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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Der Düsennadelhubverlauf lässt sich bei konventionellen, pilotventilgesteuerten Injektoren für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen nicht formen. Es wäre aber wünschenswert, einen gattungsgemäßen Injektor derart auszubilden, dass die steigende Rampe des Düsennadelhubverlaufs zunächst einen steilen und nachfolgend einen flachen Teil aufweist bevor die Düsennadel in den Anschlag korrespondierend mit der Maximalhubstellung geht. Gleichfalls wäre es wünschenswert eine sehr steile Schließrampe erzeugen zu können.
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Die Druckschriften
WO 2003/071 122 A1 und
WO 2005/019 637 A1 zeigen je ein Brennstoffeinspritzventil, welches für einen schnellen Nadelschließvorgang via einen Steuerkörper und ein verstellbares Ventilglied bzw. via einen Steuerkörper ausgebildet ist. Weiterhin offenbart die Druckschrift
DE 101 32 501 A1 einen Kraftstoffinjektor mit einer Zulaufdrossel am Steuerraum, deren Querschnitt sich abhängig vom Hubweg der Düsennadel ändert.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektor vorzuschlagen, welcher die Formung eines beabsichtigten Düsennadelhubverlaufs insbesondere mit in dieser Hinsicht günstig darstellbarer Variationsfähigkeit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Injektor für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Injektor kann bevorzugt zur Verwendung in einem Common-Rail-System vorgesehen sein, wobei der Injektor allgemein zur Verwendung mit Brennkraftmaschinen in Form von Otto- oder Dieselmotoren, insbesondere Großdieselmotoren und weiterhin insbesondere Fahrzeugmotoren vorgesehen ist, zum Beispiel in Offroad- oder Schiffsanwendungen.
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Der Injektor weist einen Steuerraum auf, welcher über ein Pilotventil des Injektors selektiv druckentlastbar ist und über welchen die Hubstellung einer (axial verschieblichen) Düsen(ventil)nadel des Injektors steuerbar ist. Bevorzugt ist der Steuerraum in bzw. mittels einer Führungsbuchse des Injektors gebildet, wobei in der Führungsbuchse insbesondere auch ein düsenfernes Ende der Düsennadel geführt ist. Der Steuerraum ist weiterhin bevorzugt in axialer Richtung von einer Ventilplatte des Injektors begrenzt. Die Ventilplatte kann, gemeinsam mit weiteren Injektorkomponenten, an oder in einem Injektorgehäuse festgelegt sein.
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Erfindungsgemäß ist in dem Steuerraum zwischen einem Zulauf-/Ablaufende desselben und dem (düsen- bzw. spritzlochfernen) Ende der Düsennadel ein erstes und ein zweites je elastisch, insbesondere federelastisch, in Richtung zur Düsennadel vorgespanntes Triggerelement aufgenommen, welche insbesondere je als Ventilglied fungieren. Die Triggerelemente sind erfindungsgemäß dazu vorgesehen bzw. in der Lage, unter Einstellung des Düsennadelhubverlaufs im Zuge einer Entlastung bzw. Belastung des Steuerraums insbesondere aufeinanderfolgend bzw. zeitversetzt gegen bzw. weg von je wenigstens einem durchströmbaren Querschnitt diesen absperrend bzw. freigebend verlagert zu werden. Die Triggerelemente bzw. triggerbaren Elemente werden mit anderen Worten im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Steuerrraum je über die Änderung des Drucks getriggert (ausgelöst) zu einer Verlagerung veranlasst. Die Triggerelemente sind bevorzugt je als plattenförmiges Element gebildet, i. e. als Triggerplatte. Die Triggerplatten können kreisscheibenförmig gebildet sein und weiterhin bevorzugt an einen Innendurchmesser der Führungsbuchse angeglichen sein.
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Mittels der Triggerelemente wird insbesondere die Öffnungs- und Schließrampe im jeweiligen Hubverlauf der Düsennadel des Injektors eingestellt, insbesondere geformt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, mittels der Triggerelemente bei Entlastung des Steuerraums korrespondierend mit einem Öffnen des Pilotventils einen Düsennadelhubverlauf mit einem steileren und einem flacheren Rampenteil zu erzeugen, und bei Belastung des Steuerraums korrespondierend mit einem Schließen des Pilotventils einen Düsennadelhubverlauf mit einem steilen Rampenteil.
