Das ist besonders bei kleinen und mittleren Raildrücken im Bezug auf die Gegendruckempfindlichkeit einer Ablaufdrossel von Vorteil.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper, wenn der Druck in dem Steuerraum unter den Haltedruck abfällt, durch eine kurze Ansteuerung des Steuerventils auf eine Öffnung eines Verbindungskanals zu bewegbar ist, der den Ventilraum mit dem Steuerraum verbindet. Der Druckhaltekörper verhindert dann, dass mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Ventilraum und somit in den Bereich eines Führungsspiels zwischen Ventilstößel und Führungsstift gelangt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Es zeigen:
  • 1 das brennraumferne Ende einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt;
  • 2 eine ähnliche Darstellung wie in 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
  • 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den 1 bis 3 ist das brennraumferne Ende einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung im Längsschnitt gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung wird auch als Injektor bezeichnet. In dem Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine wird ein Einspritzventilglied 2, welches mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, mittels eines Steuerventils 1 angesteuert. Das Steuerventil 1 wird mit einem Aktor 3 betätigt. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Aktor 3 als Magnetaktor ausgeführt. Der Magne taktor umfasst eine Spule 5, die in einem Magnetkern 7 aufgenommen ist. Alternativ ist es auch möglich, anstelle eines Magnetaktors einen anderen Aktor, zum Beispiel einen Piezoaktor, zu verwenden.
  • Das Steuerventil 1 umfasst weiterhin einen Ventilstößel 9, der in der hier dargestellten Ausführungsform an seinem brennraumnahen Ende ein ringförmiges Schließelement 11 mit einer Dichtkante umfasst. Um das Steuerventil 1 zu schließen, wird das Schließelement 11 mit seiner Dichtkante in einen Ventilsitz 13 gestellt. Der Ventilsitz 13 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Flachsitz ausgeführt. Im geschlossenen Zustand des Steuerventils 1 kommt die radial innen an dem Schließelement 11 ausgebildete Dichtkante dichtend an einer Dichtfläche zur Anlage.
  • Im Ventilstößel 9 ist ein Durchgangsloch in Form einer Bohrung 15 ausgebildet. In der Bohrung 15 ist ein Führungsstift 17; 67 teilweise aufgenommen. Die Bohrung oder das Durchgangsloch 15 fungiert dabei gleichzeitig als Führung für den Ventilstößel 9. Der Ventilstößel wird am Führungsstift 17, 67 geführt. Durch die Führung des Ventilstößels 9 am Führungsstift 17; 67 wird vermieden, dass der Ventilstößel 9 radial zur Injektorachse 19 verschoben wird oder verkantet. An dem brennraumfernen Ende des Führungsstifts 17, 67 ist eine Erweiterung 21 ausgebildet, die mit einer Fläche 23 an einem oberen Gehäuseteil 25 des Injektors anliegt.
  • Der Führungsstift 17; 67 und die Bohrung 15 umschließen oder begrenzen einen Ventilraum 29. An den Ventilraum 29 schließt sich ein Verbindungskanal 31 an, der in einen Steuerraum 32 mündet. Im Verbindungskanal 31 ist eine Ablaufdrossel 33 vorgesehen. Durch die Ablaufdrossel 33 wird eine gegendruckunabhängige Durchströmung gewährleistet.
  • Damit der Ventilstößel 9 durch den Aktor 3 bewegt werden kann, ist am Ventilstößel 9 in den dargestellten Ausführungsbeispielen ein Anker 35 ausgebildet. Zwischen dem Anker 35 und der Erweiterung 21 am brennraumfernen Ende des Führungstifts 17; 67 ist eine Ventilschließfeder 36 eingespannt, durch welche der Ventilstößel 9 in seine dargestellte Schließstellung vorgespannt ist. Um einen Einspritzvorgang zu starten, wird die Spule 5 bestromt. Hierdurch bildet sich ein Magnetfeld um die Spule 5 aus, durch welches der Anker 35 angezogen wird.
