DE102009047559A1

DE102009047559A1 - fuel injector

Info

Publication number: DE102009047559A1
Application number: DE200910047559
Authority: DE
Inventors: Armin Schuelke; Olaf Ohlhafer; Uwe Iben; Robert Giezendanner-Thoben
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-09
Also published as: EP2510215A1; WO2011069706A1; EP2510215B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetaktor (1) zur direkten Ansteuerung eines vorzugsweise nadelförmigen Einspritzventilgliedes (2), über dessen Hubbewegung wenigstens eine Einspritzöffnung (3) des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist, wobei der Magnetaktor (1) ein hubbewegliches Ankerelement (4), zur Steuerung des Steuerdrucks in einem Steuervolumen (5) umfasst.
Erfindungsgemäß umfasst der Kraftstoffinjektor ferner einen hydraulischen Übersetzer (6) mit einer das Steuervolumen (5) begrenzenden hydraulischen Wirkfläche A₁, die größer als eine das Steuervolumen (5) begrenzende hydraulische Wirkfläche A₂ des Einspritzventilgliedes (2) und/oder größer als eine das Steuervolumen (5) begrenzende hydraulische Wirkfläche A₃ des Ankerelementes (4) ist, wobei der hydraulische Übersetzer (6) mit dem Einspritzventilglied (2) oder dem Ankerelement (4) derart mechanisch koppelbar ist, dass die hydraulische Wirkfläche A₁ des hydraulischen Übersetzers (6) während einer ersten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes (2) eine Kraftverstärkung und während einer zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes (2) eine Wegverstärkung bewirkt.The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine with a magnetic actuator (1) for direct activation of a preferably needle-shaped injection valve member (2), via the lifting movement at least one injection port (3) of the fuel injector is releasable or closable, wherein the magnetic actuator (1) a liftable anchor element (4), for controlling the control pressure in a control volume (5).
According to the invention, the fuel injector further comprises a hydraulic booster (6) with the control volume (5) limiting hydraulic effective area A ₁ , which is greater than the control volume (5) limiting hydraulic effective area A _{2 of} the injection valve member (2) and / or greater than a Control volume (5) limiting hydraulic effective area A _{3 of} the anchor element (4), wherein the hydraulic booster (6) with the injection valve member (2) or the anchor element (4) is mechanically coupled such that the hydraulic active surface A _{1 of} the hydraulic booster ( 6) during a first phase of the lifting movement of the injection valve member (2) causes a force amplification and during a second phase of the lifting movement of the injection valve member (2) a path gain.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Magnetaktor zur direkten Ansteuerung eines vorzugsweise nadelförmigen Einspritzventilgliedes, über dessen Hubbewegung wenigstens eine Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar ist, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine with a magnetic actuator for direct control of a preferably needle-shaped injection valve member, via the lifting movement of which at least one injection port of the fuel injector is releasable or closable, according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Bei Kraftstoffinjektoren mit einem Magnetaktor erfolgt die Ansteuerung des Einspritzventilgliedes in der Regel indirekt, indem ein in einem Steuerraum vorhandener Steuerdruck abgesenkt wird. Die Differenz zwischen dem abgesenkten Steuerdruck und dem Raildruck, das heißt dem Druck des einzuspritzenden Kraftstoffs, bewirkt dann in Verbindung mit dem Größenverhältnis der druckbeaufschlagten Flächen die Bewegung der Nadel. Als Nachteil eines solchen Injektorkonzepts erweist sich, dass zur Absenkung des Steuerraumdrucks eine bestimmte Steuermenge in einen Niederdruck-Kraftstoffrücklauf abgeführt werden muss. Dies wiederum erfordert eine erhöhte Förderleistung der vorgeschalteten Hochdruckpumpe, welche die abgeführte Steuermenge wieder auf Hochdruck fördert. Außerdem weisen indirekt gesteuerte Kraftstoffinjektoren gegenüber direkt gesteuerten Kraftstoffinjektoren prinzipbedingt ein verzögertes Ansprechverhalten des Einspritzventilgliedes auf. Um eine direkte Ansteuerung des Einspritzventilgliedes zu realisieren sind jedoch aus dem Stand der Technik bislang fast ausschließlich Injektorkonzepte bekannt, die den Einsatz von Piezoaktoren vorsehen. Denn der Einsatz eines Magnetaktors würde zum Öffnen des Einspritzventilgliedes bei Raildrücken von über 2000 bar einen zu großen Magnetaktor erfordern, um die notwendige Kraft zu realisieren.In the case of fuel injectors with a magnetic actuator, the control of the injection valve member is generally effected indirectly by lowering a control pressure present in a control chamber. The difference between the lowered control pressure and the rail pressure, that is, the pressure of the fuel to be injected, then causes the movement of the needle in conjunction with the size ratio of the pressurized areas. A disadvantage of such an injector concept proves that to lower the control chamber pressure, a certain amount of control must be dissipated in a low-pressure fuel return. This in turn requires an increased capacity of the upstream high-pressure pump, which promotes the discharged control amount back to high pressure. In addition, indirectly controlled fuel injectors compared to directly controlled fuel injectors inherently a delayed response of the injection valve member on. In order to realize a direct control of the injection valve member but so far almost exclusively injector concepts known from the prior art, which provide for the use of piezoelectric actuators. Because the use of a magnetic actuator would require to open the injection valve member at rail pressures of over 2000 bar too large a magnetic actuator to realize the necessary force.

