DE102009039647A1

DE102009039647A1 - Kraftstoffinjektor und Kraftstoff-Einspritzsystem

Info

Publication number: DE102009039647A1
Application number: DE102009039647A
Authority: DE
Inventors: Willibald Dr. Schürz
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2011-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Kraftstoffinjektor (1), zum Einspritzen von Kraftstoff (K) in einen Brennraum (2) eines Verbrennungsmotors, mit einem mittels eines Piezoaktors (230) ansteuerbaren Servoventil (310), mittels welchem eine im Kraftstoffinjektor (1) verschieblich geführte Düsennadel (122) zum Einspritzen des Kraftstoffs (K) ansteuerbar ist, wobei der Piezoaktor (230) wenigstens teilweise innerhalb eines Aktorraums (220) eines Injektorkörpers (200) des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist und ein Ventilglied (324) des Servoventils (310) als ein druckausgeglichenes Ventilglied (324) ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoff-Einspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Diesel-Verbrennungsmotor, mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere einen Common-Rail-Kraftstoffinjektor, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoff-Einspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor, insbesondere für einen Diesel-Verbrennungsmotor.
Immer strenger werdende, gesetzliche Vorschriften bezüglich zulässiger Emissionen von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge machen es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, durch welche diese gesenkt werden können. Ein Ansatzpunkt hierbei ist es, eine verbesserte Gemischaufbereitung in den Zylindern des Verbrennungsmotors zu erzielen. Eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung kann erreicht werden, wenn Kraftstoff unter einem bestimmten Druck mittels Kraftstoffinjektoren zugemessen wird. Im Falle eines Diesel-Verbrennungsmotors betragen solche Kraftstoffdrücke bis über 2.000 bar.
Bei einem Kraftstoffinjektor gemäß dem Stand der Technik, siehe auch 1 der Zeichnung, erfolgt eine Steuerung einer Einspritzung von Kraftstoff mittels einer Düsennadel, die in einer Düsenbaugruppe des Kraftstoffinjektors verschiebbar gelagert ist und ein oder eine Mehrzahl von Spritzlöchern eines Düsenkörpers der Düsenbaugruppe in Abhängigkeit von ihrer Stellung für den einzuspritzenden Kraftstoff freigibt oder verschließt. Eine Ansteuerung der Düsennadel erfolgt üblicherweise durch einen auf einen Injektorkörper einer Injektorbaugruppe des Kraftstoffinjektors von außerhalb aufgesetzten Piezoaktor, der über ein nicht druckausgeglichenes Servoventil und einen Steuerraum auf ein oder eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern, z. B. einen Steuerkolben u. ä., fluidmechanisch einwirkt, welche dann mit der Düsennadel mechanisch zusammenwirken. Die Düsennadel und die Übertragungsglieder sind hierbei üblicherweise in einer Gleitführung mit einem geringen Spiel gleitgelagert, wobei eine Schmierung dieser Lagerung in der Regel durch den einzuspritzenden Kraftstoff erfolgt.
Solche Servoventile erfordern hohe Schaltkräfte und infolge dessen hohe Antriebsenergien, wodurch ein Piezostapel des verwendeten Piezoaktors und somit auch der Kraftstoffinjektor in einem entsprechenden Abschnitt eine vergleichsweise hohe Querschnittsfläche besitzen muss. Da der zur Verfügung stehende Bauraum am Verbrennungsmotor relativ gering ist, muss der Piezoaktor fern von der Düsenbaugruppe auf den Kraftstoffinjektor aufgesetzt werden, wodurch das oder die vergleichsweise langen Übertragungsglieder zwischen dem Steuerraum und der Düsennadel notwendig werden. Ferner lassen sich solche Piezoaktoren aufgrund des erforderlichen Bauraums nur mit einem konstruktiv hohen Aufwand an einem Kraftstoffinjektor vorsehen, der ansonsten einen nur geringen Außendurchmesser besitzt. Des Weiteren erfordern die hohen Druckunterschiede am Servoventil große Schaltwege, wodurch der Piezostapel vergleichsweise lang ausgestaltet sein muss.
Um die Schadstoffemissionen zu senken und auch einen Verbrauch des Verbrennungsmotors so gering wie möglich zu halten, ist es wünschenswert, eine möglichst optimale Verbrennung innerhalb der Zylinder des Verbrennungsmotors zu erzielen. Für eine gute Prozessführung bzw. Steuerung/Regelung einer Verbrennung in den Zylindern des Verbrennungsmotors ist es notwendig, den einzuspritzenden Kraftstoff möglichst genau dosieren zu können, um zu jedem Zeitpunkt eine möglichst optimale Verbrennung und/oder eine möglichst vollständige Regenerierung eines Partikelfilters zu erreichen. Durch ein nicht druckausgeglichenes Ventil und die dadurch erforderlichen hohen Schaltkräfte ist es bei einer steigenden Anzahl von Einspritzungen je Einspritzsequenz zunehmend schwierig, diese exakt genug zu applizieren. Es entstehen darüber hinaus unerwünschte Druckschwingungen im Kraftstoffinjektor, die das erzielbare Ergebnis zusätzlich verschlechtern. Dies betrifft vor Allem Einspritzungen, insbesondere Einzeleinspritzungen, die nicht mit einem noch vergleichsweise einfach darzustellenden Maximalhub der Düsennadel durchgeführt werden, sondern nur mit einem Teilhub. Ferner generieren die notwendigen hohen Schaltkräfte vergleichsweise hohe Lärmemissionen des Kraftstoffinjektors.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kraftstoffinjektor, insbesondere einen verbesserten Common-Rail-Kraftstoffinjektor, sowie ein verbessertes Kraftstoff-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor anzugeben. Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor soll dabei abgesehen von einem Hochdruckanschluss für den Kraftstoff möglichst kurz mit einem geringen mittleren Außendurchmesser aufgebaut sein. Hierbei soll der Kraftstoffinjektor ohne Übertragungsglied bzw. ohne Übertragungsglieder zwischen einem Steuerraum und einer Düsennadel ausgelegt sein. Ferner soll der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor bei seiner Herstellung und während seines Betriebs kostengünstig sein; dauerhaft zuverlässig arbeiten, wobei auch bei einer Vielzahl von Einspritzungen je Einspritzsequenz diese dauerhaft exakt genug applizierbar sein sollen; und nur geringe Lärmemissionen verursachen.
