DE102012012420A1 - Injector and fuel injection device with such - Google Patents

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Abstract

Injektor (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, wobei der Injektor (1) einen Steuerraum (7) aufweist, über welchen die Hubstellung einer Düsennadel (3) eines Düsenventils (4) des Injektors (1) steuerbar ist, wobei der Injektor (1) ein erstes 2/2-Wegeventil (12), insbesondere Pilotventil, umfasst, mittels welchem ein erster Strömungszweig (8) in Kommunikation mit dem Steuerraum (7) wahlfrei unterbrechbar ist und ein zweites 2/2-Wegeventil (15), insbesondere Pilotventil, mittels welchem ein zweiter Strömungszweig (9) im Ablauf wahlfrei unterbrechbar ist. Vorgeschlagen wird auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen Injektor.Injector (1) for a fuel injection device, the injector (1) having a control chamber (7) via which the stroke position of a nozzle needle (3) of a nozzle valve (4) of the injector (1) can be controlled, the injector (1) being a first 2/2-way valve (12), in particular a pilot valve, by means of which a first flow branch (8) in communication with the control chamber (7) can be optionally interrupted and a second 2/2-way valve (15), in particular a pilot valve, by means of which a second flow branch (9) can optionally be interrupted in the process. A fuel injection device with such an injector is also proposed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem solchen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.The present invention relates to an injector according to the preamble of claim 1 and a fuel injector with such according to the preamble of claim 7.

Bei gattungsgemäßen Injektoren für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, welche mit einem Pilotventil ausgeführt sind, ist die Steigung der Fördermengenkennlinie festgelegt (insbesondere im nichtlinearen Bereich). Dieselbe kann lediglich durch Änderung des Systemdrucks beeinflusst werden. Dies gilt gleichermaßen für Systeme mit einem 2/2-Wegeventil als auch mit einem 3/2-Wegeventil. Eine unabhängig vom Systemdruck bereitgestellte Kennlinienvariabilität ist jedoch wünschenswert, um den Betriebsbereich von Brennkraftmaschinen, welche mittels eines gattungsgemäßen Injektors betrieben werden, in der mittleren und unteren Motorlast erweitern zu können und des Weiteren stabile Kleinstmengen (flache Kennlinie) darstellen sowie den ballistischen Bereich der Düsennadel für einen höheren Strahlimpuls im abgasrelevanten Teillastbereich z. B. bei Fahrzeugen verkürzen zu können (steile Kennlinie).In generic injectors for fuel injectors, which are designed with a pilot valve, the slope of the flow rate characteristic is set (especially in the non-linear region). It can only be influenced by changing the system pressure. This applies equally to systems with a 2/2-way valve as well as with a 3/2-way valve. However, a provided independently of the system pressure characteristic variability is desirable in order to extend the operating range of internal combustion engines, which are operated by a generic injector in the middle and lower engine load and further stable small amounts (flat curve) represent and the ballistic region of the nozzle needle for a higher beam pulse in the exhaust gas-relevant partial load range z. B. to shorten vehicles (steep curve).

Aus der Druckschrift DE 197 34 354 A1 ist zur Modulation des Einspritzverlaufs ein Injektor mit einer Modulationseinrichtung bekannt, welche nach dem Einspritzbeginn einen kontinuierlich steigenden Einspritzratenverlauf formt. Nachteilig hierbei ist, dass die Charakteristik des Modulationsventils nicht beeinflussbar ist. Aus derselben Druckschrift, wie z. B. auch aus der Druckschrift DE 196 09 799 C2 sind weiterhin Injektoren mit zwei Magnetventilen bekannt, i. e. vom Typ „Ganser”, wobei ein Ventil aktiv steuerbar und das weitere druckabhängig bzw. druckgesteuert geschaltet wird, so dass hohe Geschwindigkeiten für ein Öffnen und Schließen des Düsenventils erzielt werden können. Jedoch ist auch hierbei keine Kennlinienvariabilität über die Ventile systemdruckunabhängig einstellbar.From the publication DE 197 34 354 A1 For the modulation of the injection curve, an injector with a modulation device is known, which forms a continuously increasing injection rate profile after the start of injection. The disadvantage here is that the characteristic of the modulation valve can not be influenced. From the same document, such. B. also from the document DE 196 09 799 C2 Furthermore injectors with two solenoid valves are known, ie of the type "Ganser", wherein a valve is actively controlled and the other pressure-dependent or pressure-controlled switched, so that high speeds for opening and closing of the nozzle valve can be achieved. However, here too no characteristic variability over the valves system pressure independent adjustable.