Aus der DE 10 2006 015 745 A1 ist ein Kraftstoffinjektor mit einem direktgesteuerten Einspritzventilglied und einem magnetischen Steller, beispielsweise in Form eines Magnetventils, bekannt. Über das Magnetventil kann ein Ablaufkanal eines ersten Steuerraumes geöffnet oder geschlossen werden, der über eine Zulaufdrossel mit Systemdruck beaufschlagt ist. Um die prinzipbedingten langen Öffnungs- und Schließzyklen in Bezug auf das Einspritzventilglied zu verkürzen, wird weiterhin vorgeschlagen, das Magnetventil durch einen zusätzlichen Bypass, der den Ablaufkanal mit einem Hochdruckanschluss verbindet, zu umgehen. Dennoch bedingt auch das hierin offenbarte Injektorkonzept das Abführen einer bestimmten Absteuermenge über einen niederdruckseitigen Ablauf.From the DE 10 2006 015 745 A1 is a fuel injector with a direct injection valve member and a magnetic actuator, for example in the form of a solenoid valve, known. About the solenoid valve, a flow channel of a first control chamber can be opened or closed, which is acted upon by an inlet throttle system pressure. In order to shorten the inherent long opening and closing cycles with respect to the injection valve member, it is further proposed to bypass the solenoid valve by an additional bypass, which connects the flow channel with a high-pressure port. Nevertheless, the injector concept disclosed herein also requires the discharge of a certain amount of purge through a low pressure side drain.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Kraftstoffinjektor mit einem Magnetaktor zur Betätigung des Einspritzventilgliedes bereit zu stellen, der eine rücklaufinengenfreie direkte Ansteuerung des Einspritzventilgliedes ermöglicht. Zugleich soll der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor kompaktbauend und kostengünstig herstellbar sein.Based on the above-mentioned prior art, the object of the present invention is to provide a fuel injector with a solenoid actuator for actuating the injection valve member, which enables a direct return control of the injection valve member without return flow. At the same time, the proposed fuel injector should be compact and inexpensive to produce.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den direkt oder indirekt auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a fuel injector with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are given in the dependent claims directly or indirectly to claim 1.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor umfasst zur direkten Ansteuerung eines vorzugsweise nadelförmigen Einspritzventilgliedes einen Magnetaktor mit einem hubbeweglichen Ankerelement zur Steuerung des Steuerdrucks in einem Steuervolumen. Erfindungsgemäß umfasst der Kraftstoffinjektor ferner einen hydraulischen Übersetzer mit einer das Steuervolumen begrenzenden hydraulischen Wirkfläche A₁, die größer als eine das Steuervolumen begrenzende hydraulische Wirkfläche A₂ des Einspritzventilgliedes und/oder größer als eine das Steuervolumen begrenzende hydraulische Wirkfläche A₃ des Ankerelementes ist, wobei der hydraulische Übersetzer mit dem Einspritzventilglied oder dem Ankerelement derart mechanisch koppelbar ist, dass die hydraulische Wirkfläche A₁ des hydraulischen Übersetzers während einer ersten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes eine Kraftverstärkung und während einer zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes eine Umschaltung auf eine Wegverstärkung bewirkt. Der zweiphasige Ablauf der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes betrifft insbesondere den Öffnungshub des Einspritzventilgliedes zur Freigabe der wenigstens einen Einspritzöffnung.The proposed fuel injector comprises for direct control of a preferably needle-shaped injection valve member, a magnetic actuator with a liftable anchor element for controlling the control pressure in a control volume. According to the fuel injector further comprises a hydraulic booster with the control volume limiting hydraulic active surface A ₁ , which is greater than a control volume limiting hydraulic effective area A _{2 of} the injection valve member and / or greater than the control volume limiting hydraulic active surface A _{3 of} the anchor element, wherein the hydraulic interrupter with the injection valve member or the anchor member is mechanically coupled such that the hydraulic active surface A _{1 of} the hydraulic booster during a first phase of the lifting movement of the injection valve member causes a force boost and during a second phase of the lifting movement of the injection valve member switching to a path gain. The two-phase sequence of the stroke movement of the injection valve member relates in particular to the opening stroke of the injection valve member for releasing the at least one injection opening.

Während einer ersten Phase des Öffnungshubes des Einspritzventilgliedes kann über eine Kraftverstärkung – bei gleichzeitiger Hubminderung – die Kraft realisiert werden, die erforderlich ist, den Druckunterschied am geschlossenen Einspritzventilglied zu überwinden und das Einspritzventilglied aus seinem Sitz zu heben. Mit größer werdendem Hub baut sich unterhalb des Einspritzventilgliedes ein dem Raildruck angleichender Druck auf, so dass die zum Anheben des Einspritzventilgliedes erforderliche Kraft sinkt. In dieser zweiten Phase des Öffnungshubes des Einspritzventilgliedes kann auf eine Wegverstärkung – bei gleichzeitiger Kraftminderung – umgeschaltet werden, um den zur vollständigen Sitzentdrosselung notwendigen Düsennadelhub und hierüber maximale Einspritzdrücke zu realisieren. Die Umschaltung von einer Kraftverstärkung auf eine Wergverstärkung erfolgt durch eine Änderung der Flächenverhältnisse der jeweils in Bezug auf das Steuervolumen relevanten hydraulischen Wirkflächen.During a first phase of the opening stroke of the injection valve member, the force which is required to overcome the pressure difference on the closed injection valve member and to lift the injection valve member out of its seat can be realized by means of a power boost while simultaneously reducing the stroke. As the stroke increases, a pressure equal to the rail pressure builds up below the injection valve member, so that the force required to raise the injection valve member decreases. In this second phase of the opening stroke of the injection valve member can be switched to a path gain - while reducing power - to the necessary for complete seat throttling Düsennadelhub and this maximum injection pressures realize. The switchover from a force amplification to a boost amplification is effected by a change in the area ratios of the respective hydraulic active surfaces which are relevant in relation to the control volume.

Als ein weiterer Vorteil wirkt sich die direkte Ansteuerung des Einspritzventilgliedes über einen Magnetaktor aus. Zum Einen erfolgt die direkte Ansteuerung rücklaufmengenfrei, das heißt, dass die Rückführung eines Steuer- und/oder Leckagevolumens entbehrlich ist, so dass eine Reduzierung des Systemaufwandes möglich ist. Beispielsweise kann eine Hochdruckpumpe mit einer geringeren Förderleistung eingesetzt werden. Zum Anderen kann ein direkt gesteuerter Kraftstoffinjektor mit einem Magnetaktor kompaktbauend gestaltet werden, da ein Magnetaktor einen geringeren Bauraum als beispielsweise ein Piezoaktor erfordert. Zudem sind Magnetaktoren kostengünstiger als Piezoaktoren, so dass ein erfindungsgemäßer Kraftstoffinjektor ferner kostengünstig herstellbar ist.As a further advantage, the direct control of the injection valve member via a magnetic actuator affects. On the one hand, the direct control returns without backflow, that is, the return of a control and / or leakage volume is unnecessary, so that a reduction of the system cost is possible. For example, a high-pressure pump with a lower flow rate can be used. On the other hand, a directly controlled fuel injector can be made compact with a magnetic actuator, since a magnetic actuator requires less space than, for example, a piezoelectric actuator. In addition, magnetic actuators are less expensive than piezo actuators, so that a fuel injector according to the invention can furthermore be produced cost-effectively.