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels eines Kraftstoffinjektors, insbesondere eines Common-Rail-Kraftstoffinjektors, zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, gemäß Anspruch 1; und ein Kraftstoff-Einspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Diesel-Verbrennungsmotor, mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor, gemäß Anspruch 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor weist einen wenigstens teilweise innerhalb eines Injektorkörpers des Kraftstoffinjektors angeordneten Piezoaktor auf, wobei mittels des Piezoaktors ein Servoventil ansteuerbar ist, dessen Ventilglied druckausgeglichen ist. Mittels des druckausgeglichenen Ventilglieds ist wiederum eine im Kraftstoffinjektor verschieblich geführte Düsennadel direkter ansteuerbar; d. h. es gibt hierfür keinen im Wesentlichen ausschließlichen zusätzlichen mechanischen Übertragungsweg. Hierbei ist der Piezoaktor teilweise oder vollständig innerhalb eines Aktorraums des Injektorkörpers vorgesehen und in diesem bevorzugt in einem dem Servoventil zugewandten Abschnitt angeordnet, wobei der Kraftstoffinjektor frei von einem mechanischen Übertragungsglied, wie z. B. einem Steuerkolben, zwischen einem Steuerraum und der Düsennadel ist. Ein Piezostapel des Piezoaktors kann dabei ein im Wesentlichen vollaktiver Piezostapel sein bzw. ist ein Piezostapel mit im Wesentlichen isolationszonenfreier Kontaktierung. Gemäß der Erfindung kann der Injektorkörper wenigstens abschnittsweise ein Aktorgehäuse für den Piezoaktor bilden und/oder ein Längsende eines Aktorgehäuses des Piezoaktors ist innen im Injektorkörper festgelegt.
Eine direkte Ansteuerung der Düsennadel erfolgt dabei fluidmechanisch über den durch das Servoventil mit Kraftstoff entleerbaren und befüllbaren Steuerraum, der sich an einem einer Düsennadelspitze abgewandten Ende an die Düsennadel anschließt, und in den die Düsennadel in Abhängigkeit eines darin herrschenden Fluiddrucks hineinbewegbar und wieder herausbewegbar ist. Das Servoventil kann dabei vom Piezoaktor mechanisch direkt, ggf. über ein Passteil, oder indirekt über einen mit Kraftstoff gefüllten Koppelraum betätigt sein, der z. B. Teil eines hydraulischen Spielausgleichs und/oder einer hydraulischen Hubübersetzung ist.
Eine solche Anordnung ohne ein zusätzliches mechanisches Übertragungsglied zwischen dem Steuerraum und der Düsennadel lediglich zum mechanischen Überbrücken einer Distanz im Kraftstoffinjektor von einem Abschnitt mit vergleichsweise großem Durchmesser (aufgesetzter Piezoaktor, 1) zu einem Abschnitt mit vergleichsweise geringem Durchmesser (Düsenbaugruppe, 1) hat eine Reihe von Vorteilen. So ergibt sich durch die Anwendung des druckausgeglichenen Servoventils im Vergleich mit einem nicht druckausgeglichenen Servoventil eine sehr geringe Betätigungskraft. Hierdurch können Piezoaktoren mit kleinen Querschnitten angewendet werden, welche sich dadurch zur Integration in einen Injektorkörper bzw. ein Injektorgehäuse eignen. Dies wird insbesondere durch die Anwendung eines vollaktiven Piezostapels unterstützt, wodurch sich bei gleicher Kraft Piezostapel mit noch kleineren Querschnitten realisieren lassen. Hierdurch ergeben sich kleinere, schlankere und kostengünstigere Kraftstoffinjektoren, die auch bei engen Platzverhältnissen am/im Verbrennungsmotor noch montierbar sind. Des Weiteren ergibt sich eine geringere geforderte Antriebsenergie des Piezoaktors, was ferner einen signifikanten Einfluss auf eine Reduzierung eines Betriebsgeräuschs des Kraftstoffinjektors hat.
Das druckausgeglichene Servoventil hat des Weiteren den Vorteil, dass dessen Betätigungskraft unabhängig von einem daran anliegenden Kraftstoffdruck, insbesondere einem Raildruck, ist und im Wesentlichen nur von einer Federkonstante einer Rückstellfeder bestimmt ist. Dadurch erreicht man ein stabiles Timung für das Öffnen und Schließen des Servoventils über einen gesamten Betriebsbereich des Kraftstoffinjektors hinweg. Dies ist auch bei Mehrfacheinspritzungen von Bedeutung, da dadurch auftretende Druckschwingungen im Kraftstoffinjektor keinen Einfluss auf das Timing Öffnen/Schließen des Servoventils haben.
Ein weiterer Vorteil ist, dass es zu keiner wesentlichen variierenden Polarisierung des Piezoaktors kommt, wie es bei Kraftstoffinjektoren mit nicht druckausgeglichenem Servoventil infolge eines großen Bereichs einer Ventilöffnungskraft der Fall ist. Eine schwankende Polarisierung des Piezoaktors ist nachteilig, da sich dadurch auch eine Effizienz und eine Länge des Piezostapels verändern, wodurch Einspritzmengen nachteilig beeinflusst werden.
Erfindungsgemäß kann das Ventilglied des Servoventils als ein kompaktes Bauteil ausgebildet sein. Es hat dabei eine geringe Masse und eine hohe Steifigkeit, was eine Neigung zum Prellen beim Ventilschließen reduziert und folglich den Vorteil bringt, dass eine gute Wiederholbarkeit der Einspritzmengen erreicht werden kann. Insbesondere ein Wegfall einer Ankerplatte am Ventilglied, welche bei einem Servoventil erforderlich ist, das mittels eines Solenoids betätigbar ist, führt zu einer wesentlichen Verbesserung eines dynamischen Verhaltens, also einer reduzierten Prellneigung, des Servoventils.