Die Druckschrift DE 10 2007 010 498 A1 zeigt weiterhin einen Injektor mit einem 3/2-Wegeventil, jedoch wiederum keine Kennlinienvariabilität. Die Druckschrift DE 101 32 248 A1 offenbart daneben einen Kraftstoffinjektor mit 2-Wege-Ventilsteuerung, dessen Ventile über einen gemeinsamen Steller schaltbar sind, wobei ein festes Spiel in der Durchschaltstrecke die Totzeit und somit die Hubcharakteristik bestimmt. Aufgrund des nicht variablen Spiels ist jedoch auch dieses System unzureichend flexibel.The publication DE 10 2007 010 498 A1 further shows an injector with a 3/2-way valve, but again no characteristic variability. The publication DE 101 32 248 A1 also discloses a fuel injector with 2-way valve control, the valves are switchable via a common actuator, with a fixed game in the switching path determines the dead time and thus the stroke characteristics. Due to the non-variable game, however, this system is also insufficiently flexible.

Die Druckschrift DE 197 42 320 A1 offenbart ferner ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Steuerventil und einem Sicherheitsventil, wobei dieselben jedoch ebenfalls keine systemdruckunabhängige Kennlinienformung ermöglichen.The publication DE 197 42 320 A1 also discloses a fuel injector having a control valve and a safety valve, but also does not allow system pressure independent characteristic curve formation.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Injektor sowie eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorzuschlagen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden und eine hohe Variabilität hinsichtlich der Formung des Einspritzratenverlaufs ermöglichen.Proceeding from this, the present invention seeks to propose an injector and a fuel injector, which overcome the disadvantages of the prior art and allow high variability in the formation of the injection rate curve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1 and of claim 7.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Injektor für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Der Injektor kann bevorzugt zur Verwendung in einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Form eines Common-Rail-Systems vorgesehen sein, woneben 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. Der Injektor kann mit einem Einzeldruckspeicher oder ohne einen solchen ausgeführt sein.According to the invention, an injector for a fuel injection device is proposed. The injector may preferably be provided for use in a fuel injection device in the form of a common rail system, while the injector is generally intended for use with internal combustion engines in the form of gasoline or diesel engines, in particular large diesel engines and furthermore, in particular, vehicle engines, for example in off-road applications. or ship applications. The injector can be designed with a single-pressure accumulator or without such.

Der Injektor weist einen Steuerraum auf, über welchen die Hubstellung bzw. der Hubverlauf einer Düsennadel eines Düsenventils des Injektors steuerbar ist. Hierzu kann der Druck im Steuerraum geeignet eingestellt werden, i. e. auf an sich bekannte Weise, im Rahmen derer sich die Düsennadel bei Druckentlastung des Steuerraums von einem Düsennadelsitz abhebt oder bei entsprechendem Druck(aufbau) im Steuerraum hin zu dem bzw. in den Düsennadelsitz gedrängt wird.The injector has a control chamber, via which the stroke position or the stroke profile of a nozzle needle of a nozzle valve of the injector can be controlled. For this purpose, the pressure in the control room can be suitably adjusted, i. e. in a manner known per se, in the context of which the nozzle needle stands out from a nozzle needle seat when the pressure in the control chamber is relieved or, in the case of a corresponding pressure (build-up) in the control chamber, is forced towards or into the nozzle needle seat.

Gemäß der Erfindung umfasst der Injektor ein erstes 2/2-Wegeventil, insbesondere Pilotventil (Steuerventil bzw. Servo-Steuerventil), mittels welchem ein erster Strömungszweig in Kommunikation mit dem Steuerraum wahlfrei unterbrechbar ist. Das erste Pilotventil kann bevorzugt als Magnetventil ausgeführt sein, d. h. mit einem Magnetaktuator, insbesondere bei Bestromung des Magnetpakets des Ventils öffnen, in stromlosen Zustand insbesondere federbelastet die Schließstellung einnehmen bzw. halten. Alternativ kann das erste Pilotventil z. B. als Piezo-Ventil ausgeführt sein.According to the invention, the injector comprises a first 2/2-way valve, in particular pilot valve (control valve or servo control valve), by means of which a first flow branch in communication with the control chamber is optionally interruptible. The first pilot valve may preferably be designed as a solenoid valve, ie open with a magnetic actuator, in particular when current supplied to the magnet assembly of the valve, in the de-energized state in particular spring-loaded occupy the closed position or hold. Alternatively, the first pilot valve z. B. be designed as a piezo valve.