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Bevorzugt kann der Steuerraum über das Zulauf-/Ablaufende druckentlastet bzw. druckbelastet werden. An dem Zulauf-/Ablaufende ist bevorzugt ein durchströmbarer Ablaufquerschnitt bereitgestellt, über welchen druckbeaufschlagtes Medium (Kraftstoff) aus dem Steuerraum abströmen kann, i. e. der Steuerraum entlastet werden kann. Hierzu ist vorgesehen, den Ablaufquerschnitt über das Pilotventil selektiv abzusperren bzw. freizugeben.
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Weiterhin ist an dem Zulauf-/Ablaufende bevorzugt wenigstens ein durchströmbarer Zulaufquerschnitt bereitgestellt, über welchen hochdruckbeaufschlagtes Medium (Kraftstoff) in den Steuerraum eingebracht werden kann. Das Zulauf-/Ablaufende ist bevorzugt mittels einer wie eingangs erwähnten Ventilplatte gebildet, welche die in den Steuerraum mündenden durchströmbaren Querschnitte bereitstellt, bevorzugt je mittels bzw. als Bohrkanäle.
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Vorgesehen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung hierbei, über das erste Triggerelement den wenigstens einen durchströmbaren Zulaufquerschnitt zum Steuerraum im Zuge einer je druckveranlassten Verlagerung des ersten Triggerelements absperren (Druckentlastung des Steuerraums) und freigeben (Druckbelastung des Steuerraums) zu können.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das erste Triggerelement wenigstens einen durchströmbaren Querschnitt aufweist, welcher via das zweite Triggerelement bei einer druckveranlassten Verlagerung desselben absperrbar (Druckentlastung des Steuerraums) bzw. freigebbar (Druckbelastung des Steuerraums) ist, insbesondere bereitgestellt durch eine oder eine Mehrzahl von absperr- und freigebbaren, insbesondere axial verlaufenden, Durchgangsöffnungen bzw. Drosselbohrungen. Bevorzugt weist das erste Triggerelement eine Mehrzahl von Drosselbohrungen auf, welche weiterhin bevorzugt ring- bzw. kreisförmig angeordnet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Injektors ist das erste Triggerelement benachbart zum Zulauf-/Ablaufende und das zweite Triggerelement benachbart zur Düsennadel bzw. deren düsenfernen Ende angeordnet, wobei ein jeweiliges Triggerelement in Abhängigkeit des Drucks im Steuerraum je zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung verlagerbar ist, i. e. über einen Hubweg. Hierbei ist der Injektor derart ausgebildet, dass das erste Triggerelement bei Entlastung des Steuerraums zur Einnahme der ersten Stellung veranlasst (Hub) wird und hierbei einen Zulaufquerschnitt zum Steuerraum verschließt, woraufhin das zweite Triggerelement die erste Stellung einnimmt (Hub) und hierbei einen durchströmbaren Querschnitt in dem zweiten Triggerelement verschließt. Bei (nachfolgender) Belastung des Steuerraums wird das erste Triggerelement zur Einnahme der zweiten Stellung veranlasst (Rückhub) und gibt den Zulaufquerschnitt frei woraufhin das zweite Triggerelement die zweite Stellung einnimmt (Rückhub) und hierbei den durchströmbaren Querschnitt in dem ersten Triggerelement freigibt. Die ersten Stellungen sind hierbei insbesondere je düsenferne, die zweiten Stellungen je insbesondere – relativ zu den ersten Stellungen – düsennähere Stellungen.
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Angemerkt sei, dass die Triggerelemente im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei einer Verlagerung bevorzugt je eine Hubbewegung ausführen, insbesondere in einer Verschiebungsrichtung der Düsennadel. Um den maximalen Nadelhub zu begrenzen, kann der Injektor weiterhin ein Anschlagselement für die Düsennadel aufweisen, bevorzugt in Form einer Anschlagsbuchse. Eine solche kann eine Führungsbuchse in radialer Richtung umgeben.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass die Triggerelemente je wenigstens eine Durchgangsöffnung aufweisen, über welche eine Fluidkommunikation zwischen dem Zulauf-/Ablaufende, insbesondere von einem über das Pilotventil selektiv öffenbaren Ablauf(querschnitt) des Steuerraums, und dem Ende der Düsennadel über die Triggerelemente hinweg unabhängig von deren Verlagerungsstellung ermöglicht ist. Über diese Durchgangsöffnungen, welche bevorzugt je als Bohrung, insbesondere als zentrale Bohrung in dem jeweiligen Triggerelement ausgeführt sind, können die Volumina im Steuerraum mit anderen Worten insbesondere sämtlich und stets miteinander kommunizieren. Bevorzugt überlappen die Öffnungsquerschnitte der Durchgangsöffnungen in dem ersten und zweiten Triggerelement in Verschiebungsrichtung der Düsennadel.