In Ausführungsformen der Erfindung weist der Kraftstoffinjektor eine Temperaturkompensation und/oder einen Spielausgleich und/oder eine Hubeinstellfunktion auf. Kommt eine Temperaturkompensation durch eine Gestaltung des Piezoaktors, z. B. durch ein Aktorgehäuse aus Invar, zur Anwendung, so ist das Aktorgehäuse mit nur einem dem Servoventil zugewandten Endabschnitt innen im Injektorkörper befestigt; der überwiegende restliche Teil des Piezoaktors steht mit einer gewissen Bewegungsfreiheit in Längsrichtung frei in einem Inneren des Injektorkörpers. Das Aktorgehäuse aus Invar und der innerhalb des Piezoaktors liegende Piezostapel, bevorzugt incl. einer Kopf- und einer Bodenplatte des Piezoaktors, besitzen zusammen einen im Wesentlichen gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, sodass eine Längung des Piezoaktors im Wesentlichen von dessen Befestigungsabschnitt weg stattfindet; die Bodenplatte des Piezoaktors behält dabei im Wesentlichen ihre Position. Hierbei steht der Piezoaktor bevorzugt in direktem mechanischen Kontakt mit dem druckausgeglichenen Ventilglied des Servoventils.
Kommt ein Spielausgleich, wie z. B. ein hydraulischer Spielausgleich ggf. mit Hubeinstellfunktion zur Anwendung, so ist der Piezoaktor nur mittelbar mit dem druckausgeglichenen Ventilglied gekoppelt. In Ausführungsformen der Erfindung steht dabei das Ventilglied in einem Betrieb des Kraftstoffinjektors über einen mit Kraftstoff gefüllten Koppelraum mit dem Piezoaktor in fluidmechanischer Wirkverbindung. D. h. eine Öffnungskraft des Piezoaktors wird über den vorliegenden Kraftstoff auf das Ventilglied übertragen, wobei der Koppelraum im Wesentlichen fluiddicht ist und der Kraftstoff als im Wesentlichen inkompressibel betrachtet werden kann.
Ferner kann der hydraulische Spielausgleich einen Ausgleichskolben aufweisen, der einerseits mit dem Piezoaktor und andererseits über den Koppelraum mit dem Ventilglied gekoppelt ist. Hierbei muss der Ausgleichskolben mit einer Ringspaltdichtung in einer Ausgleichsbohrung geführt sein, damit der Koppelraum ausreichend fluiddicht ist. Über ein Durchmesserverhältnis zwischen dem Ausgleichkolben und einer wirksamen Betätigungsfläche des Ventilglieds, zwischen welchen beiden dann der Koppelraum ausgebildet ist, kann ein Hub des Ventilglieds eingestellt werden. D. h. der hydraulische Spielausgleich wirkt auch als ein hydraulischer Übersetzer. Hierbei soll unter dem Ausgleichskolben kein mechanisches Übertragungsglied, wie z. B. ein Steuerkolben, im Sinne des Stands der Technik verstanden werden, da der Ausgleichskolben nur einer Flächenvergrößerung für die hydraulische Übersetzung und/oder einem Fluiddichten des Koppelraums dient, und nicht einem mechanischen Überbrücken einer Distanz im Kraftstoffinjektor, was die Aufgabe des Steuerkolbens ist.
In Ausführungsformen der Erfindung ist die Düsennadel über den vom Servoventil fluidmechanisch direkt ansteuerbaren Steuerraum betätigbar. Je nach einer Stellung des Ventilglieds des Servoventils ist der Steuerraum über eine Hochdruckleitung und eine mit dieser in Fluidkommunikation stehende Zulaufdrossel mit Kraftstoff befüllbar und über eine mit dem Steuerraum in Fluidkommunikation stehende Ablaufdrossel vom Kraftstoff entleerbar. Bevorzugt mündet die Ablaufdrossel stromabwärts in eine Fluidzuleitung zu einem Ventilraum des Servoventils. Hierbei ist der Steuerraum in einer Offenstellung des Ventilglieds des Servoventils vom Kraftstoff entleerbar und in einer Schließstellung des Ventilglieds mit Kraftstoff befüllbar ist. Ferner kann der Ventilraum und ggf. je nach aktuellen Druckverhältnissen auch der Steuerraum des Servoventils über eine ebenfalls mit der Hochdruckleitung in Fluidkommunikation stehende Bypassdrossel mit Kraftstoff befüllbar sein. Hierbei kann die Bypassdrossel in die Fluidzuleitung zwischen Ablaufdrossel und Ventilraum münden oder auch separat in den Ventilraum. Ferner kann erfindungsgemäß eine oder eine Mehrzahl von Fluiddrosseln durch eine oder eine Mehrzahl von Schaltdrosseln ersetzt sein.
In Ausführungsformen der Erfindung beträgt eine Länge des Piezostapels des Piezoaktors ca. 10 mm bis ca. 40 mm. Eine Kantenlänge oder ein Durchmesser eines, bevorzugt rechteckigen oder runden, Querschnitts des Piezostapels beträgt dabei ca. 2 mm bis ca. 6 mm. Ferner beträgt ein Durchmesser des Kraftstoffinjektors im Bereich des Piezoaktors das 1- bis 1,4-fache eines Durchmessers des dicksten Bereichs der Düsenbaugruppe. Bevorzugt besitzen die einander zugewandten Abschnitte eines Düsenkörpers der Düsenbaugruppe und des Injektorkörpers im Wesentlichen dieselben Durchmesser und werden von einer einzigen Verschraubung, insbesondere mittels einer Düsen spannmutter zusammengespannt. Bevorzugt ist es auch, dass die Düsenspannmutter eine Servoventilbaugruppe mit dem Düsenkörper und dem Injektorkörper verspannt. Die Servoventilbaugruppe liegt dabei insbesondere zwischen dem Injektorkörper und dem Düsenkörper.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigen:
1 einen Common-Rail-Kraftstoffinjektor gemäß dem Stand der Technik, mit einem von außen auf einen Injektorkörper aufgesetzten Piezoaktor und einem Übertragungsgestänge zu einer Düsennadel;
2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Common-Rail-Kraftstoffinjektors ohne ein Übertragungsgestänge; und
3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Common-Rail-Kraftstoffinjektors.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsformen von Common-Rail-Kraftstoffinjektoren für Diesel-Verbrennungsmaschinen näher erläutert, wobei ein Rail (in der Zeichnung nicht dargestellt) auch durch einen anderen Hochdruckbehälter bzw. -erzeuger ersetzt sein kann. Die Erfindung soll jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt sein, sondern auf sämtliche Kraftstoffinjektoren für sämtliche fluidische Kraftstoffe angewendet werden können, wie z. B. Pumpe-Düse-Kraftstoffinjektoren oder Benzininjektoren.