Der erste Strömungszweig kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Zulaufzweig oder alternativ bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ein Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum sein. Als Zulaufzweig (Hochdruck) ist der erste Strömungszweig dazu vorgesehen, hochdruckbeaufschlagtes Medium an den Steuerraum zuzuführen, wozu der Zulaufzweig mit einer geeigneten Quelle, z. B. einem Rail oder einem Einzeldruckspeicher verbunden sein bzw. werden kann. Als Ablaufzweig (Niederdruck) ist der erste Strömungszweig dazu vorgesehen, den Steuerraum druckentlasten zu können, d. h. via abgeführten Mediums (Leckage) aus demselben, welches z. B. an einen Kraftstoffvorrat über den Ablaufzweig rückführbar ist. Der erste Strömungszweig kann als wenigstens eine Bohrung bzw. (Bohr-)Kanal im Injektor gebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, the first flow branch may be an inflow branch or, alternatively, in another preferred embodiment, a branch branch in communication with the control chamber. As inlet branch (high pressure) of the first flow branch is provided to supply high pressure medium to the control chamber, including the inlet branch with a suitable source, for. B. can be connected to a rail or a single-pressure storage or can be. As a flow branch (low pressure), the first flow branch is intended to be able to relieve pressure on the control chamber, d. H. via discharged medium (leakage) from the same, which z. B. is traceable to a fuel supply via the flow branch. The first flow branch may be formed as at least one bore or (drilling) channel in the injector.

Erfindungsgemäß umfasst der Injektor weiterhin ein zweites 2/2-Wegeventil, insbesondere Pilotventil, mittels welchem ein zweiter Strömungszweig (im Ablauf) bzw. ein Ablaufströmungszweig wahlfrei unterbrechbar ist. Das zweite 2/2-Wegeventil kann ein wie vorstehend für das erste 2/2-Wegeventil erläutertes Magnetventil sein, d. h. mit einem Magnetaktuator, alternativ z. B. ein Piezo-Ventil, woneben je auch andere Ventilbauformen denkbar sind. Mittels des derart ausgestalteten Injektors, dessen erstes und zweites Wegeventil wahlfrei und insoweit je beliebig zwischen einer ersten (offen/durchgängig) und einer zweiten (geschlossen/gesperrt) Stellung schaltbar sind, ist es vorteilhaft ermöglicht, den Injektor gemäß unterschiedlicher Kennlinienauslegungen unabhängig vom Systemdruck zu betreiben, bzw. zwischen verschiedenen Fördermengenkennlinien im Betrieb umzuschalten. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Injektors ist der Einspritzratenverlauf im Rahmen von Einspritzvorgängen vorteilhaft hochvariabel änderbar. Ferner kann der Injektor mit geringem baulichen Aufwand bereitgestellt werden. Die 2/2-Wegeventile, welche mit geringen Abmessungen ausgefertigt werden können, sind im Injektorgehäuse unproblematisch integrierbar.According to the invention, the injector further comprises a second 2/2-way valve, in particular pilot valve, by means of which a second flow branch (in the drain) or a discharge flow branch can be interrupted optionally. The second 2/2-way valve may be as described above for the first 2/2-way valve solenoid valve, d. H. with a Magnetaktuator, alternatively z. B. a piezo valve, woneben ever other valve designs are conceivable. By means of the thus configured injector, the first and second directional valve optionally and so far arbitrarily between a first (open / continuous) and a second (closed / locked) position can be switched, it is advantageously possible, the injector according to different characteristic interpretations regardless of the system pressure operate, or switch between different flow characteristics in operation. As a result of this embodiment of the injector according to the invention, the injection rate profile can advantageously be changed in a highly variable manner within the scope of injection processes. Furthermore, the injector can be provided with little structural effort. The 2/2-way valves, which can be made with small dimensions, can be easily integrated in the injector housing.

Bevorzugt ist der zweite Strömungszweig als Ablaufzweig ebenfalls in Kommunikation mit dem Steuerraum bereitgestellt, i. e. als Niederdruck- bzw. Leckagezweig. Der zweite Strömungszweig kann wiederum als wenigstens eine Bohrung bzw. (Bohr-)Kanal ausgeführt und/oder zur Verbindung mit einem Kraftstoffvorrat bereitgestellt sein. Des Weiteren kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der zweite Strömungszweig als Bypasszweig ausgeführt ist. Der zweite Strömungszweig kann insbesondere um eine Ablaufdrossel im ersten Strömungszweig geführt sein, wobei der Bypasszweig bevorzugt eine weitere Ablaufdrossel aufweist.Preferably, the second flow branch is also provided as a flow branch in communication with the control chamber, i. e. as low-pressure or leakage branch. The second flow branch may in turn be designed as at least one bore or (drilling) channel and / or be provided for connection to a fuel supply. Furthermore, it can preferably be provided that the second flow branch is designed as a bypass branch. The second flow branch may in particular be guided around an outlet throttle in the first flow branch, the bypass branch preferably having a further outlet throttle.