  • Der zugehörige Hub des Ventilstößels 9 wird durch einen oberen Hubanschlag 37 begrenzt.
  • Das Injektorgehäuse umfasst neben dem oberen Gehäuseteil 25 und einem mittleren Gehäuseteil 39 ein Zwischenstück 41. Im Inneren des Injektorgehäuses ist ein Ventilstück 45 mit Hilfe einer Ventilspannmutter 42 an dem brennraumfernen Ende des mittleren Gehäuseteils 39 befestigt. Das Ventilstück 45 umfasst auf seiner dem Brennraum zugewandten Seite eine Steuerraumbegrenzungshülse 46, in welcher das brennraumferne Ende des Einspritzventilglieds 2, das vorzugsweise als Düsennadel ausgeführt ist, geführt ist. Die Steuerraumbegrenzungshülse 46 begrenzt zusammen mit dem brennraumfernen Ende des Einspritzventilglieds 2 den Steuerraum 32. An der Steuerraumbegrenzungshülse 46 stützt sich eine Düsenfeder 48 ab, durch welche das Einspritzventilglied 2 in seine Schließstellung vorgespannt wird.
  • Ein Hochdruckraum 50 im Inneren des Injektorgehäuses steht über einen Hochdruckkanal 51 mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher oder einer Kraftstoffhochdruckquelle in Verbindung, der beziehungsweise die auch als Rail bezeichnet wird. Der Hochdruckraum 50 ist mit Kraftstoff gefüllt, der mit Hochdruck beaufschlagt ist. Über eine Zulaufdrossel 52 gelangt mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in den Steuerraum 32.
  • Das Ventilstück 45 umfasst auf seiner dem Brennraum abgewandten Seite eine Ventilführungshülse 53, die eine Ventilstößelführung 54 umfasst, um das brennraumnahe Ende des Ventilstößels 9, der auch als Ventilnadel bezeichnet wird, zu führen beziehungsweise zu positionieren. Der Ventilstößel 9 ist in einem Ventilaufnahmeraum 55 angeordnet, der nicht mit Hochdruck beaufschlagt ist, sondern mit einem Rücklauf in Verbindung steht, der durch einen Pfeil 56 angedeutet ist. Somit herrscht in dem Ventilaufnahmeraum 55 ein deutlich geringerer Druck als in dem Hochdruckraum 50. Der geringere Druck wird auch als Rücklaufdruck bezeichnet und kann dem Umgebungsdruck beziehungsweise einem Druck entsprechen, der in einem Kraftstoffsammelbehälter herrscht.
  • Bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventileinrichtungen herrscht in dem Hochdruckraum 29 Hochdruck, wenn das Steuerventil geschlossen ist. Der hohe Druck im Ventilraum 29 führt zu einer Leckage zwischen der Bohrung 15 und dem Führungsstift 17; 67. Um diese Leckage gering zu halten, können die Bohrung 15 und die Oberfläche des Führungsstifts 17; 67 so zueinander gepasst werden, dass die Bohrung 15 die Oberfläche des Führungsstifts 17; 67 als Dichtfläche wirken. Dennoch kann eine Leckage im Bereich der Führung zwischen dem Führungsstift 17; 67 und der Bohrung 15 nicht ganz verhindert werden.
  • Die Leckage an der Ventilstößelführung 54 führt dazu, dass der Hochdruck oder Raildruck bei einem Abschalten der Verbrennungskraftmaschine nicht konstant gehalten werden kann, sondern abfällt. Das führt dazu, dass der gewünschte Hochdruck bei einem Starten der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in einem so genannten Start/Stopp-Betrieb vollständig neu aufgebaut werden muss. Daraus ergibt sich eine Verzögerung der Startphase, die bei einer Start/Stopp-Funktion unerwünscht ist.