Vorzugsweise ist am Einspritzventilglied eine Anschlagfläche zur mechanischen Kopplung des hydraulischen Übersetzers ausgebildet. Alternativ kann auch am Ankerelement eine Anschlagfläche zur mechanischen Kopplung des hydraulischen Übersetzers ausgebildet sein. Über die mechanische Kopplung wird eine Mitnehmerfunktion realisiert, die eine Änderung der Flächenverhältnisse in Bezug auf die jeweils das Steuervolumen begrenzenden hydraulischen Wirkflächen und damit ein Umschalten von einer Kraftverstärkung während einer ersten Phase auf eine Wegverstärkung während einer zweiten Phase des Hubes des Einspritzventilgliedes bewirkt.Preferably, a stop surface for mechanical coupling of the hydraulic booster is formed on the injection valve member. Alternatively it can also be formed on the anchor element, a stop surface for mechanical coupling of the hydraulic booster. Via the mechanical coupling, a driver function is realized, which causes a change in the area ratios with respect to the respective control volume limiting hydraulic active surfaces and thus switching from a power gain during a first phase to a path gain during a second phase of the stroke of the injection valve member.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Einspritzventilglied eine Anschlagfläche zur mechanischen Kopplung des hydraulischen Übersetzers ausgebildet, die eine Mitnahme des hydraulischen Übersetzers erst während der zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes bewirkt. Auf diese Weise wird während der zweiten Phase der Hubbewegung eine Wegverstärkung realisiert.According to a first preferred embodiment of the invention, a stop surface for mechanical coupling of the hydraulic booster is formed on the injection valve member, which causes entrainment of the hydraulic booster only during the second phase of the lifting movement of the injection valve member. In this way, a path gain is realized during the second phase of the lifting movement.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Ankerelement eine Anschlagfläche zur mechanischen Kopplung des hydraulischen Übersetzers ausgebildet, die ebenfalls eine Mitnahme des hydraulischen Übersetzers während der zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes und damit eine Wegverstärkung bewirkt.According to a second preferred embodiment of the invention, an abutment surface for mechanical coupling of the hydraulic booster is formed on the anchor element, which also causes entrainment of the hydraulic booster during the second phase of the lifting movement of the injection valve member and thus a path gain.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wiederum am Einspritzventilglied eine Anschlagfläche ausgebildet, die jedoch eine Mitnahme des Einspritzventilgliedes bei einer Hubbewegung des hydraulischen Übersetzers bewirkt. Die Mitnahme erfolgt in diesem Fall während der ersten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes und dient der Umsetzung einer Kraftverstärkung.According to a third preferred embodiment of the invention, in turn, a stop surface is formed on the injection valve member, which, however, causes entrainment of the injection valve member in a stroke movement of the hydraulic booster. The entrainment takes place in this case during the first phase of the lifting movement of the injection valve member and serves to implement a power boost.

Weiterhin bevorzugt ist an einem Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors ein Anschlag ausgebildet, der einer einseitig wirksamen Hubbegrenzung des hydraulischen Übersetzers dient. Führt beispielsweise der hydraulische Übersetzer während der ersten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes eine Hubbewegung aus, bei welcher er das Einspritzventilglied mitführt, kann durch Anschlagen des Übersetzers am gehäuseseitigen Anschlag die Umschaltung von einer Kraftverstärkung auf eine Wegverstärkung bewirkt werden. Denn das Anschlagen bewirkt eine Lagefixierung des hydraulischen Übersetzers, so dass eine Änderung der Flächenverhältnisse und damit eine Umschaltung von einer Kraftverstärkung auf eine Wegverstärkung während der zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes erfolgt. Der gehäuseseitige Anschlag kann auch dazu dienen, den Hub des hydraulischen Übersetzers bei dessen Rückstellung zu begrenzen.Further preferably, a stop is formed on a housing part of the fuel injector, which serves a one-sided effective stroke limitation of the hydraulic booster. For example, performs the hydraulic translator during the first phase of the lifting movement of the injection valve member from a lifting movement, in which it entrains the injection valve member, can be effected by striking the translator on the housing side stop the switch from a power gain to a path gain. Because the impact causes a positional fixation of the hydraulic booster, so that a change in the area ratios and thus a switch from a power gain to a path gain during the second phase of the stroke movement of the injection valve member. The housing-side stop can also serve to limit the stroke of the hydraulic translator when it is returned.

Vorteilhafterweise ist der hydraulische Übersetzer als hubbeweglicher Kolben oder als hubbewegliche Scheibe ausgebildet. Bevorzugt ist in dem hydraulischen Übersetzer zur teilweisen Aufnahme des Einspritzventilgliedes oder des Ankerelementes eine zentrale Bohrung ausgebildet. Der hydraulische Übersetzer erfährt somit über die Außenumfangsfläche des Einspritzventilgliedes oder des Ankerelementes eine Führung. Des Weiteren kann in einfacher Weise eine an den Führungsbereich angrenzende Anschlagfläche am Einspritzventilglied oder am Ankerelement realisiert werden, indem der angrenzende Bereich mit einem größeren Außendurchmesser ausgebildet wird.Advantageously, the hydraulic translator is designed as a liftable piston or as a liftable disc. Preferably, a central bore is formed in the hydraulic booster for partially receiving the injection valve member or the anchor member. The hydraulic translator thus experiences a guide over the outer peripheral surface of the injection valve member or the anchor element. Furthermore, a stop face adjoining the guide area can be realized in a simple manner on the injection valve member or on the anchor element by forming the adjacent area with a larger outer diameter.

Zur Rückstellung in eine Ausgangslage wird der hydraulische Übersetzer vorzugsweise von der Druckkraft einer Feder beaufschlagt. Als Feder eignet sich insbesondere eine Schraubendruckfeder, die einerseits am hydraulischen Übersetzer und andererseits an einem Gehäuseteil des Kraftstoffinjektors oder am Ankerelement abgestützt ist. Es können jedoch auch andere Federelemente eingesetzt werden. Die Anordnung einer Feder ermöglicht eine automatische Rückstellung des hydraulischen Übersetzers ohne dass eine Mitnahme des Übersetzers in Schließrichtung des Einspritzventilgliedes erfolgen muss. Andererseits kann auf eine Rückstellfeder verzichtet werden, wenn zur Rückstellung des hydraulischen Übersetzers eine Mitnahme durch das Einspritzventilglied oder das Ankerelement erfolgt.To return to a starting position of the hydraulic booster is preferably acted upon by the pressure force of a spring. As a spring is particularly suitable a helical compression spring, which is supported on the one hand on the hydraulic booster and on the other hand on a housing part of the fuel injector or on the anchor member. However, other spring elements can be used. The arrangement of a spring allows automatic reset of the hydraulic booster without entrainment of the translator must take place in the closing direction of the injection valve member. On the other hand, it can be dispensed with a return spring when carried to return the hydraulic booster entrainment by the injection valve member or the anchor element.