Allgemein ist es im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass sowohl der erste Strömungszweig als auch der zweite Strömungszweig je mindestens eine Drossel aufweisen. Über eine Unterbrechung bzw. Öffnung des jeweiligen Zweigs, i. e. über das jeweilige 2/2-Wegeventil des Zweigs, kann somit je ein zugehöriger Drosselquerschnitt versperrt oder frei geschaltet werden. Hierdurch ist es ermöglicht, unterschiedliche Strömungsraten, insbesondere Abströmraten, am Injektor einzustellen und den Einspritzverlauf über den variierend durchgängigen Drossel(gesamt)querschnitt zu formen.In general, it is preferred within the scope of the invention that both the first flow branch and the second flow branch each have at least one throttle. About an interruption or opening of the respective branch, i. e. via the respective 2/2-way valve of the branch, thus each associated throttle cross-section can be blocked or enabled. This makes it possible to set different flow rates, in particular outflow rates, at the injector and to form the course of injection over the varying continuous throttle (total) cross-section.

Der Injektor ermöglicht eine breite Spreizung des Fördermengenkennlinienbereichs gegenüber einem Injektor mit nur einem Pilotventil, so dass eine bessere Kleinstmengenfähigkeit sowie eine optimierte Injektor-zu-Injektor-Streuung erreicht werden kann.The injector allows a broad spreading of the flow rate characteristic area with respect to an injector with only one pilot valve, so that a better minimum capacity and an optimized injector-to-injector scattering can be achieved.

Vorgeschlagen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit wenigstens einem, insbesondere einer Mehrzahl, wie vorstehend beschriebenen Injektor(en), wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung dazu ausgebildet ist, den Einspritzratenverlauf im Rahmen aufeinanderfolgender Einspritzereignisse, insbesondere die Flankensteilheit, zu variieren durch wahlfreies Schalten des ersten und zweiten 2/2-Wegeventils des jeweiligen Injektors. Die derart ausgestaltete Einspritzeinrichtung ist in der Lage, einen jeweiligen Einspritzvorgang bzw. die Einspritzcharakteristik vorteilhaft lastabhängig zu modulieren. Eine Kontrolleinrichtung, insbesondere ein Steuergerät der Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann ausgebildet sein, mittels hinterlegter Steuerschemata, Kennlinien oder Kennfelder die ersten und zweiten 2/2-Wegeventile in Abhängigkeit der beabsichtigten Einspritzcharakteristik zu schalten oder durch anderweitige Ermittlung der einzusteuernden Schaltstellungen, z. B. computerisiert.Within the scope of the present invention, a fuel injection device is also proposed with at least one, in particular a plurality of injectors as described above, wherein the fuel injection device is designed to vary the injection rate profile in the course of successive injection events, in particular the steepness of the slope, by optional switching of the injection rate first and second 2/2-way valve of the respective injector. The injection device designed in this way is able to modulate a respective injection process or the injection characteristic advantageously load-dependent. A control device, in particular a control unit of the fuel injection device can be configured to switch by means of stored control schemes, curves or maps the first and second 2/2-way valves in response to the intended injection characteristic or by otherwise determining the einzusteuernden switching positions, eg. B. computerized.

Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann insbesondere ausgestaltet sein, das erste und/oder zweite 2/2-Wegeventil auch während eines Öffnungs- und/oder Schließvorgangs des Düsenventils umzusteuern, insbesondere um die Geschwindigkeit der Düsennadel während eines solchen Vorgangs (aktiv) zu variieren. Eine Umschaltung zwischen den Ventilen bzw. eine Umsteuerung eines 2/2-Wegeventils, z. B. kurz vor Abheben der Düsennadel oder während einer Düsennadelbewegung, kann abhängig von Ansteuerbeginn und -dauer annähernd beliebige Ausprägungen innerhalb der darstellbaren Kennlinien bzw. Betriebsbereiche ermöglichen.The fuel injection device may in particular be designed to also reverse the first and / or second 2/2-way valve during an opening and / or closing operation of the nozzle valve, in particular in order to vary the speed of the nozzle needle during such an operation (active). A changeover between the valves or a reversal of a 2/2-way valve, z. B. just before taking off the Nozzle needle or during a nozzle needle movement, depending on the start and duration of the control, it is possible to allow almost any characteristics within the representable characteristics or operating ranges.