  • Zur Verringerung der Leckage wird ein vorzugsweise druckausgeglichenes Steuerventil 1 vorgeschlagen, das mit einer Druckhaltefunktion ausgestattet ist, die bei Unterschreiten eines eingestellten Druckniveaus aktiv wird. Dadurch wird erreicht, dass der Druck beim Abschalten der Verbrennungskraftmaschine nicht vollständig abfällt. Der Druck wird in vorteilhafter Weise auf einem minimalen Betriebsdruck gehalten, mit dem ein Starten der Verbrennungskraftmaschine gerade noch durchgeführt werden kann. Als minimaler Betriebsdruck wird ein Druck bezeichnet, bei dem eine Einspritzung gerade noch zulässig ist. Der minimale Betriebsdruck beträgt zum Beispiel 120 bar. Dadurch kann die Verbrennungskraftmaschine schnell gestartet werden, um eine komfortable Start/Stopp-Funktion zu ermöglichen.
  • Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Ventilraum 29 ein Druckhaltekörper 58 angeordnet, der als Druckhaltekugel ausgeführt ist. Der Druckhaltekörper 58 ist durch eine Druckhaltefeder 59 gegen die brennraumferne Öffnung des Verbindungskanals 31 vorgespannt. Dabei sind der Druckhaltekörper 58 und die Öffnung des Verbindungskanals 31 so aufeinander abgestimmt, dass der Druckhaltekörper 58 in seiner dargestellten Schließstellung die Öffnung des Verbindungskanals 31 dicht verschließt. Die Druckhaltefeder 59 ist zwischen dem Führungsstift 17 und dem Druckhaltekörper 58 eingespannt.
  • Das Steuerventil 1 ist im dargestellten geschlossenen Zustand druckausgeglichen, das heißt auf den Ventilstößel 9 wirken keinerlei Druckkräfte. Das wird dadurch erreicht, dass die Dichtkante an dem Schließkörper 11 des Ventilsitzes 13 den gleichen Durchmesser aufweist wie die Führung 54 des Führungsstifts 17 in der Bohrung 15. Die Druckkraft wird über den Führungsstift 17 aufgenommen, der daher auch als Druckstift bezeichnet wird.
  • Die Vorspannkraft der Druckhaltefeder 59 ist so eingestellt, dass der Druckhaltekörper 58 ab einem gewünschten Haltedruck schließt, das heißt dichtend an der brennraumfernen Öffnung oder Mündung des Verbindungskanals 31 zur Anlage kommt. Dadurch wird eine unerwünschte Hochdruckleckage unterbrochen und der Hochdruck im System gehalten. Der Druck in dem Ventilraum 29 und im Bereich des Ventilsitzes 13 sinkt unabhängig davon leckagebedingt weiter ab.
  • Der Druckhaltekörper 58 mit der Druckhaltefeder 59 stellen ein Druckhalteventil dar, durch das der Haltedruck in dem Hochdruckraum 50 gehalten werden kann. Um sicherzustellen, dass die Injektorfunktion durch das Druckhalteventil nicht nachteilig beeinflusst wird, darf der Haltedruck einen zulässigen Leerlaufdruck nicht überschreiten. Beim Wiederstart der Verbrennungskraftmaschine wird eine Hochdruckpumpe eingeschaltet und der Raildruck gesteigert. Dabei muss die Hochdruckpumpe nur wenige Grad Kurbelwellenwinkel drehen, um den Druck in dem Hochdruckraum 50 soweit anzuheben, dass der Druckhaltekörper 58 gegen die Vorspannkraft der Druckhaltefeder 59 öffnet. Wird gleichzeitig die Magnetgruppe 5, 7 angesteuert, um den Ventilstößel 9 zu öffnen, so findet im selben Moment eine Einspritzung statt und die Verbrennungskraftmaschine startet.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Führungsstift 67 im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel nicht einteilig sondern mehrteilig ausgeführt. Ein Druckhaltekörper 68 ist, wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, als Druckhaltekugel ausgeführt. Der mehrteilige Führungsstift 67 umfasst einen Federhaltekörper 70, an dessem brennraumfernen Ende die Erweiterung 21 mit der Fläche 23 ausgebildet ist. Von der Erweiterung 21 erstreckt sich ein Verbindungsabschnitt 71 zu einem Endabschnitt 72. Die Erweiterung 21, der Verbindungsabschnitt 71 und der Endabschnitt 72 haben jeweils die Gestalt von geraden Keiszylindern. Der Endabschnitt 72 hat einen kleineren Durchmesser als der Verbindungsabschnitt 71, der wiederum einen kleineren Durchmesser als die Erweiterung 21 des Federhaltekörpers 70 hat.