Vorzugsweise öffnet der Kraftstoffinjektor bei einer Bestromung des Magnetaktors. Die Bestromung des Magnetaktors löst zunächst eine Hubbewegung des Ankerelementes aus, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Druckabfall im Steuervolumen und damit den Öffnungshub des Einspritzventilgliedes bewirkt. Da sich bei dieser Ausführungsform das Ankerelement und das Einspritzventilglied beim Öffnen in die gleiche Richtung bewegen, „zieht” das Ankerelement das Einspritzventilglied aus seinem Dichtsitz.The fuel injector preferably opens when the solenoid actuator is energized. The Energization of the magnetic actuator triggers first a lifting movement of the anchor member, which causes a pressure drop in the control volume and thus the opening stroke of the injection valve member according to a preferred embodiment. In this embodiment, since the armature member and the injection valve member move in the same direction upon opening, the armature member "pulls" the injection valve member out of its sealing seat.

Gemäß einer weiteren bevorzugten, alternativen Ausführungsform bewirkt die Hubbewegung des Ankerelementes bei einer Bestromung des Magnetaktors einen Druckanstieg im Steuervolumen und damit den Öffnungshub des Einspritzventilgliedes. Die Bewegungsrichtung des Ankerelementes ist dabei der des Einspritzventilgliedes entgegengesetzt. Das Einspritzventilglied wird damit aus seinem Dichtsitz „gedrückt”. Hierzu ist an dem Einspritzventilglied eine Druckstufe mit einer hydraulischen Wirkfläche A₂ ausgebildet, unterhalb welcher der Steuerdruck anliegt.According to a further preferred, alternative embodiment, the lifting movement of the armature element causes a pressure increase in the control volume and thus the opening stroke of the injection valve member when energizing the solenoid actuator. The direction of movement of the anchor element is opposite to that of the injection valve member. The injection valve member is thus "pushed" out of its sealing seat. For this purpose, a pressure stage with a hydraulic active surface A _{2 is} formed on the injection valve member, below which the control pressure is applied.

Um einen besonders kompaktbauenden Kraftstoffinjektor bereit zu stellen, sind weiterhin bevorzugt das Einspritzventilglied, das Ankerelement und der hydraulische Übersetzer koaxial angeordnet.In order to provide a particularly compact fuel injector, the injection valve member, the anchor element and the hydraulic booster are furthermore preferably arranged coaxially.

Die Merkmale der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele sind untereinander kombinierbar, so dass mehrere Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise kann unabhängig davon, ob ein ziehendes oder drückendes Aktorprinzip gewählt wird, der Kraftstoffinjektor ferner derart ausgebildet sein, dass der hydraulische Übersetzer mit dem Einspritzventilglied oder dem Ankerelement koppelbar ist. Der gehäuseseitige Anschlag kann zudem eine Hubbegrenzung des hydraulischen Übersetzers in Öffnungsrichtung oder Schließrichtung des Einspritzventilgliedes bewirken.The features of the preferred embodiments described above can be combined with each other, so that several modifications are possible. For example, regardless of whether a pulling or pushing actuator principle is selected, the fuel injector may further be configured such that the hydraulic booster can be coupled to the injection valve member or the anchor element. The housing-side stop can also cause a stroke limitation of the hydraulic booster in the opening direction or closing direction of the injection valve member.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. These show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, 1 a schematic longitudinal section through a first embodiment,

2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform, 2 a schematic longitudinal section through a second embodiment,

3 einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform und 3 a schematic longitudinal section through a third embodiment and

4 einen schematischen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform. 4 a schematic longitudinal section through a fourth embodiment.

Sämtliche in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors weisen einen Magnetaktor 1 zur Betätigung eines Einspritzventilgliedes 2 auf. Der Magnetaktor 1 ist jeweils in einem Injektorkörper 16 des Kraftstoffinjektors angeordnet. Das Einspritzventilglied 2 ist jeweils hubbeweglich in einem Düsenkörper 17 des Kraftstoffinjektors geführt, wobei zur Führung des Einspritzventilgliedes 2 ein Führungsbereich 18 im Düsenkörper 17 vorgesehen sein kann. Über die Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 2 ist wenigstens eine Einspritzöffnung 3 des Kraftstoffinjektors freigebbar oder verschließbar.All in the 1 to 4 illustrated embodiments of a fuel injector according to the invention have a magnetic actuator 1 for actuating an injection valve member 2 on. The magnetic actuator 1 is each in an injector body 16 arranged the fuel injector. The injection valve member 2 is in each case liftable in a nozzle body 17 led the fuel injector, wherein for guiding the injection valve member 2 a leadership area 18 in the nozzle body 17 can be provided. About the stroke movement of the injection valve member 2 is at least one injection port 3 the fuel injector can be opened or closed.