Bevorzugt ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ferner zu einem Betrieb ausgebildet, bei welchem der Steuerraum durch zeitgleiches Öffnen des ersten und zweiten Wegeventils über den Zulaufzweig und einen Ablaufzweig durchspülbar ist. Hierbei ist das erste 2/2-Wegeventil im Zulaufzweig und das weitere im Ablaufzweig angeordnet, wobei die Zweige je mit dem Steuerraum kommunizieren. Dieser Betrieb ist mittels der Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Zustand des Injektors vorgesehen, in welchem das Düsenventil geschlossen ist. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft ermöglicht, dass das Durchspülen des Steuerraumes unabhängig vom Startdruck des Injektors erfolgen kann (wobei als Startdruck der Druck bezeichnet ist, ab dem der Injektor erstmals einspritzen kann.) Bei entsprechender Auslegung der Drosseln kann es ferner ermöglicht werden, ein Durchspülen selbst bei hohen Einspritzdrücken während des Motorbetriebes zu realisieren.Preferably, the fuel injection device is further designed for operation, in which the control chamber is flushed by simultaneous opening of the first and second directional control valve via the inlet branch and a flow branch. Here, the first 2/2-way valve is arranged in the inlet branch and the other in the flow branch, wherein the branches each communicate with the control room. This operation is provided by means of the fuel injector for a state of the injector in which the nozzle valve is closed. In this case, it is particularly advantageously possible that the flushing of the control chamber can be carried out independently of the starting pressure of the injector (where the starting pressure is the pressure from which the injector can inject for the first time.) With a suitable design of the throttles, it is also possible to flush through it to realize at high injection pressures during engine operation.

Ein Durchspülen ist insbesondere bei der Verwendung von alternativen Kraftstoffen mit großer Neigung zur Bildung von Ablagerungen vorgesehen, um die Injektorleckage in erhöhter Bewegung zu halten, wenn mit kleinen Einspritzmengen gefahren wird (zum Beispiel Leerlauf, Teillast, Gasbetrieb mit Zündstrahlverfahren und Motorstillstand).Flushing is especially provided with the use of alternative fuels with a high tendency to form deposits to keep the injector leakage in increased motion when driving with small injection quantities (eg, idling, part-load, spark-ignition gas operation, and engine stall).

Allgemein ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung dazu ausgebildet, den Injektor systemdruckunabhängig gemäß verschiedener Fördermengenkennlinien(auslegungen) mittels des ersten und zweiten 2/2-Wegeventils betreiben zu können, d. h. mit einer systemdruckunabhängigen Kennlinienvariabilität. Bei einem Schalten der Ventile ohne Ventilüberschneidung, d. h. ohne Kurzschlusssteuerleckage, können höhere Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten der Düsennadel erzielt werden als bei Injektoren mit einem 3/2-Wegeventil.In general, the fuel injection device according to the invention is designed to be able to operate the injector system pressure independently according to different flow rate characteristics (interpretations) by means of the first and second 2/2-way valve, d. H. with a system pressure independent characteristic variability. When switching the valves without valve overlap, d. H. without short-circuit control leakage, higher opening and closing speeds of the nozzle needle can be achieved than with injectors with a 3/2-way valve.

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.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawings, which show details essential to the invention, and from the claims. The individual features can be realized individually for themselves or for several in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 exemplarisch und schematisch ein Strukturbild eines Injektors gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung; 1 an example of a schematic diagram of a structure of an injector according to a first possible embodiment of the invention;

2a exemplarisch und schematisch Fördermengenkennlinien sowie 2b zugehörige Einspritzratenverläufe, welche mittels eines Injektors bzw. einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht sind; und 2a exemplary and schematic flow rate characteristics and 2 B associated injection rate curves, which are made possible by means of an injector or a fuel injection device according to the invention; and

3a bis 3c je exemplarisch und schematisch ein Strukturbild eines Injektors gemäß weiteren möglichen Ausführungsformen der Erfindung. 3a to 3c each exemplarily and schematically a structural image of an injector according to further possible embodiments of the invention.

In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.