  • Der mehrteilige Führungsstift 67 umfasst als zweites Teil neben dem Federhaltekörper 70 einen Führungskörper 74 mit einem Bund 75 an seinem brennraumfernen Ende. Der Führungskörper 74 ist größtenteils zur Führung in dem Ventilstößel 9 aufgenommen. Der Endabschnitt 72 des Federhaltekörpers 70 ist von einer Druckhaltefeder 79 umgeben, die als Spiralfeder ausgeführt und zwischen dem Bund 75 des Führungskörpers 74 und dem Verbindungsabschnitt 71 des Federhaltekörpers 70 eingespannt ist. Durch die Vorspannkraft der Druckhaltefeder 79 wird das brennraumnahe Ende des Führungskörpers 74 gegen den Druckhaltekörper 68 gedrückt, wodurch dieser wiederum dichtend in die brennraumferne Öffnung oder Mündung des Verbindungskanals 31 gedrückt wird.
  • Die in 2 dargestellte Bauweise ist besonders bei kleinen Steuerventilen 1 vorteilhaft, bei denen die Druckhaltefeder 79 mangels Bauraum nicht in dem Ventilraum 29 untergebracht werden kann. Darüber hinaus hat die Dichtkante an dem Schließkörper 11 einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 15, wodurch eine kleine Druckstufe geschaffen wird. Auf diese Weise kann die Schaltperformance des Steuerventils 1 verbessert und ein Prellen am unteren Hubanschlag reduziert werden.
  • In 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Ein Rücklaufdruckraum zwischen dem Ventilsitz 13 und der Ventilführungshülse 53 ist in 3 mit 86 bezeichnet. Der Rücklaufdruckraum 86 steht, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, über Verbindungskanäle 85 mit dem Rücklauf in Verbindung. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist ein Druckhaltekörper 88 einstückig mit dem brennraumnahen Ende des Führungskörpers 74 verbunden. Der Druckhaltekörper 88 ist an seinem brennraumnahen Ende als Halbkugel oder als Kugelabschnitt ausgeführt und kommt in seiner dargestellten Schließstellung dichtend an der brennraumfernen Öffnung oder Mündung des Verbindungskanals 31 zur Anlage.
  • Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventildichtdurchmesser oder Ventilsitzdurchmesser des Druckhaltkörpers 88 kleiner als die Druckwirkfläche am brennraumnahen Ende des Führungskörpers 74. Daher entspricht die einzustellende Federkraft der Druckhaltefeder 79 der Kraft, die sich aus dem gewünschten Haltedruck und der Dichtfläche oder Sitzfläche des Druckhaltekörpers 88 ergibt.
  • Der Druckhaltekörper 88 am Ende des Führungskörpers 74 stellt zusammen mit der Druckhaltefeder 79 ein Druckhalteventil dar, das nicht von selbst schließt, was besonders bei kleinen und mittleren Raildrücken in Bezug auf die Gegendruckempfindlichkeit der Ablaufdrossel (33 in den 1 und 2) einen großen Vorteil darstellt. Diese Eigenschaft ist dadurch begründet, dass der Raildruck im Betrieb auf die gesamte brennraumnahe Stirnfläche des Führungskörpers 74 mit dem Druckhaltekörper 88 wirkt. Aus diesem Grund schließt das Steuerventil 1 nicht automatisch bei Unterschreiten des Haltedrucks. Die Druckhaltefunktion muss wie folgt eingeschaltet werden.