Die 1 zeigt einen auch schon in der Einleitung näher beschriebenen herkömmlichen Common-Rail-Kraftstoffinjektor 1. Funktionell ähnliche Bauteile mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 1 (siehe 2 und 3), sind mit den selben Bezugszeichen versehen und werden daher in Bezug auf die 1 nicht näher erläutert. Obige Einleitung sowie ein Vergleich mit den erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektoren 1 zeigen deutlich die Unterschiede. Es sei hier nur kurz auf eine separate, auf einen Injektorkörper 200 des Kraftstoffinjektors 1 aufgesetzte Piezoaktorbaugruppe 400 mit deren äußerer Schraubbefestigung 430; einen langen Steuerkolben 410; einen zusätzlichen Hubeinstellbolzen 412 und ein Servoventil 420 mit einem nicht druckausgeglichem Ventilglied 424 hingewiesen.
Im Folgenden werden die beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen zunächst gemeinsam näher erläutert; erst in einem Anschluss daran wird auf Unterschiede der beiden Ausführungsformen eingegangen. Es ist natürlich möglich, die in den 2 und 3 dargestellten Merkmale untereinander zu kombinieren.
Die 2 und 3 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 1, der eine Düsenbaugruppe 10 und eine Injektorbaugruppe 20 umfasst, wobei zwischen der Düsenbaugruppe 10 und der Injektorbaugruppe 20 eine Servoventilbaugruppe 30 vorgesehen ist. Hierbei kann die Servoventilbaugruppe 30 auch der Injektorbaugruppe 20 zugerechnet werden, was mit Bezugszeichen in Klammern (20) in den 2 und 3 verdeutlicht ist. Die Düsenbaugruppe 10, die Servoventilbaugruppe 30 und die Injektorbaugruppe 20 sind mittels einer Düsenspannmutter 15 aneinander fluiddicht festgelegt.
Die Düsenbaugruppe 10 weist einen Düsenkörper 100 bzw. ein Düsengehäuse 100 mit einer Düsennadelbohrung 120 und einer Hochdruckleitung 110 auf. In der Düsennadelbohrung 120 ist eine bevorzugt stofflich einstückig ausgebildete Düsennadel 122 verschieblich angeordnet, und die Hochdruckleitung 110 transportiert in einem Betrieb des Kraftstoffinjektors 1 einen unter hohem Druck p_H stehenden Kraftstoff K in einen die Düsennadel 122 im Bereich ihrer Düsennadelschulter 123 umgebenden Ringraum 130 innerhalb des Düsenkörpers 100. Die Düsennadel 122 ist ausgehend vom Ringraum 130 in Richtung einer Düsennadelspitze 121, durch einen Nadelkolben, im Wesentlichen fluidmechanisch ungedrosselt über einen Ringspalt und ggf. eine Facette, und in eine entgegengesetzte Richtung dazu, durch einen Führungskolben, fluidmechanisch über eine Ringspaltdichtung gedrosselt in der Düsennadelbohrung 120 geführt.
An einem der Düsennadelspitze 121 gegenüberliegenden stirnseitigem Ende der Düsennadel 122 schließt sich im Düsenkörper 100 ein mit Kraftstoff K befüllbarer Steuerraum 342 an, d. h. die Düsennadelbohrung 120 setzt sich im Steuerraum 342 fort, wobei in Abhängigkeit eines Fluid- bzw. Kraftstoffdrucks p ≈ p_H, p < p_H im Steuerraum 342, die Düsennadel 122 ansteuerbar ist. Für ein Schließen der Düsennadel 122 ist im Steuerraum 342 eine Düsennadelfeder 124 vorgesehen, die die Düsennadel 122 in Richtung ihrer Schließstellung vorspannt. Es ist alternativ möglich, den Steuerraum 342 in einem sich an den Düsenkörper 100 anschließenden Bauteil, in den dargestellten Ausführungsformen in einem Drosselmodul 340 (siehe unten), vorzusehen.
An den Düsenkörper 100 schließt sich in einer Längsrichtung L des Kraftstoffinjektors 1 zur Injektorbaugruppe 20 hin, die im vorliegenden Fall zwei Servoventilkörper 300 – ein Drosselmodul 340 und eine Servoventilplatte 300 – umfassende Servoventilbaugruppe 30 an. Hier sind natürlich auch andere Ausführungsformen anwendbar, wobei z. B. eine Aufgabe oder eine Mehrzahl von Aufgaben des Drosselmoduls 340 wenigstens teilweise in den Düsenkörper 100 und/oder die Servoventilplatte 300 integriert sein können und/oder die Servoventilbaugruppe 30 eine andere Teilung besitzt und/oder ähnliches. In der Servoventilbaugruppe 30 ist eine Ansteuerung für die in den Steuerraum 342 hinein- und wieder herausbewegbare Düsennadel 122 in Form eines druckausgeglichenen Servoventils 310 vorgesehen. D. h. ein Ventilglied 314 des Servoventils 310 ist druckausgeglichen, wobei dieses unmittelbar, also direkt, (2) oder mittelbar (3) von einem weiter unten erläuterten Piezoaktor 230 der Injektorbaugruppe 20 betätigbar ist. Druckausgeglichen heißt, dass der am Ventilglied 314 herrschende Kraftstoffdruck p auf zwei einander gegenüberliegende Seiten im Wesentlichen gleichermaßen auf das Ventilglied 314 einwirkt, sodass das Ventilglied 314 hauptsächlich unabhängig von einem daran anliegenden Fluiddruck p aus einer Schließstellung in eine Offenstellung bewegbar ist.