1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Injektor 1 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Der Injektor 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Düsenkörper auf, in welchem eine Düsennadel 3 eines Düsennadelventils 4 axial verschieblich aufgenommen ist. Die Düsennadel 3 ist gegen einen Ventilsitz 5 des Düsennadelventils 4 vorgespannt, i. e. mittels einer Düsenfeder (nicht dargestellt). 1 shows schematically and exemplarily an injector 1 for a fuel injection device, in particular of a motor vehicle. The injector 1 has a housing 2 with a nozzle body in which a nozzle needle 3 a nozzle needle valve 4 is received axially displaceable. The nozzle needle 3 is against a valve seat 5 of the nozzle needle valve 4 biased, ie by means of a nozzle spring (not shown).

Die Düsennadel 3 zumindest über einen Abschnitt derselben umgebend ist ferner ein (Ring)Raum 6 am Injektor 1 gebildet, in welchen hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff via eine Hochdruckbohrung (nicht dargestellt) eingebracht werden kann, z. B. seitens eines Rails oder alternativ von einem Einzeldruckspeicher des Injektors 1. Über den hochdruckbeaufschlagten Kraftstoff im Druckraum 6 kann eine Kraft in Öffnungsrichtung (Pfeilrichtung pgeo) der Düsennadel 3 ausgeübt werden, wozu diese geeignet ausgebildet ist, insbesondere eine Fläche zur geeigneten Krafteinleitung aufweist. Bei Öffnen des Düsennadelventils 4 kann Kraftstoff aus dem Raum 6 ausgebracht werden (Einspritzvorgang), i. e. über wenigstens ein Spritzloch der Düse.The nozzle needle 3 At least over a portion of the same is also surrounding a (ring) space 6 at the injector 1 formed, in which hochdruckbeaufschlagter fuel via a high-pressure bore (not shown) can be introduced, for. B. part of a rail or alternatively from a single pressure accumulator of the injector 1 , About the high-pressure fuel in the pressure chamber 6 can a force in the opening direction (arrow direction p geo ) of the nozzle needle 3 be exercised, for which purpose it is suitably designed, in particular has a surface for the appropriate introduction of force. When opening the nozzle needle valve 4 can fuel out of the room 6 be discharged (injection process), ie over at least one injection hole of the nozzle.

Um die Düsennadel 3 zwischen Offen- und Schließstellung umsteuern zu können, i. e. die Hubstellung (axiale Verschiebeposition) der Düsennadel 3 steuern bzw. einstellen zu können, ist in dem Injektor 1, insbesondere dessen Düsenkörper, weiterhin ein Steuerraum 7 bereitgestellt, i. e. an einem düsenfernen Ende 3a der Düsennadel 3, welcher mit einem ersten Strömungszweig 8 und einem zweiten Strömungszweig 9 je des Injektors 1 kommuniziert. Der Steuerraum 7 ist mittels eines Hülsenkörpers 10 gebildet bzw. definiert, in welchen die Strömungszweige 8 und 9 münden, und in welchem das Ende 3a geführt aufgenommen ist. To the nozzle needle 3 to be able to switch between the open and closed positions, ie the stroke position (axial displacement position) of the nozzle needle 3 to be able to control or adjust is in the injector 1 , In particular its nozzle body, continue to be a control room 7 provided, ie at a nozzle distal end 3a the nozzle needle 3 , which with a first flow branch 8th and a second flow branch 9 each of the injector 1 communicated. The control room 7 is by means of a sleeve body 10 formed or defined, in which the flow branches 8th and 9 lead into and in which the end 3a is recorded guided.

Über den ersten Strömungszweig 8, welcher als Hochdruck- bzw. Zulauf-Strömungszweig 8 bereitgestellt ist, kann der Steuerraum 7 hochdruckbeaufschlagt bzw. belastet werden, i. e. via Anströmung mittels hochdruckbeaufschlagten Mediums, i. e. Kraftstoffs.About the first flow branch 8th , which as a high-pressure or inlet flow branch 8th is provided, the control room 7 be subjected to high pressure or charged, ie via flow by means of high-pressure medium, ie fuel.

Über den zweiten Strömungszweig 9, welcher als Niederdruck- bzw. Ablauf-Strömungszweig bereitgestellt ist, kann der Steuerraum 7 druckentlastet werden, i. e. via eines Kraftstoffabflusses aus dem Steuerraum 7. Der zweite Strömungszweig 9 ist hierfür (auslassseitig) mit einem (Leckage)Sammelbehältnis einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung, insbesondere einem Kraftstoffvorrat 11 verbindbar, gestrichelt dargestellt. Der erste 8 und der zweite 9 Strömungszweig sind je als (Bohr-)Kanal im Injektor 1 ausgeführt.About the second flow branch 9 , which is provided as a low-pressure or drain-flow branch, the control chamber 7 be depressurized, ie via a fuel drain from the control room 7 , The second flow branch 9 for this purpose (on the outlet side) with a (leakage) collecting container of a fuel injection device, in particular a fuel supply 11 connectable, shown in dashed lines. The first 8th and the second 9 Flow branch are ever as (drilling) channel in the injector 1 executed.