  • Bei einem Abschalten der Verbrennungskraftmaschine wird mit Hilfe eines Raildrucksensors der Zeitpunkt erfasst, an dem der Raildruck unter den geforderten Haltedruck fällt. In diesem Moment wird das Steuerventil 1 über die Magnetgruppe 5, 7 kurz angesteuert, um in dem Rücklaufdruckraum 86 eine Druckentlastung zu bewirken. Dadurch wirkt der Raildruck nicht mehr auf die gesamte brennraumnahe Stirnfläche des Führungskörpers 74, sondern nur noch auf den Druckhaltekörper 88 am brennraumnahen Ende des Führungskörpers 74. Dadurch springt das Druckhalteventil mit dem Druckhaltekörper 88 sofort in die dargestellte Schließstellung und die Leckage aus dem Hochdruckraum wird unterbrochen.
  • Das Ausschalten der Druckhaltefunktion erfolgt bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Raildrucksteigerung über die Hochdruckpumpe. Hierbei genügt ein minimaler Druckanstieg beziehungsweise Druckstoß, um den Druckhaltekörper 88 leicht zu öffnen, wodurch der Rücklaufdruckraum 86 mit Hochdruck beaufschlagt wird. Dann öffnet das Druckhalteventil aufgrund seiner Druckstufe abrupt und springt in seine voll geöffnete Ausgangslage zurück.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006053128 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus einem Hochdruckraum (50) in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Injektorgehäuse, in welchem ein Einspritzventilglied (2), das mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder in einem geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verschließt, durch ein Steuerventil (1) angesteuert ist, das einen Ventilstößel (9) umfasst, mit dem eine Verbindung aus einem Steuerraum (32) in einen Kraftstoffrücklauf (56) freigebbar oder verschließbar ist und in dem ein Durchgangsloch (15) ausgebildet ist, in welchem ein Führungsstift (17; 67) aufgenommen ist, der mit der Wandung des Durchgangslochs (15) im Ventilstößel (9) einen Ventilraum (29) begrenzt, der hydraulisch mit dem Steuerraum (32) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum (32) und dem Ventilraum (29) durch einen Druckhaltekörper (58; 68; 88) so unterbrochen werden kann, dass im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung in dem Hochdruckraum (50) ein Haltedruck aufrechterhalten wird, der größer als der Rücklaufdruck ist.
  2. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Druckhaltekörper (58; 68; 88) im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung in dem Hochdruckraum (50) ein Haltedruck aufrechterhalten wird, der etwa einem minimalen Betriebsdruck entspricht.
  3. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper (58; 68; 88) gegen die Öffnung eines Verbindungskanals (31) vorgespannt ist, der den Ventilraum (29) mit dem Steuerraum (32) verbindet.
  4. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper (58; 68; 88) durch eine Druckhaltefeder (59; 79) gegen die Öffnung des Verbindungskanals (31) vorgespannt ist, der den Ventilraum (29) mit dem Steuerraum (32) verbindet.
  5. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper (58) als Druckhaltekugel ausgeführt ist, die hin und her bewegbar zwischen dem Führungsstift (17) und der Öffnung des Verbindungskanals (31) angeordnet ist.
  6. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsstift (67) mehrteilig ausgeführt ist und einen Führungskörper (74) umfasst, der in dem Durchgangsloch (15) des Ventilstößels (9) aufgenommen ist und durch eine Druckhaltefeder (79) von einem Federhaltekörper (70) des Führungsstifts (67) weg gegen den Druckhaltekörper (68; 88) vorgespannt ist.
  7. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper (88) einstückig mit dem Führungskörper (74) des Führungsstifts (67) verbunden ist.
  8. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzdurchmesser des Druckhaltekörpers (88) kleiner als eine Druckwirkfläche des Druckhaltekörpers (88) und des Führungskörpers (74) ist, die im geöffneten Zustand des Druckhaltekörpers (88) mit Hochdruck beaufschlagt ist.
  9. Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckhaltekörper (88), wenn der Druck in dem Steuerraum (32) unter den Haltedruck abfällt, durch eine kurze Ansteuerung des Steuerventils (1) auf eine Öffnung eines Verbindungskanals (31) zu bewegbar ist, der den Ventilraum (29) mit dem Steuerraum (32) verbindet.
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