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Insbesondere um einen Zeitversatz bei einem Absperren (Freigeben) von durchströmbaren Querschnitten zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass dem ersten Triggerelement für eine Verlagerung ein geringerer Hubweg als dem zweiten Triggerelement im Steuerraum ermöglicht ist.
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Der Injektor ist bevorzugt derart ausgebildet, dass für die erste und zweite Triggerplatte je ein Anschlag im Steuerraum gebildet ist, aus welchem die Triggerplatte bei Druckentlastung des Steuerraums abheben kann, bzw. welcher die zweite Stellung definiert. Zur Bildung der Anschläge kann die Innenmantelfläche der Führungsbuchse ein geeignet abgestuftes Profil ausbilden. Bevorzugt ist die erste Triggerplatte im Steuerraum zwischen einer wie eingangs erwähnten Ventilplatte angeordnet, welche den Steuerraum begrenzt und der zweiten Triggerplatte. Die zweite Triggerplatte ist bevorzugt zwischen der ersten Triggerplatte und dem Düsennadelende im Steuerraum angeordnet. Hierbei können die Triggerplatten insbesondere je eine Hubbewegung korrespondierend mit der Düsennadelbewegungsrichtung ausführen.
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Vorgeschlagen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit wenigstens einem, insbesondere einer Mehrzahl, wie vorstehend beschriebenen Injektor(en).
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch und schematisch eine abgebrochene, teilgeschnittene Ansicht eines Injektors gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 exemplarisch und schematisch eine Draufsicht auf das im Steuerraum aufgenommene Düsennadelende des Injektors gemäß 1; und
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3 exemplarisch und schematisch einen mittels des Injektors gemäß 1 erzielbaren Nadelhubverlauf.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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1 zeigt schematisch und beispielhaft eine abgebrochene Ansicht eines Injektors 1 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Injektor 1 umfasst einen Düsenkörper 2, in welchem eine Düsennadel 3 axial verschieblich geführt angeordnet ist. Mittels der Düsennadel 3 und einem am Düsenkörper 2 gebildeten Ventilsitz 4 ist ein Düsennadelventil 5 gebildet, über welches ein Strömungsweg zu Spritzlöchern 6 des Injektors 1 selektiv freigebbar ist.
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An dem Düsenkörper 2 ist am düsenfernen Ende bzw. endseitig, i. e. in axialer Richtung den Spritzlöchern 6 gegenüberliegend, weiterhin eine Ventilplatte 7 des Injektors 1 angeordnet. Die Ventilplatte 7 definiert zusammen mit dem Düsenkörper 2 einen Hochdruckteil 8 bzw. -raum des Injektors 1.
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In dem Hochdruckraum 8 bzw. Düsenkörper 2 ist weiterhin eine Anschlagsbuchse 9 an der Ventilplatte 7 abgestützt aufgenommen, welche dazu vorgesehen ist, eine Hubbewegung der Düsennadel 3 über die ermöglichte Hublänge HDNmax bei einem Öffnungsvorgang des Düsenventils 5 zu begrenzen. Hierzu kann die Anschlagsbuchse 9 gegen eine an der Düsennadel 3 gebildete Ringschulter 10 wirken. Ebenfalls an der Ventilplatte 7 mit einem ersten Ende 11a abgestützt ist im Inneren der Anschlagshülse bzw. -buchse 9 eine Führungsbuchse bzw. -hülse 11 aufgenommen, wobei zwischen deren weiterem Ende 11b und der Ringschulter 10 weiterhin eine Düsenfeder 12 abgestützt ist.