Zur Betätigung des Einspritzventilgliedes 2, das heißt zur Initiierung einer Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 2, weist jeder der Magnetaktoren 1 der Ausführungsformen der 1 bis 4 ein hubbeweglich gelagertes Ankerelement 4 auf. Die Hubbewegung des Ankerelementes 4 bewirkt jeweils eine Steuerdruckänderung in einem Steuervolumen 5, so dass ein am Einspritzventilglied 2 anliegender Schließdruck überwunden und das Einspritzventilglied 2 aus seinem Dichtsitz gehoben wird. In Abhängigkeit davon, ob das Ankerelement 4 einen Steuerdruckabfall oder einen Steuerdruckanstieg im Steuervolumen 5 bewirkt, weisen das Ankerelement 4 und das Einspritzventilglied 2 entweder die gleiche Bewegungsrichtung beim Öffnen und Schließen (siehe Ausführungsformen der 1 und 2) oder eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung auf (siehe Ausführungsformen der 3 und 4). Letzteres wird durch das unterhalb der Druckstufe 13 des Einspritzventilgliedes 2 anliegende Steuervolumen 5 bewirkt, so dass das Einspritzventilglied 2 über den ansteigenden Steuerdruck im Steuervolumen 5 aus seinem Dichtsitz gehoben wird. Die Druckstufe 13 bildet somit eine hydraulische Wirkfläche A₂ aus.For actuating the injection valve member 2 that is to initiate a lifting movement of the injection valve member 2 , assigns each of the magnetic actuators 1 the embodiments of the 1 to 4 a liftably mounted anchor element 4 on. The lifting movement of the anchor element 4 each causes a control pressure change in a control volume 5 , so that one on the injection valve member 2 applied closing pressure overcome and the injection valve member 2 is lifted from his seal seat. Depending on whether the anchor element 4 a control pressure drop or a control pressure increase in the control volume 5 causes the anchor element to point 4 and the injection valve member 2 either the same direction of movement when opening and closing (see embodiments of the 1 and 2 ) or an opposite direction of movement (see embodiments of the 3 and 4 ). The latter is due to the below the pressure stage 13 of the injection valve member 2 applied control volume 5 causes, so that the injection valve member 2 about the increasing control pressure in the control volume 5 is lifted from his seal seat. The pressure level 13 thus forms a hydraulic effective area A ₂ .

Des Weiteren weist jeder Kraftstoffinjektor der dargestellten Ausführungsformen einen hydraulischen Übersetzer 6 auf, der die Form eines hubbeweglichen Kolbens oder einer hubbeweglichen Scheibe besitzt. Es bestehen jedoch Unterschiede dahingehend, dass der hydraulische Übersetzer 6 entweder über eine am Einspritzventilglied 2 ausgebildete Anschlagfläche 7 mit dem Einspritzventilglied 2 (siehe Ausführungsformen der 1 und 4) oder über eine am Ankerelement 4 ausgebildete Anschlagfläche 8 mit dem Ankerelement 4 mechanisch koppelbar ist (siehe Ausführungsformen der 2 und 3). Die Komponenten Einspritzventilglied 2, Ankerelement 4 und hydraulischer Übersetzer 6 sind jeweils koaxial angeordnet.Furthermore, each fuel injector of the illustrated embodiments has a hydraulic booster 6 on, which has the form of a liftable piston or a liftable disc. However, there are differences in that the hydraulic translator 6 either via one on the injection valve member 2 trained stop surface 7 with the injection valve member 2 (see embodiments of the 1 and 4 ) or via an anchor element 4 trained stop surface 8th with the anchor element 4 is mechanically coupled (see embodiments of the 2 and 3 ). The components injection valve member 2 , Anchor element 4 and hydraulic translator 6 are each arranged coaxially.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsform wird in geschlossenem Zustand das Ankerelement 4 über eine Druckfeder 15 gegen eine Einstellscheibe 19 gedrückt. Die Einstellscheibe 19 bildet somit vorliegend einen Anschlag für das Ankerelement 4 aus. Das Ankerelement 4 besitzt eine hydraulische Wirkfläche A₃, die ein Steuervolumen 5 in einer axialen Richtung begrenzt. In der anderen axialen Richtung wird das Steuervolumen 5 durch eine hydraulische Wirkfläche A₂ eines Einspritzventilgliedes 2 und einer hydraulischen Wirkfläche A₁ eines hydraulischen Übersetzers 6 begrenzt. Eine im Steuervolumen 5 angeordnete Schließfeder 14 sowie der Steuerdruck des Steuervolumens 5 halten das Einspritzventilglied 2 gegen den Dichtsitz gedrückt. Der hydraulische Übersetzer 6 ist vorliegend scheibenförmig ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung 11 zur Aufnahme eines Führungsbereiches des Einspritzventilgliedes 2 ausgestattet. Er wird zudem von der Druckkraft einer Feder 12 beaufschlagt. Der hydraulische Übersetzer 6 ist dabei nach oben, das heißt in Richtung des Elektromagneten des Magnetaktors 1, frei beweglich angeordnet. Wird nunmehr der Magnetaktor 1 bestromt wird das Ankerelement 4 entgegen der Druckkraft der Druckfeder 15 nach oben, das heißt wiederum in Richtung des Elektromagneten des Magnetaktors 1, bewegt. Dabei vergrößert sich das Steuervolumen 5 und ein Druckabfall wird bewirkt. Die gewählten Flächenverhältnisse der hydraulischen Wirkflächen A₁, A₂ und A₃ bestimmen dabei den Grenzdruck, ab dem sich das Einspritzventilglied 2 aus seinem Sitz hebt. Solange der hydraulische Übersetzer 6 in seiner Bewegung nach oben frei ist, wird aufgrund der größeren hydraulischen Wirkfläche (A₁ und A₂) gegenüber der kleineren Fläche A₃ des Ankerelementes 4 eine Kraftverstärkung bewirkt, die allerdings mit einer proportionalen Wegreduzierung verbunden ist. Somit wird zunächst ein kraftvoller erster Hub zum Anheben des Einspritzventilgliedes 2 aus seinem Dichtsitz bewirkt. Der hydraulische Übersetzer 6 liegt bei dieser Bewegung an einer Anschlagfläche 7 des Einspritzventilgliedes 2 an, so dass dieser das Einspritzventilglied 2 mitführt. Da das Ankerelement 4 nur eine begrenzte Hubbewegung ausführen kann, wird nach dem ersten Abheben des Einspritzventilgliedes 2 von einer Kraftverstärkung auf eine Wegverstärkung umgeschaltet. Hierzu ist eine Änderung des Flächenverhältnisses der hydraulisch wirksamen Flächen erforderlich. Dies erfolgt, indem der hydraulische Übersetzer 6 in Anlage mit einem Anschlag 10 gelangt, der an einem Gehäuseteil 9 ausgebildet ist und somit als Hubbegrenzung dient. Nunmehr steht der hydraulischen Wirkfläche A₃ des Ankerelementes 4 die demgegenüber kleinere hydraulische Wirkfläche A₂ des Einspritzventilgliedes 2 gegenüber, so dass eine Wegverstärkung bei gleichzeitiger Kraftminderung bewirkt wird. Die Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 2 erfolgt somit in zwei Stufen bzw. Phasen. Hierdurch können Hübe des Einspritzventilgliedes 2 bewirkt werden, die eine vollständige Sitzentdrosselung und damit maximale, an den Einspritzöffnungen anliegende Einspritzdrücke ermöglichen.In the in the 1 illustrated embodiment, the anchor element in the closed state 4 via a compression spring 15 against a dial 19 pressed. The dial 19 thus forms a stop for the anchor element in the present case 4 out. The anchor element 4 has a hydraulic effective area A ₃ , which is a control volume 5 limited in an axial direction. In the other axial direction becomes the control volume 5 by a hydraulic active surface A _{2 of} an injection valve member 2 and a hydraulic active surface A _{1 of} a hydraulic booster 6 limited. One in the control volume 5 arranged closing spring 14 and the control pressure of the control volume 5 hold the injection valve member 2 pressed against the sealing seat. The hydraulic translator 6 is present disk-shaped and with a central bore 11 for receiving a guide region of the injection valve member 2 fitted. He is also the pressure of a spring 12 applied. The hydraulic translator 6 is up, that is in the direction of the solenoid of the Magnetaktors 1 , freely movable. Will now be the magnetic actuator 1 the armature element is energized 4 against the pressure force of the compression spring 15 upwards, that is again in the direction of the solenoid of the magnetic actuator 1 , emotional. This increases the control volume 5 and a pressure drop is effected. The selected area ratios of the hydraulic active surfaces A ₁ , A ₂ and A ₃ determine the limit pressure, from which the injection valve member 2 lifts from his seat. As long as the hydraulic translator 6 in its upward movement is due to the larger hydraulic effective area (A ₁ and A ₂ ) over the smaller surface A _{3 of} the anchor element 4 causes a power boost, however, which is associated with a proportional path reduction. Thus, first, a powerful first stroke for lifting the injection valve member 2 out of his seat. The hydraulic translator 6 lies with this movement on a stop surface 7 of the injection valve member 2 so that this the injection valve member 2 carries. Because the anchor element 4 can only perform a limited lifting movement, after the first lifting of the injection valve member 2 switched from a power gain to a path gain. For this purpose, a change in the area ratio of the hydraulically active surfaces is required. This is done by the hydraulic translator 6 in abutment with a stop 10 arrives on a housing part 9 is formed and thus serves as a stroke limiter. Now stands the hydraulic active surface A _{3 of} the anchor element 4 the contrast smaller hydraulic effective area A _{2 of} the injection valve member 2 opposite, so that a Wegverstärkung is effected with simultaneous power reduction. The stroke movement of the injection valve member 2 thus takes place in two stages or phases. As a result, strokes of the injection valve member 2 be effected, which allow a complete Sitzentchrosselung and thus maximum, applied to the injection openings injection pressures.