Das Drosselmodul 340 weist eine Zulaufdrossel 320 auf, die von einer Hochdruckleitung 210 in der Servoventilbaugruppe 30 abzweigt und im Steuerraum 342 mündet und so den Steuerraum 342 permanent und fluidisch gedrosselt mit Kraftstoff K versorgt. Die Hochdruckleitung 210 des Drosselmoduls 340 und auch eine Hochdruckleitung 210 der Servoventilplatte 300 bildet jeweils einen Abschnitt einer sich durch den Kraftstoffinjektor 1 erstreckenden Hochdruckleitung 210, 110, welche sich durch die Injektorbaugruppe 20 hindurcherstreckt und über die Servoventilbaugruppe 30 in die Hochdruckleitung 110 des Düsenkörpers 100 übergeht und schließlich im Ringraum 130 an der Düsennadel 122 mündet.
Das in einer Ventilbohrung 311 der Servoventilplatte 300 gleitgelagerte, druckausgeglichene Ventilglied 314 öffnet oder verschließt je nach einer Stellung einen in der Servoventilplatte 300 ausgebildeten und die Ventilbohrung 311 ausweitenden Ventilraum 312. An einer Seite des Ventilraums 312 ist an der Ventilbohrung 311 ein Ventilsitz 313 vorgesehen, an dem das Ventilglied 314 mittels einer daran ausgebildeten Ventildichtfläche 318, z. B. mittels eines Dichtkonus 318, dichtend zur Anlage bringbar ist. An einer dieser gegenüberliegenden Seite ist das Ventilglied 314 mit einem daran ausgebildetem Ventilgliedkolben 315 durch eine fluiddrosselnde Ringspaltdichtung in der Ventilbohrung 311 geführt. Der Ventilgliedkolben 315 und ein innerer oder mittlerer Durchmesser einer dichtenden Fläche zwischen Ventilsitz 313 und Ventildichtfläche 318 besitzen dabei im Wesentlichen dieselben Abmessungen bzw. decken im Wesentlichen dieselbe Fläche ab.
Ist das Ventilglied 314 in dessen Offenstellung, so fließt der Kraftstoff K nahezu ausschließlich zwischen dem Ventilsitz 313 und dem Ventilglied 314 in einen niederdruckseitigen, sich an das Ventilglied 314 und die Ventilbohrung 311 anschließenden Ventilfederraum 316, der mit einem niederdruckseitigen Bereich p_N und einem Rücklauf des Kraftstoffinjektors 1 in Fluidkommunikation steht. Im Ventilfederraum 316 ist eine Ventilfeder 317 vorgesehen, die das Ventilglied 314 in dessen Schließrichtung vorspannt und bei Deaktivierung (dargestellte Ausführungsbeispiele) bzw. bei einer Aktivierung eines invers arbeitenden Piezoaktors (nicht dargestellt) das Ventilglied 314 in dessen Schließposition bringt.
Der Ventilraum 312 des Servoventils 310 steht über eine Fluidzuleitung 360 mit dem Steuerraum 342 in Fluidverbindung, wobei die Fluidzuleitung 360 eine Ablaufdrossel 350 des Steuerraums 342 aufweist; ansonsten ist die Fluidzuleitung 360 bevorzugt im Wesentlichen ungedrosselt. Befindet sich das Ventilglied 314 in Schließstellung, liegt es also am Ventilsitz 313 an und verschließt den Ventilraum 312, so kann kein Kraftstoff K vom Steuerraum 342 durch den Ventilraum 312 zur Niederdruckseite p_N des Kraftstoffinjektors 1 gelangen, der Ventilraum 312, die Fluidzuleitung 360 und der Steuerraum 342 sind mit Kraftstoff unter Hochdruck p_H gefüllt.
Je nach einem Kraftstoffdruck p im Steuerraum 342 wird die Düsennadel 122 entweder in ihren Düsennadelsitz 140 gepresst (Ventilglied 314 in Schließposition, im Steuerraum 342 herrscht Kraftstoffhochdruck P_H) oder bewegt sich, falls der Steuerraum 342 mit dem Niederdruckbereich p_N des Kraftstoffinjektors 1 hydraulisch verbunden ist (Ventilglied 314 in Offenposition, im Steuerraum 342 herrscht ein stark verminderter Kraftstoffdruck p < p_H), aufgrund des Fluidhochdrucks p_H an der Düsennadelschulter 123 von ihrem Düsennadelsitz 140 weg, wodurch Kraftstoff K durch wenigstens ein, in dem 2 und 3 nicht dargestelltes, Spritzloch des Düsenkörpers 100 in einen Zylinder 2 eines Verbrennungsmotors eingespritzt werden kann. Die Zulaufdrossel 320 und die Ablaufdrossel 350 sind dabei derart dimensioniert, dass bei geöffnetem Servoventil 310 mehr Kraftstoff K durch die Ablaufdrossel 350 zum Ventilraum 312 abfließen kann, als in derselben Zeit durch die Zulaufdrossel 320 von der Hochdruckleitung 110 zuströmen kann; d. h. eine Bewegung der Düsennadel 122 wird über eine Kombination von Volumenströmen von Kraftstoff K durch die Zulaufdrossel 320 und die Ablaufdrossel 350 gesteuert.