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Der Injektor 1 bildet, s. a. 1, einen Ringraum 13 im Hochdruckteil 8, welcher die Düsennadel 3 bzw. die Anschlagsbuchse 9 umfängt. Mit dem Ringraum 13 kommuniziert ein (Ring-)Kanal 14, welcher in bzw. mittels der Ventilplatte 7 gebildet und zum Ringraum 13 hin geöffnet ist. Hochdruckbeaufschlagtes Medium kann über eine Hochdruckzuleitung des Injektors (nicht dargestellt) an den Ringraum 13 versorgt werden bzw. an die Spritzlöcher 6 – i. e. über das Düsenventil 5 – zugeführt werden und hierbei auch in den Ringkanal 14 gelangen.
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Mittels der Führungsbuchse 11, in welcher das düsenferne Ende der Düsennadel 3 axial verschieblich geführt ist, der Ventilplatte 7 sowie der Düsennadel 3 ist am Injektor 1 weiterhin ein Steuerraum 15 definiert. In den Steuerraum 15 mündet ein Ablaufkanal bzw. Strömungsweg 16, welcher in der Ventilplatte 7 als Bohrung ausgeführt ist, und über welchen der Steuerraum 15 druckentlastet werden kann, i. e. ein Leckageablauf 16. Der Ablaufkanal 16 mündet in den Steuerraum 15 zentral ein, i. e. an dessen ventilplattenseitigem Ende 15a und insbesondere konzentrisch mit diesem.
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Um den Steuerraum 15 selektiv druckentlasten zu können, weist der Injektor 1 weiterhin ein Pilotventil 17 auf, welches geeignet ist, den Ablaufkanal 16 selektiv zu blockieren bzw. zu versperren. Das Pilotventil 17 umfasst ein Ventilglied 18, welches aktuatorbetätigt verlagerbar ist, und welches mit einem an der Ventilplatte 7 gebildeten Ventilsitz 19 zusammenwirkt, hin zu welchem bzw. über welchen der Ablaufkanal 16 geführt ist. Die Aktuatorik des Pilotventils 17 ist hierbei in einem Gehäuse des Injektors 1 (nicht dargestellt) aufgenommen. Ein Aktuator ist bevorzugt als Magnetaktuator bereitgestellt, alternativ z. B. als Piezoaktuator.
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Der Ablaufkanal bzw. die Ablaufdrossel 16 kommuniziert weiterhin über einen Zulaufkanal bzw. eine Zulaufdrossel 20, welche(r) als Zweigleitung in der Ventilplatte 7 gebildet ist, mit dem Kanal 14, wobei der Zulaufkanal 20 zwischen dem Steuerraum 15 und dem pilotventilseitigen Ende des Ablaufkanals 16 in den Ablaufkanal 16 mündet.
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Wie insbesondere 1 auch zeigt, münden in den Steuerraum 15 weiterhin Befüllkanäle bzw. Befülldrosseln 21 seitens der Ventilplatte 7 ein, d. h. Zuläufe, insbesondere benachbart zur und radial beabstandet von der Mündung des Ablaufkanals 16. Die Befüllkanäle 21 sind je als Zweigleitung in der Ventilplatte 7 gebildet und verbinden den Steuerraum 15 je kommunizierend mit dem hochdruckbeaufschlagbaren bzw. Hochdruckkanal 14. Die mit den in den Steuerraum 15 mündenden Zuläufen 21 und dem in den Steuerraum 15 mündenden Ablauf 16 ausgebildete Ventilplatte 7 bildet insoweit ein Zulauf-/Ablaufende 15a des Steuerraums 15.
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In dem Steuerraum 15 bzw. in der Führungsbuchse 11 ist benachbart zur Ventilplatte 7 weiterhin ein erstes Triggerelement in Form einer Triggerplatte 22 aufgenommen (welche ihre größte Erstreckung in radialer Richtung aufweist), welche über eine erste Hubhöhe HT1 im Steuerraum 15 verlagerbar ist, i. e. in axialer Richtung. Die ermöglichte erste Hubhöhe HT1 ist mittels eines Anschlags 23 und der Ventilplatte 7 definiert, wobei der Anschlag 23 durch ein Stufenprofil der Innenmantelfläche der Führungsbuchse 11 gebildet ist.