Aus der 1 ist ferner ersichtlich, dass das Steuervolumen 5 über eine Drossel 21 in hydraulischer Verbindung mit einer Hochdruckleitung 20 steht, über die der unter hohem Druck stehende Kraftstoff zunächst einer im Düsenkörper 17 ausgebildeten Druckkammer und über den Führungsbereich 18 und eine weitere ringförmige Druckkammer den Einspritzöffnungen 3 zugeführt wird.From the 1 It can also be seen that the control volume 5 via a throttle 21 in hydraulic connection with a high pressure line 20 is about the high-pressure fuel first one in the nozzle body 17 trained pressure chamber and over the guide area 18 and another annular pressure chamber to the injection ports 3 is supplied.

Zum Schließen der Einspritzöffnungen 3 wird die Bestromung des Magnetaktors 1 beendet, so dass das Ankerelement 4 über die Druckkraft der Druckfeder 15 zurückgestellt wird. Dabei verkleinert das in den Steuerraum eintauchende Ankerelement 4 das Steuervolumen 5, was einen Druckanstieg bewirkt. Der ansteigende Druck und die Druckkraft der Schließfeder 14, die am Einspritzventilglied 2 abgestützt ist, bewirken, dass das Einspritzventilglied 2 gegen den Dichtsitz gedrückt wird. Dabei wird über die Anschlagfläche 7 am Einspritzventilglied 2 auch der hydraulische Übersetzer 6 in seine Ausgangslage zurückgestellt.To close the injection openings 3 becomes the energization of the magnetic actuator 1 finished, leaving the anchor element 4 about the pressure force of the compression spring 15 is reset. In this case, the immersed in the control chamber anchor element decreases 4 the control volume 5 , which causes a pressure increase. The increasing pressure and the pressure force of the closing spring 14 located at the injection valve member 2 supported, cause the injection valve member 2 pressed against the sealing seat. It is about the stop surface 7 at the injection valve member 2 also the hydraulic translator 6 returned to its original position.