Wie oben schon angedeutet, ist das druckausgeglichene Servoventil 310 von einem Piezoaktor 230 der Injektorbaugruppe 20 betätigbar. Hierfür weist die Injektorbaugruppe 20 einen Injektorkörper 200 bzw. ein Injektorgehäuse 200 auf, in welchem der Piezoaktor 230 vorgesehen ist. D. h. der Piezoaktor 230 ist wenigstens teilweise, bevorzugt jedoch vollständig innerhalb eines Aktorraums 220 des Injektorkörpers 200 – also inline – vorgesehen und innerhalb des Injektorkörpers 200 befestigt. Hierbei ist der Aktorraum 220 in Längsrichtung L bevorzugt vollständig vom Injektorkörper 200 begrenzt. Der Piezoaktor 230 besitzt einen Piezostapel 232, der bevorzugt als ein vollaktiver Piezostapel 232 bzw. als Piezostapel 232 mit isolationszonenfreier elektrischer Kontaktierung ausgebildet ist. Ein solcher Piezostapel 232 oder Piezoaktor 230 ist z. B. in der DE 10 2006 003 070 B3 beschrieben, deren Inhalt hier vollumfänglich mit aufgenommen sein soll. Andere Piezostapel 232 sind natürlich anwendbar, falls es der zur Verfügung stehende Platz innerhalb des in seinem Durchmesser beschränkten Injektorkörpers 200 erlaubt.
Der Injektorkörper 200 weist ferner einen hochdruckseitigen Fluidanschluss (in den 2 und 3 nicht dargestellt) für den einzuspritzenden Kraftstoff K auf, wobei der Fluidanschluss mit der im Injektorkörper 200 ausgebildeten Hochdruckleitung 210 in Fluidverbindung steht. Über den Hochdruckanschluss ist der Kraftstoffinjektor 1 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hochdruckfluidkreis des Verbrennungsmotors hydraulisch verbindbar. Der Fluidanschluss versorgt somit hauptsächlich den im Düsenkörper 100 ausgebildeten Steuerraum 342 sowie den Ringraum 130 mit Kraftstoff K unter Kraftstoffhochdruck p_H.
Gemäß der Erfindung wird ein inline angeordneter, also ein wenigstens abschnittsweise innerhalb des Injektorkörpers 200 vorgesehener Piezoaktor 230, insbesondere mit vollaktivem Piezostapel 232, mit einem druckausgeglichenen Servoventil 310 kombiniert, wobei eine Distanz zwischen dem Piezoaktor 230 und einer Stirnseite der Düsennadel 122 klein ist. D. h. ein geradliniger Abstand der einander zugewandten Enden des Piezoaktors 230 und der Düsennadel 122 beträgt in Längsrichtung L ca. die 0,5- bis 2-fache, bevorzugt ca. die 0,75- bis 1,5-fache und insbesondere ca. die 1,0- bis 1,25-fache Länge des Piezoaktors 230.
Im Folgenden wird die erste Ausführungsform der Erfindung weiter erläutert. In der 2 wirkt eine Bodenplatte 231 des Piezoaktors 230 mit einem Fortsatz direkt auf eine Druckausgleichsseite des Ventilglieds 314, also auf dessen Ventilgliedkolben 315 entgegen einer Vorspannung der Ventilfeder 317 ein. Der Aktorraum 220 des Injektorkörpers 200 ist an der Seite zum Servoventil 310 mittels einer Dichtmembran 222 fluidgedichtet, wobei die Dichtmembran 222 bevorzugt einerseits an der Bodenplatte 231 und andererseits innen am Injektorkörper 200 radial umlaufend fluiddicht befestigt ist.
Eine Temperaturkompensation des Piezoaktors 230 erfolgt mittels eines als ein Rohr 236 oder als eine Hülse (nicht dargestellt) ausgebildeten Aktorgehäuses 236, das bevorzugt aus Invar besteht. Hierfür ist das Aktorgehäuse 236 mit einem der Bodenplatte 231 des Piezoaktors 230 zugewandten Längsendabschnitt innen im Aktorraum 220 des Injektorkörpers 200 mittels einer Befestigung 237, z. B. einer Schweißnaht, festgelegt, wobei die Bodenplatte 231 gegenüber dem Aktorgehäuse 236 beweglich vorgesehen ist. Hierfür ist es bevorzugt, dass die Bodenplatte 231 und das Aktorgehäuse 236 nicht direkt miteinander verbunden bzw. aneinander festgelegt sind. Es ist jedoch z. B. möglich, zwischen dem Aktorgehäuse 236 und der Bodenplatte 231 eine zusätzliche Fluiddichtung (nicht dargestellt) vorzusehen, um den gegenüber Kraftstoff K empfindlichen Piezostapel 232 zusätzlich, also stromabwärts der Dichtmembran 222, zu schützen.
Die Bodenplatte 231 ist an einem unteren (mit Bezug auf die 2) Längsendabschnitt einer im Aktorgehäuse 236 angeordneten Rohrfeder 234 des Piezoaktors 230 festgelegt, wobei die Rohrfeder 234 mit einem gegenüberliegenden oberen Längsendabschnitt an einer Kopfplatte 233 des Piezoaktors 230 befestigt ist, an welcher auch das Aktorgehäuse 236, z. B. wiederum mittels einer Schweißnaht, befestigt ist. Zwischen der Bodenplatte 231 und der Kopfplatte 233 befindet sich innerhalb der Rohrfeder 234 der in seine Ausdehnungsrichtung über die Rohrfeder 234 mechanisch vorgespannte Piezostapel 232. Wird der sich bei elektrischer Bestromung ausdehnende Piezostapel 232 gelängt, so stützt sich dieser über die Kopfplatte 233, das rohrförmige Aktorgehäuse 236 und dessen Befestigung 237 an einer Innenwand des Injektorkörpers 200 ab und längt sich im Wesentlichen nur in Richtung Ventilglied 314; das Servoventil 310 öffnet. Eine thermische Ausdehnung des Piezoaktors 230 findet jedoch in eine dazu entgegengesetzte Richtung statt, da der Piezoaktor 230 nur im Bereich der Bodenplatte 231 mit dem Injektorkörper 200 befestigt (237) ist. Die Kopfplatte 233 ist dabei innerhalb des Aktorraums 220 des Kraftstoffinjektors 1 beweglich in Längsrichtung L vorgesehen; dies gilt auch für das Aktorgehäuse 236 abseits dessen Befestigung 237.