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Die erste Triggerplatte 22 ist federbelastet im Steuerraum 15 angeordnet, d. h. in Richtung des Anschlags 23 federbelastet, wozu ein Druckfederelement bzw. eine Schraubendruckfeder 24 einerseits an der Ventilplatte 7 und andererseits an der ersten Triggerplatte 22 abgestützt ist, i. e. in einer dazu gebildeten Vertiefung an der Oberfläche 22a. Die Triggerplatte 22 ist mittels korrespondierender Querschnitte in der Führungsbuchse 11 geführt, i. e. über die Hubhöhe HT1 axial in der Bewegungsrichtung der Düsennadel 3 verschieblich.
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Die erste Triggerplatte 22, welche im Wesentlichen (kreis)scheibenförmig gebildet ist, weist an der der Ventilplatte 7 zugewandten Oberfläche 22a Erhebungen 25 auf, welche bereitgestellt bzw. geeignet sind, die durchströmbaren Querschnitte der jeweiligen Einmündungen der Befüllkanäle 21 in den Steuerraum 15 bei Anlage an der Ventilplatte 7 zu verschließen bzw. abzusperren. Zwischen der Oberfläche 22a und der Ventilplatte 7 ist weiterhin ein Volumen V1 im Steuerraum 15 abgeteilt, welches hubstellungsabhängig variiert.
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Die erste Triggerplatte 22 weist weiterhin eine zentrale Durchgangsbohrung 26 auf, welche sich in axialer Richtung durch diese hindurch erstreckt. Radial benachbart zur zentralen Durchgangsbohrung 26 sind weiterhin Durchgangsbohrungen 27 in Form von Drosselbohrungen 27 gebildet, welche sich ebenfalls durch die Triggerplatte 22 hindurch erstrecken, i. e. in axialer Richtung. Die Drosselbohrungen 27 sind in einer kreisringförmigen Anordnung um die zentrale Durchgangsbohrung 26 herum gebildet.
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In dem Steuerraum 15 ist weiterhin ein zweites Triggerelement in Form einer weiteren Triggerplatte 28 aufgenommen, welche in radialer Richtung ihre größte Erstreckung aufweist. Die zweite Triggerplatte 28 ist – in axialer Richtung betrachtet – in dem Steuerraum 15 zwischen der ersten Triggerplatte 22 und dem düsenfernen Ende 3a der Düsennadel 3 angeordnet.
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Die zweite Triggerplatte 28 ist über eine zweite Hubhöhe HT2 im Steuerraum 15 verlagerbar, i. e. in axialer Richtung. Die ermöglichte zweite Hubhöhe HT2 ist mittels eines Anschlags 29 und der ersten Triggerplatte 22 definiert, wobei der Anschlag 29 wie vor durch ein Stufenprofil der Innenmantelfläche der Führungsbuchse 11 gebildet ist, jedoch verringerten Querschnitts. Die Abmessungen der zweiten Triggerplatte 28 sind in radialer Richtung gegenüber jenen der ersten Triggerplatte 22 korrespondierend verkürzt, s. 1.
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Auch die zweite Triggerplatte 28 ist federbelastet im Steuerraum 15 angeordnet, d. h. in Richtung des Anschlags 29 federbelastet, wozu ein Druckfederelement bzw. eine Schraubendruckfeder 30 einerseits an der ersten Triggerplatte 22, i. e. deren der Düsennadel 3 zugewandten Oberfläche 22b und andererseits an der zweiten Triggerplatte 28 abgestützt ist, i. e. in einer dazu gebildeten Vertiefung an deren der ersten Triggerplatte 22 zugewandten Oberfläche 28a. Wie die Triggerplatte 22 ist auch die Triggerplatte 28 mittels korrespondierender Querschnitte in der Führungsbuchse 11 geführt, i. e. über die Hubhöhe HT2 axial verschieblich.
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Zwischen der Oberfläche 28a und der Triggerplatte 22 ist ein weiteres Volumen V2 im Steuerraum 15 abgeteilt, welches ebenfalls hubstellungsabhängig variiert. Die zweite Triggerplatte 28, welche im Wesentlichen ebenfalls (kreis)scheibenförmig gebildet ist, weist dabei an der der Triggerplatte 22 zugewandten Oberfläche 28a Erhebungen 31 auf, welche bereitgestellt bzw. geeignet sind, die jeweiligen durchströmbaren Querschnitte der Mündungen der Durchgangsbohrungen 27 in das Volumen V2 bei Anlage an der ersten Triggerplatte 22 abzuschließen bzw. abzusperren.