Bei der in der 2 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors ist der hydraulische Übersetzer 6 mit dem Ankerelement 4 und nicht – wie bei der in 1 dargestellten Ausführungsform – mit dem Einspritzventilglied 2 mechanisch koppelbar. Hierzu ist am Ankerelement 4 eine Anschlagfläche 8 ausgebildet, die als Mitnehmer in der zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 2 dient. Bei einer Bestromung des Magnetaktors 1 wird wiederum eine das Steuervolumen 5 vergrößernde Hubbewegung des Ankerelementes 4 und damit ein Druckabfall bewirkt. Der hydraulischen Wirkfläche A₃ des Ankerelementes 4 steht dabei zunächst die größere hydraulische Wirkfläche A₂ des Einspritzventilgliedes 2 gegenüber, wodurch eine Kraftverstärkung erfolgt. Das Einspritzventilglied 2 wird dabei aus seinem Dichtsitz gehoben. Zur Umschaltung auf eine Wegverstärkung bewirkt der fortschreitende Hub des Ankerelementes 4, dass die Anschlagfläche 8 in Anlage mit dem hydraulischen Übersetzer 6 gelangt. Im Verlauf des weiteren Hubes des Ankerelementes 4 wird der hydraulische Übersetzer 6 mitgeführt, so das nunmehr die größere hydraulische Wirkfläche A₁ des hydraulischen Übersetzers 6 einschließlich der Wirkfläche A₃ des Ankerelementes 4 der Wirkfläche A₂ des Einspritzventilgliedes gegenübersteht. Dies führt zu einer Wegverstärkung bei gleichzeitiger Kraftreduzierung, so dass ein zur vollständigen Sitzentdrosselung ausreichender Hub des Einspritzventilgliedes bewirkt werden kann. Der Schließvorgang erfolgt weitestgehend analog zu dem der Ausführungsform der 1. Die Rückstellung des hydraulischen Übersetzer 6 wird hier jedoch allein über die Feder 12 bewirkt, die gegenüber dem Ankerelement 4 abgestützt ist. Das Ankerelement 4 fährt in seine Ausgangsstellung zurück bis es an einer als Anschlag ausgebildeten Einstellscheibe 19 anliegt. Zur Hubeinstellung des Ankerelementes 4 ist ferner eine Abstandshülse 23 vorgesehen.When in the 2 illustrated embodiment of a fuel injector according to the invention is the hydraulic booster 6 with the anchor element 4 and not - as in the 1 illustrated embodiment - with the injection valve member 2 mechanically coupled. This is the anchor element 4 a stop surface 8th designed as a driver in the second phase of the lifting movement of the injection valve member 2 serves. When energizing the Magnetaktors 1 will again be the control volume 5 increasing stroke movement of the anchor element 4 and thus causes a pressure drop. The hydraulic active surface A _{3 of} the anchor element 4 is initially the larger hydraulic effective area A _{2 of} the injection valve member 2 opposite, whereby a power amplification takes place. The injection valve member 2 is lifted from his seat. To switch to a path gain causes the progressive stroke of the anchor element 4 in that the stop surface 8th in contact with the hydraulic translator 6 arrives. In the course of the further stroke of the anchor element 4 becomes the hydraulic translator 6 entrained, so now the larger hydraulic effective area A _{1 of} the hydraulic booster 6 including the effective area A _{3 of} the anchor element 4 faces the effective area A _{2 of} the injection valve member. This leads to a path gain while reducing the force, so that sufficient for complete seat throttling stroke of the injection valve member can be effected. The closing process is largely analogous to that of the embodiment of 1 , The default of the hydraulic translator 6 but here is alone on the spring 12 causes the opposite the anchor element 4 is supported. The anchor element 4 moves back to its original position until it is on a dial designed as a stop 19 is applied. For stroke adjustment of the anchor element 4 is also a spacer sleeve 23 intended.

Bei der in der 3 dargestellten Ausführungsform ist der hydraulische Übersetzer 6 ebenfalls mit dem Ankerelement 4 mechanisch koppelbar. Hierzu ist am Ankerelement 4 eine Anschlagfläche 8 als Mitnehmer ausgebildet. Die Mitnahme erfolgt wiederum in der zweiten Phase der Hubbewegung des Einspritzventilgliedes 2, um von einer Kraftverstärkung auf eine Wegverstärkung umzuschalten. Anders als bei den Beispielen der 1 und 2 wird jedoch bei einer Bestromung des Magnetaktors 1 das Steuervolumen 5 durch die Hubbewegung des Ankerelementes 4 verkleinert, was einen Druckanstieg zur Folge hat. Denn das Ankerelement 4 wird nach unten, das heißt in Richtung des Einspritzventilgliedes 2 bewegt. Indem das Steuervolumen 5 vorliegend unterhalb einer Druckstufe 13 am Einspritzventilglied 2 angeordnet ist, das heißt die hydraulische Wirkfläche A₂ mit dem Steuerdruck beaufschlagt wird, wird aufgrund des Druckanstieges das Einspritzventilglied 2 aus seinem Dichtsitz gehoben. Das Steuervolumen 5 unterhalb der Druckstufe 13 steht dabei über einen Verbindungskanal 22 in Verbindung mit dem Steuervolumen 5, das durch den hydraulischen Übersetzer 6 und das Ankerelement 4 begrenzt wird. Ferner besteht eine Verbindung zu der Hochdruckleitung 20 über eine Drossel 21, um einen Raildruckausgleich bei geändertem Raildruck zu gewährleisten. Die Drossel 21 kann bei geeigneter Leckage an den Führungen, die von oder zu einem das Steuervolumen 5 begrenzenden Druckraum weg oder hin führen, entfallen. When in the 3 illustrated embodiment is the hydraulic translator 6 also with the anchor element 4 mechanically coupled. This is the anchor element 4 a stop surface 8th trained as a driver. The entrainment takes place again in the second phase of the lifting movement of the injection valve member 2 to switch from a power gain to a path gain. Unlike the examples of the 1 and 2 However, when energizing the Magnetaktors 1 the control volume 5 by the lifting movement of the anchor element 4 reduced, which causes a pressure increase. Because the anchor element 4 is down, that is in the direction of the injection valve member 2 emotional. By the control volume 5 in this case below a pressure stage 13 at the injection valve member 2 is arranged, that is, the hydraulic effective area A _{2 is} acted upon by the control pressure is due to the pressure increase, the injection valve member 2 lifted out of his tight seat. The control volume 5 below the pressure level 13 stands thereby over a connection channel 22 in conjunction with the control volume 5 that by the hydraulic translator 6 and the anchor element 4 is limited. Furthermore, there is a connection to the high pressure line 20 via a throttle 21 to ensure a rail pressure compensation with changed rail pressure. The throttle 21 If there is suitable leakage on the guides, the control volume may or may be off 5 lead the limiting pressure chamber away or back, omitted.

Um den Schließvorgang zu initiieren, wird die Bestromung des Magnetaktors 1 beendet und das Ankerelement 4 über die Druckkraft der Druckfeder 15 zurückgestellt. Die Feder 12 hat den gleichen Effekt bezogen auf den hydraulischen Übersetzer 6. Dabei vergrößert sich das Steuervolumen 5 und der Druck sinkt, so dass schließlich die Schließfeder 14 den Schließhub des Einspritzventilgliedes 2 bewirkt.To initiate the closing process, the current supply of the magnetic actuator 1 finished and the anchor element 4 about the pressure force of the compression spring 15 reset. The feather 12 has the same effect on the hydraulic translator 6 , This increases the control volume 5 and the pressure drops, so that finally the closing spring 14 the closing stroke of the injection valve member 2 causes.