Ferner zeigt die 2 eine innerhalb der Servoventilplatte 300 von der Hochdruckleitung 210 abzweigende und in die Fluidzuleitung 360 mündende Bypassdrossel 322. Diese dient vor Allem einem schnelleren Schließen der Düsennadel 122, also beim und nach dem Schließen des Servoventils 310. Diese Bypassdrossel 322 kann auch innerhalb des Drosselmoduls 340 vorgesehen sein oder direkt in den Ventilraum 312 münden. Eine solche Bypassdrossel 322 kann auch bei einer Ausführungsform gemäß 3 angewendet werden.
Die 3 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei sich diese hauptsächlich durch eine Art des Temperaturausgleichs von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Hierbei ist als thermischer Ausgleich ein hydraulischer Spielausgleich 330 vorgesehen, der als eine offene Einrichtung ausgelegt ist. D. h. der Spielausgleich 330 nutzt eine Kraftstoffleckage stromabwärts des Ventilgliedkolbens 315 des Servoventils 310 zum Befüllen eines Koppelraums 334 bzw. einer Koppelkammer 334 mit Kraftstoff K. Über diesen im Koppelraum 334 befindlichen Kraftstoff K ist dann das Ventilglied 314 durch dessen Ventilgliedkolben 315 betätigbar. Hierfür wird der im Koppelraum 334 befindliche Kraftstoff K von einer Bodenplatte 231 des Piezoaktors 230 mit einem daran ausgebildeten Fortsatz entweder direkt (nicht dargestellt) oder über einen Ausgleichskolben 335 betätigt.
Der Koppelraum 334 ist dabei in Längsrichtung L des Kraftstoffinjektors 1 über jeweils eine Ringspaltdrossel, einerseits zwischen dem Ventilgliedkolben 315 und der Ventilbohrung 311, und andererseits zwischen dem Fortsatz bzw. dem Ausgleichskolben 335 und einer Spielausgleichsbohrung 332 derart fluidgedichtet, dass ein ausreichender Impulsübertrag vom Piezoaktor 230 auf das Ventilglied 314 gewährleistet ist. In dazu senkrechte Richtungen ist der Koppelraum 334 von einer Innenwand der Spielausgleichsbohrung 332 begrenzt. Durch eine geeignete Wahl eines Durchmessers des Fortsatzes bzw. des Ausgleichskolbens 335, also einem Durchmesser der Spielausgleichsbohrung 332, und einem Durchmesser des Ventilgliedkolbens 315 ist ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zwischen einem Hub des Piezoaktors 230 und einem Hub des Ventilglieds 314 einstellbar. Der hydraulische Spielausgleich bzw. die hydraulische Übersetzung kann auch bei einer Ausführungsform gemäß 2 angewendet werden.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtmembran 222 bevorzugt wie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen. Der Piezoaktor 230 ist jedoch teilweise anders aufgebaut. Wie auch bei der ersten Ausführungsform ist der Piezostapel 232 zwischen der Bodenplatte 231 und einer Kopfplatte 233 in einer Rohrfeder 234 vorgespannt vorgesehen. Die Kopfplatte 233 ist mittels einer Befestigung 238 wenigstens an einer Bewegung des Piezostapels 232 von der Servoventilbaugruppe 30 weg gehindert. D. h. der Piezostapel 232 stützt sich über dessen Kopfplatte 233 innen am Injektorkörper 200 ab, was z. B. wenigstens mittels eines Vorsprungs erfolgen kann. Ferner kann wiederum zusätzlich oder anstatt dessen eine Schweißnaht o. ä. zur Anwendung kommen. Ein Gehäuse 236 des Piezoaktors 230 wird hierbei im Wesentlichen von einem Abschnitt des Injektorkörpers 200 gebildet. Darüber hinaus kann eine zweite Ausführungsform keine Bypassdrossel 322 besitzen.
Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung ist der Ventilfederraum 316 vom Kraftstoff K entleerbar. Bevorzugt erfolgt dies über eine Fluidverbindung zu einer Rücklaufleitung mithilfe einer Leckagebohrung (in den 2 und 3 nicht dargestellt), die bevorzugt im Wesentlichen ungedrosselt ist. Auch ein Raum zwischen der Dichtmembran 222 und der Servoventilplatte 300 sollte vom Kraftstoff K zu einer Rücklaufleitung entleerbar sein. Dies erfolgt wiederum mittels einer Leckagebohrung (in den 2 und 3 nicht dargestellt), die jedoch eine gewisse Drosselwirkung für den dort vorliegenden Kraftstoff K haben kann. Einerseits kann diese Leckagebohrung deshalb klein gewählt werden, weil ein nur kleiner und im Wesentlichen kontinuierlicher Volumenstrom aus einer Leckage des Ventilgliedkolbens 315 abfließen muss; andererseits kann ein Verbindungsquerschnitt oder die gesamte Leckagebohrung zur Rücklaufleitung derart klein gewählt werden, dass Druckstöße, welche durch das Öffnen des Servoventils 310 in diesem mit Kraftstoff K gefüllten Raum initiiert werden, weitestgehend vom Piezoaktor 230 abgehalten werden, welcher dadurch effektiv als ein Sensor nutzbar ist. Ferner ist für beide Ausführungsformen der Einsatz einer Schaltdrossel vorteilhaft; d. h. eine oder eine Mehrzahl der Fluiddrosseln 320, 322, 350 ist dabei durch eine oder eine Mehrzahl von Schaltdrosseln ersetzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006003070 B3 [0035]

Claims

Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Kraftstoffinjektor (1), zum Einspritzen von Kraftstoff (K) in einen Brennraum (2) eines Verbrennungsmotors, mit einem mittels einem Piezoaktor (230) ansteuerbaren Servoventil (310), mittels welchem eine im Kraftstoffinjektor (1) verschieblich geführte Düsennadel (122) zum Einspritzen des Kraftstoffs (K) ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (230) wenigstens teilweise innerhalb eines Aktorraums (220) eines Injektorkörpers (200) des Kraftstoffinjektors (1) angeordnet ist, und ein Ventilglied (324) des Servoventils (310) als ein druckausgeglichenes Ventilglied (324) ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, wobei der Piezoaktor (230) einen Piezostapel (232) aufweist, der im Wesentlichen als ein vollaktiver Piezostapel (232) und/oder als ein Piezostapel (232) mit im Wesentlichen isolationszonenfreier elektrischer Kontaktierung ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Piezoaktor (230) vollständig innerhalb und/oder in einem dem Servoventil (310) zugewandten Abschnitt des Injektorkörpers (200) vorgesehen ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Injektorkörper (200) wenigstens abschnittsweise ein Aktorgehäuse (236) für den Piezoaktor (230) bildet, oder ein Längsendabschnitt eines Aktorgehäuses (236) des Piezoaktors (230) innen am Injektorkörper (200) festgelegt (237) ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Piezoaktor (230) im Wesentlichen direkt oder über einen Spielausgleich (330) mit dem Ventilglied (314) des Servoventils (310) mechanisch und/oder fluidmechanisch gekoppelt ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 5, wobei der Spielausgleich (330) ein hydraulischer Spielausgleich (330) ist, mittels welchem ein Hub des Ventilglieds (314) des Servoventils (310) bei einem gegebenem Hub des Piezoaktors (230) einstellbar ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der hydraulische Spielausgleich (330) einen in einer Spielausgleichsbohrung (332) geführten Ausgleichskolben (335) aufweist, der einerseits, bevorzugt mechanisch, mit dem Piezoaktor (230) und andererseits, bevorzugt über einen Koppelraum (334) fluidmechanisch, mit dem Ventilglied (314) gekoppelt ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Piezoaktor (230) eine Temperaturkompensation mittels seines Aktorgehäuses (236) besitzt, welches bevorzugt Invar aufweist, wobei der Piezoaktor (230) bevorzugt in direktem mechanischen Kontakt mit dem Ventilglied (314) steht.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Piezostapel (232) im Aktorraum (220) des Injektorkörpers (200) befestigt ist und eine im Aktorraum (220) vorgesehene Dichtmembran (222) den Piezostapel (232) gegenüber dem Servoventil (310) fluiddichtet.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Düsenbaugruppe (10), das Servoventil (310) und eine Injektorbaugruppe (20) des Kraftstoffinjektors (1) mittels einer Düsenspannmutter (15) aneinander festgelegt sind, wobei wenigstens ein Servoventilkörper (300, 340) bevorzugt zwischen der Düsenbaugruppe (10) und der Injektorbaugruppe (20) angeordnet ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Düsennadel (122) über einen vom Servoventil (310) fluidmechanisch direkt ansteuerbaren Steuerraum (342) betätigbar ist, und je nach einer Stellung des Ventilglieds (314) des Servoventils (310), der Steuerraum (342) über eine Hochdruckleitung (110, 210) und eine mit dieser in Fluidkommunikation stehende Zulaufdrossel (320) mit Kraftstoff (K) befüllbar, und über eine mit ihm in Fluidkommunikation stehende Ablaufdrossel (350) vom Kraftstoff (K) entleerbar ist.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 11, wobei die Ablaufdrossel (350) stromabwärts in eine Fluidzuleitung (360) zu einem Ventilraum (312) des Servoventils (310) mündet, und der Steuerraum (342) in einer Offenstellung des Ventilglieds (314) des Servoventils (310) vom Kraftstoff (K) entleerbar und in einer Schließstellung des Ventilglieds (314) mit Kraftstoff (K) befüllbar ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Ventilraum (312) des Servoventils (310) über eine mit der Hochdruckleitung (110, 210) in Fluidkommunikation stehende Bypassdrossel (322) mit Kraftstoff (K) befüllbar ist, wobei die Bypassdrossel (322) bevorzugt in die Fluidzuleitung (360) zwischen Ablaufdrossel (350) und Ventilraum (312) mündet, und der Durchmesser der Bypassdrossel (322) bevorzugt größer oder gleich einem Durchmesser der Zulaufdrossel (320) ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Zulaufdrossel (320) und/oder die Bypassdrossel (322) und/oder die Ablaufdrossel (350) als eine oder eine Mehrzahl von Schaltdrosseln realisiert sind.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Ventilraum (312) des Servoventils (310) über einen Ventilfederraum (316) des Servoventils (310) vom Kraftstoff (K) entleerbar ist, und der Ventilfederraum (316) bevorzugt fluidmechanisch im Wesentlichen ungedrosselt mit einem Niederdruckbereich (p_N) des Kraftstoffinjektors (1) in Fluidkommunikation steht.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Kraftstoffinjektor (1) frei von einem zusätzlichen mechanischen Übertragungsglied, zwischen dem Steuerraum (342) und der Düsennadel (122) ausgebildet ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei ein Verhältnis eines Außendurchmessers eines Düsenkörpers (100) des Kraftstoffinjektors (1) in einem dem Injektorkörper (200) zugewandten Abschnitt, zu einem Außendurchmesser des Kraftstoffinjektors (1) bzw. des Injektorkörpers (200) in einem Abschnitt des Piezoaktors (230), ca. 1:1,3; bevorzugt ca. 1:1,2; insbesondere ca. 1:1,1 und insbesondere bevorzugt ca. 1:1 beträgt.
Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 17, wobei ein jeweiliger Durchmesser ein betreffender mittlerer und/oder ein betreffender maximaler Durchmesser des jeweiligen Abschnitts des Düsenkörpers (100) bzw. des Kraftstoffinjektors (1) oder des Injektorkörpers (200) ist.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei eine Länge des Piezostapels (232) in eine Längsrichtung (L) des Kraftstoffinjektors (1) ca. 40 mm, bevorzugt ca. 10 mm, insbesondere ca. 30 mm, insbesondere bevorzugt ca. 15 mm oder insbesondere besonders bevorzugt ca. 20 mm beträgt.
Kraftstoffinjektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei eine Kantenlänge eines, bevorzugt quadratischen, Querschnitts des Piezostapels (232) ca. 6 mm, bevorzugt ca. 2 mm, insbesondere ca. 5 mm, insbesondere bevorzugt ca. 4 mm oder insbesondere besonders bevorzugt ca. 3 mm beträgt.
Kraftstoff-Einspritzsystem, insbesondere Common-Rail-Kraftstoff-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Diesel-Verbrennungsmotor, mit einem Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20.