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Die zweite Triggerplatte 28 weist weiterhin ebenfalls eine zentrale Durchgangsbohrung 32 auf, welche sich in axialer Richtung durch diese hindurch erstreckt, i. e. in axialer Richtung. Die Durchgangsbohrung 32 ist hierbei konzentrisch mit der Durchgangsbohrung 26 der ersten Triggerplatte 22 und auch der Einmündung des Ablaufs 16 in den Steuerraum 15 angeordnet. Die Durchgangsbohrung 32 weist hierbei einen gegenüber der Durchgangsbohrung 26 größeren durchströmbaren Querschnitt auf.
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Wie insbesondere 1, welche einen Zustand des Injektors 1 zeigt, in welchem das Düsennadelventil 5 geschlossen ist bzw. der Steuerraum 15 hochdruckbelastet ist, weiterhin veranschaulicht, ist in dem Steuerraum 15 zwischen der zweiten Triggerplatte 28 bzw. deren der Düsennadel 3 zugewandten Seite 28b und der Düsennadel 3 ein weiteres hubstellungsabhängig variierendes Volumen V3 abgeteilt, d. h. mittels der zweiten Triggerplatte 28. Um ein ”Ankleben” des Düsennadelendes an der zweiten Triggerplatte 28 zu vermeiden, ist das Düsennadelende wie in 2 gezeigt ausgebildet, das heißt geschlitzt, alternativ auf andere Weise partiell vertieft.
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Nachfolgend wird die Funktionalität des derart gebildeten erfindungsgemäßen Injektors näher erläutert, insbesondere in Zusammenschau mit 3.
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Der wie vorstehend gebildete Injektor 1 ist ausgebildet, den Nadelhubverlauf 33, insbesondere die mit einem Öffnungsvorgang des Düsennadelventils 5 korrespondierende Rampe 34 (Öffnungsrampe) im Nadelhubverlauf 33 (Nadelhub über die Zeit), s. a. 3, mit einem steileren 34a und einem nachfolgenden flacheren 34b Rampenteil zu formen, i. e. mittels der Triggerplatten 22 und 28. Des Weiteren ist der Injektor 1 ausgebildet, mittels der Triggerplatten 22 und 28 die mit einem Schließvorgang des Düsennadelventils 5 korrespondierende Rampe 35 (Schließrampe) im Nadelhubverlauf 34, i. e. insbesondere eines jeweiligen Einspritzereignisses, steil zu gestalten.
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Der Injektor 1, s. a. 1, ist zur Erzielung der erfindungsgemäßen Funktionalität derart ausgestaltet, dass bei anliegendem Hochdruck am Steuerraum 15 und im ruhenden Zustand (i. e. kein Einspritzereignis), i. e. korrespondierend mit dem in 1 gezeigten Zustand, das Volumen V2 größer als das Volumen V1 ist (V2 > V1) bzw. die der ersten Triggerplatte 22 ermöglichte Hubstrecke zwischen einer zweiten Stellung in Anlage am Anschlag 23 und einer ersten Stellung in Anlage an der Ventilplatte 7, i. e. ein maximaler Hub HT1max, deutlich geringer ist als jene Hublänge HT2max, welche der zweiten Triggerplatte 28 zwischen einer zweiten Stellung in Anlage am Anschlag 29 und einer ersten Stellung in Anlage an der ersten Triggerplatte 22 ermöglicht ist, d. h. HT1max << HT2max ist. Das eigentliche Steuerraumvolumen, V1, V2 und V3, des Steuerraums 15 ist deutlich größer als die Volumina V1 und V2.