Die Düsennadel 3 wird über ein Ent- oder Belasten des Steuerraums 7 mit Hoch- bzw. Niederdruck geöffnet (Hub) oder geschlossen (Rückhub). Die Position der Düsennadel 3 sowie ihre Geschwindigkeit beim Wechseln der Lagen hängen von den Drücken pSt und pgeo ab, s. 1. Der Druck pgeo bezeichnet eine Zusammenfassung aller an der Nadel angreifenden Drücke und (Feder-)Kräfte, projiziert auf die Fläche des Durchmessers der Düsennadel 3 (∅-DN), an der auch der Steuerdruck pSt angreift.The nozzle needle 3 is about debiting or debiting the control room 7 with high or low pressure open (stroke) or closed (return stroke). The position of the nozzle needle 3 as well as their speed when changing the positions depend on the pressures p St and p geo , s. 1 , The pressure p geo denotes a summary of all pressures and (spring) forces acting on the needle, projected onto the area of the diameter of the nozzle needle 3 (∅-DN), at which also the control pressure p St attacks.

Im ersten Strömungs- bzw. Zulaufzweig 8 ist ein erstes 2/2-Wegeventil 12 angeordnet (VentilZulauf in Tabelle 1), mittels welchem der Zulaufzweig 8 wahlfrei (selektiv) unterbrechbar ist, d. h. zwischen einem (einlassseitigen) Hochdruckanschluss 13 des Strömungszweigs 8 und dem Steuerraum 7.In the first flow or inlet branch 8th is a first 2/2-way valve 12 arranged (valve inlet in Table 1), by means of which the inlet branch 8th optionally (selectively) interruptible, ie between a (inlet side) high pressure port 13 of the flow branch 8th and the control room 7 ,

Zwischen dem als Pilotventil bereitgestellten ersten 2/2-Wegeventil 12 und dem Steuerraum 7 ist ferner eine (Zulauf-)Drossel 14 (ZDr in Tabelle 1) im ersten Strömungszweig bzw. -kanal 8 angeordnet. Das erste 2/2-Wegeventil 12 kann über einen Magnetaktuator des Ventils 12 in Verbindung mit einer ventileigenen Federlast (Druckfeder) (um)gesteuert werden, d. h. durch Bestromung/Unterbrechung der Bestromung.Between the first 2/2-way valve provided as a pilot valve 12 and the control room 7 is also a (inlet) throttle 14 (ZDr in Table 1) in the first flow branch or channel 8th arranged. The first 2/2-way valve 12 can be via a solenoid actuator of the valve 12 in conjunction with a valve's own spring load (compression spring) (um) to be controlled, ie by energizing / interrupting the energization.

Im zweiten Strömungs- bzw. Ablaufzweig 9 ist ein zweites 2/2-Wegeventil 15 angeordnet (VentilAblauf in Tabelle 1), mittels welchem der Ablaufzweig 9 wahlfrei (selektiv) unterbrechbar ist, d. h. zwischen einem Niederdruckauslass 16 des Strömungszweigs 9 und dem Steuerraum 7. Zwischen dem als Pilotventil bereitgestellten zweiten 2/2-Wegeventil 15 und dem Steuerraum 7 ist ferner eine (Ablauf-)Drossel 17 (ADr in Tabelle 1) im zweiten Strömungszweig bzw. -kanal 9 angeordnet. Wie das erste 2/2-Wegeventil 12 kann auch das zweite 2/2-Wegeventil über einen Magnetaktuator des Ventils 15 in Verbindung mit einer ventileigenen Federlast (Druckfeder) (um)gesteuert werden, d. h. durch Bestromung/Unterbrechung der Bestromung.In the second flow or drain branch 9 is a second 2/2-way valve 15 arranged (valve drain in Table 1), by means of which the flow branch 9 optionally (selectively) interruptible, ie between a low pressure outlet 16 of the flow branch 9 and the control room 7 , Between the second 2/2-way valve provided as a pilot valve 15 and the control room 7 is also a (drain) throttle 17 (ADr in Table 1) in the second flow branch or channel 9 arranged. Like the first 2/2-way valve 12 can also be the second 2/2-way valve via a solenoid actuator of the valve 15 in conjunction with a valve's own spring load (compression spring) (um) are controlled, ie by energizing / interrupting the energization.