Bei der in der 4 dargestellten Ausführungsform wird ebenfalls das „drückende” Aktorprinzip verwirklicht. Das heißt, dass bei einer Bestromung des Magnetaktors 1 durch die Hubbewegung des Ankerelementes 4 das Steuervolumen 5 verkleinert wird, so dass der Druck steigt. Damit steigt auch der an einer hydraulischen Wirkfläche A₁ eines hydraulischen Übersetzers 6 und einer hydraulischen Wirkfläche A₂ einer Druckstufe 13 am Einspritzventilglied 2 anliegende Druck, so dass diese sich entgegen der Druckkraft der Federn 12 und 14 nach oben, das heißt in Richtung des Elektromagneten des Magnetaktors 1 bewegen. Über eine Anschlagfläche 7 sind das Einspritzventilglied 2 und der hydraulische Übersetzer 6 mechanisch gekoppelt, so dass in einer ersten Phase der Hubbewegung der hydraulische Übersetzer 6 das Einspritzventilglied 2 mitführt. Da die Wirkfläche A₁ des hydraulischen Übersetzers 6 gemeinsam mit der Wirkfläche A₂ des Einspritzventilglieds 2 größer als die Wirkfläche A₃ des Ankerelementes 4 ist, erfolgt in der ersten Phase der Hubbewegung eine Kraftverstärkung. Erst mit Anlage des hydraulischen Übersetzers 6 am Anschlag 10 eines Gehäuseteils 9, kehrt sich das Verhältnis um, da die nunmehr relevante Wirkfläche A₂ am Einspritzventilglied 2 kleiner als die Wirkfläche A₃ des Ankerelementes 4 ist. Es erfolgt die Umschaltung von einer Kraftverstärkung auf eine Wegverstärkung.When in the 4 embodiment shown also the "oppressive" actuator principle is realized. This means that when the magnet actuator is energized 1 by the lifting movement of the anchor element 4 the control volume 5 is reduced, so that the pressure increases. This also increases at a hydraulic active surface A _{1 of} a hydraulic booster 6 and a hydraulic effective area A _{2 of} a pressure stage 13 at the injection valve member 2 applied pressure, so that these are against the compressive force of the springs 12 and 14 upwards, that is in the direction of the solenoid of the magnetic actuator 1 move. Over a stop surface 7 are the injection valve member 2 and the hydraulic translator 6 mechanically coupled, so that in a first phase of the lifting movement of the hydraulic translator 6 the injection valve member 2 carries. Since the effective area A _{1 of} the hydraulic booster 6 together with the effective area A _{2 of} the injection valve member 2 greater than the effective area A _{3 of} the anchor element 4 is, takes place in the first phase of the lifting movement, a power gain. Only with installation of the hydraulic translator 6 at the stop 10 a housing part 9 , The ratio is reversed because the now relevant effective area A ₂ at the injection valve member 2 smaller than the effective area A _{3 of} the anchor element 4 is. There is the switch from a power gain to a path gain.

Zum Schließen des Ventils wird die Bestromung des Magnetaktors 1 beendet und die Druckfeder 15 stellt das Ankerelement 4 in seine Ausgangslage zurück. Das Steuervolumen 5 vergrößert sich und der Druck sinkt, so dass demzufolge der hydraulische Übersetzer 6 und das Einspritzventilglied 2 über die Federn 12 und 14 ebenfalls zurückgestellt werden.To close the valve, the current supply of the magnetic actuator 1 finished and the compression spring 15 represents the anchor element 4 back to his starting position. The control volume 5 increases and the pressure drops, so that consequently the hydraulic translator 6 and the injection valve member 2 over the springs 12 and 14 also be reset.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006015745 A1 [0003]

Claims

Fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine with a magnetic actuator ( 1 ) for direct control of a preferably needle-shaped injection valve member ( 2 ), via the lifting movement of which at least one injection opening ( 3 ) of the fuel injector is releasable or closable, wherein the magnetic actuator ( 1 ) a liftable anchor element ( 4 ), for controlling the control pressure in a control volume ( 5 ), characterized in that the fuel injector further comprises a hydraulic booster ( 6 ) with a control volume ( 5 ) limiting hydraulic effective area A ₁ , which is greater than one the control volume ( 5 ) limiting hydraulic effective area A _{2 of} the injection valve member ( 2 ) and / or greater than one the control volume ( 5 ) limiting hydraulic effective area A _{3 of} the anchor element ( 4 ), the hydraulic translator ( 6 ) with the injection valve member ( 2 ) or the anchor element ( 4 ) is mechanically coupled such that the hydraulic active surface A _{1 of} the hydraulic translator ( 6 ) during a first phase of the lifting movement of the injection valve member ( 2 ) a force amplification and during a second phase of the lifting movement of the injection valve member ( 2 ) causes a path gain.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the injection valve member ( 2 ) or on the anchor element ( 4 ) a stop surface ( 7 . 8th ) for the mechanical coupling of the hydraulic translator ( 6 ) is trained.

Fuel injector according to claim 1 or 2, characterized in that the injection valve member ( 2 ) or on the anchor element ( 4 ) formed stop surface ( 7 . 8th ) a take-off of the hydraulic translator ( 6 ) for implementing a path gain during the second phase of the stroke movement of the injection valve member ( 2 ) causes.

Fuel injector according to claim 1 or 2, characterized in that the injection valve member ( 2 ) formed stop surface ( 7 ) entrainment of the injection valve member ( 2 ) during a lifting movement of the hydraulic translator ( 6 ) for implementing a force amplification during the first phase of the lifting movement of the injection valve member ( 2 ) causes.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that on a housing part ( 9 ) of the fuel injector a stop ( 10 ) for unilaterally effective stroke limitation of the hydraulic translator ( 6 ) is trained.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic booster ( 6 ) is designed as a liftable piston or as a liftable disc, wherein in the hydraulic booster ( 6 ) a central bore ( 11 ) for partially receiving the injection valve member ( 2 ) or the anchor element ( 4 ) is trained.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic booster ( 6 ) for returning to a starting position from the pressure force of a spring ( 12 ) is applied.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that when energizing the Magnetaktors ( 1 ) the lifting movement of the anchor element ( 4 ) a pressure drop in the control volume ( 5 ) and thus an opening stroke of the injection valve member ( 2 ) causes.

Fuel injector according to one of claims 1 to 7, characterized in that when energizing the Magnetaktors ( 1 ) the lifting movement of the anchor element ( 4 ) a pressure increase in the control volume ( 5 ) and thus an opening stroke of the injection valve member ( 2 ), whereby the control volume ( 5 ) limiting hydraulic effective area A ₂ below a pressure stage ( 13 ) of the injection valve member ( 2 ) is trained.

Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve member ( 2 ), the anchor element ( 4 ) and the hydraulic translator ( 6 ) are arranged coaxially.