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Wird – ausgehend von dem gezeigten Zustand – das Pilotventil 17 geöffnet, sinkt der Druck im Volumen V1 via den entlastenden Ablaufkanal 16. Die Triggerplatten 22 und 28 als auch die Düsennadel 3 erfahren – veranlasst durch die Druckänderung – einen sehr schnellen Anfangshub in Richtung zur Ventilplatte 7, welcher dazu führt, dass die erste Triggerplatte 22 nahezu unverzüglich an der Ventilplatte 7 anschlägt. Via der ersten Triggerplatte 22, i. e. deren Erhebungen 25, werden dabei die durchströmbaren Querschnitte der Mündungen der Befüllkanäle 21 in den Steuerraum 15 geschlossen bzw. abgesperrt, so dass der Druck im Steuerraum 15, d. h. der Volumina V1, V2 und V3 sinkt. Die verbleibend ermöglichte Hublänge bzw. ein Abstand HT2 ist hierbei nahezu unverändert. Nachfolgend bewegt sich die zweite Triggerplatte 28 nunmehr zusammen mit der Düsennadel 3 weiter, i. e. in Richtung zu der Ventilplatte 7, wobei der Abstand zwischen der Düsennadel 3 und der Triggerplatte 28 nicht geringer wird und nahezu dem Abstand im Ruhezustand, siehe 1, entspricht. Dieser Hubverlauf entspricht dem Rampenteil 34a im Hubdiagramm gemäß 3, i. e. einem relativ schnelleren Hub der Düsennadel 3.
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Sobald die zweite Triggerplatte 28 die verbliebene Hubstrecke HT2 zurückgelegt hat bzw. gegen die erste Triggerplatte 22 zur Anlage gelangt ist, sind die durchströmbaren Querschnitte der Drosselbohrungen 27 durch die Triggerplatte 28 bzw. deren Erhebungen 31 abgesperrt bzw. verschlossen, so dass die Düsennadel 3 – insbesondere aufgrund des nunmehr verringerten Abströmquerschnitts zur Abförderung des Volumens V3 – in ihrer Bewegung verlangsamt bzw. abgebremst wird. Dieser Hubverlauf entspricht dem Rampenteil 34b, s. 3, i. e. einem relativ langsameren Hub der Düsennadel 3. Bei maximalem Hub der Düsennadel 3 liegt die Düsennadel 3 mit ihrer Ringschulter 10 an der Anschlagshülse 11 an, Bezugszeichen 36.
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Wird das Pilotventil 27 nachfolgend wieder geschlossen, steigt der Druck im Volumen V1 schnell und im Volumen V2 demgegenüber etwas verzögert an. Sobald die Triggerplatte 22 die Befüllkanalmündungen 21 wieder freigibt, setzt eine sehr schnelle Schließbewegung der Düsennadel 3 ein, i. e. korrespondierend mit der steilen Rampe 35. Hierbei wird die erste Triggerplatte 22 in die zweite Stellung zurückgeführt, die zweite Triggerplatte 28 unter Freigabe der Drosselquerschnitte der Drosseln 27 in deren zweite Stellung (in welchen der Abstand zur Ventilplatte 7 je größer ist als in der jeweiligen ersten Stellung).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Injektor
- 2
- Düsenkörper
- 3
- Düsennadel
- 3a
- düsenfernes Ende 3
- 4
- Sitz Düsennadelventil
- 5
- Düsennadelventil
- 6
- Spritzloch
- 7
- Ventilplatte
- 8
- Hochdruckteil
- 9
- Anschlagsbuchse
- 10
- Ringschulter 3
- 11
- Führungsbuchse
- 11a
- erstes Ende 11
- 11b
- zweites Ende 11
- 12
- Düsenfeder
- 13
- Ringraum
- 14
- Hochdruckkanal
- 15
- Steuerraum
- 15a
- Zulauf-/Ablaufende 15
- 16
- Ablaufdrossel
- 17
- Pilotventil
- 18
- Ventilglied
- 19
- Ventilsitz
- 20
- Zulaufdrossel
- 21
- Befüllkanäle
- 22
- erste Triggerplatte
- 22a
- erste Oberfläche 22
- 22b
- zweite Oberfläche 22
- 23
- Anschlag
- 24
- Druckfeder
- 25
- Erhebungen
- 26
- Durchgangsbohrung
- 27
- Drosselbohrungen
- 28
- zweite Triggerplatte
- 28a
- erste Oberfläche 28
- 28b
- zweite Oberfläche 28
- 29
- Anschlag
- 30
- Druckfeder
- 31
- Erhebungen
- 32
- Durchgangsbohrung
- 33
- Nadelhubverlauf
- 34
- Öffnungsrampe
- 34a
- steilerer Rampenteil
- 34b
- flacherer Rampenteil
- 35
- Schließrampe
- 36
- konstanter Hub