Der derart ausgestaltete Injektor 1 ermöglicht, zwischen wenigstens zwei, insbesondere einer Mehrzahl von Kennlinien(auslegungen) A, B, C, s. a. 2a, hin- und herschalten zu können, d. h. je unabhängig vom vorherrschenden Systemdruck. Dies kann zwischen zwei Einspritzereignissen oder während eines Einspritzereignisses erfolgen.The thus configured injector 1 allows between at least two, in particular a plurality of characteristics (designs) A, B, C, sa 2a to switch back and forth, ie regardless of the prevailing system pressure. This can be done between two injection events or during an injection event.

Eine den Injektor 1 aufweisende Kraftstoffeinspritzeinrichtung definiert hierbei bevorzugt – über ein geeignetes Steuerschema – einen Betriebsbereich für ein Öffnen der Düsennadel 3 des Injektors 1, welcher zwischen einer ersten Betriebsgrenze insbesondere für ein langsames Öffnen liegt, bei welcher das erste 12 und das zweite 15 2/2-Wegeventil je über die Dauer des Hubvorgangs) der Düsennadel 3 offen geschaltet sind und einer zweiten Betriebsgrenze, insbesondere für ein schnelles Öffnen, bei welcher das erste 2/2-Wegeventil 12 über die Dauer des Hubvorgangs) der Düsennadel 3 geschlossen geschaltet ist und das zweite 2/2-Wegeventil 15 über die Dauer des Hubvorgangs) offen geschaltet ist.One the injector 1 having fuel injector here preferably defines - via a suitable control scheme - an operating range for opening the nozzle needle 3 of the injector 1 which lies between a first operating limit, in particular for a slow opening, in which the first 12 and the second 15 2/2-way valve depending on the duration of the lifting operation) of the nozzle needle 3 are open and a second operating limit, in particular for a quick opening, in which the first 2/2-way valve 12 over the duration of the lifting process) of the nozzle needle 3 is closed and the second 2/2-way valve 15 over the duration of the lifting process) is open.

An der ersten Öffnungs-Betriebsgrenze ist die Kurzschlusssteuerleckage via den Steuerraum 7 über die Zeit betrachtet maximiert, aufgrund des nur langsam abfallenden Drucks im Steuerraum 7 wird die Düsennadel 3 langsam aus dem Nadelsitz 5 angehoben. Hierdurch kann eine flache Flanke im Einspritzratenverlauf (Öffnen) erzeugt werden.At the first opening operating limit is the short circuit control leakage via the control room 7 maximized over time due to the slowly declining pressure in the control room 7 becomes the nozzle needle 3 slowly out of the needle seat 5 raised. As a result, a flat edge in the injection rate profile (opening) can be generated.

An der zweiten Öffnungs-Betriebsgrenze, welche ohne Kurzschlusssteuerleckage einhergeht, ist die Öffnungsgeschwindigkeit des Düsenventils 4 demgegenüber maximiert, insoweit als keine zeitgleiche Befüllung bzw. Anströmung des Steuerraums 7 während der Entlastung desselben erfolgt. Aufgrund des schnellen Druckabfalls wird die Düsennadel 3 schnell aus dem Sitz 5 abgehoben, i. e. es wird eine steile Flanke im Einspritzratenverlauf (Öffnen) erzeugt.At the second opening operation limit, which is accompanied by short-circuit control leakage, the opening speed of the nozzle valve 4 In contrast, maximized insofar as no simultaneous Filling or flow to the control room 7 during the discharge of the same takes place. Due to the rapid pressure drop, the nozzle needle 3 quickly out of the seat 5 lifted, ie a steep slope is created in the injection rate profile (opening).

Weiterhin bevorzugt definiert die Kraftstoffeinspritzeinrichtung mittels des Injektors 1 – über ein geeignetes Steuerschema – einen Betriebsbereich für ein Schließen der Düsennadel 3 des Injektors 1, welcher zwischen einer ersten Betriebsgrenze insbesondere für ein langsames Schließen liegt, bei welcher das erste 12 und das zweite 15 2/2-Wegeventil je über die Dauer des (Rück-)Hubs der Düsennadel 3 offengeschaltet sind und einer zweiten Betriebsgrenze, insbesondere für ein schnelles Schließen, bei welcher das erste 2/2-Wegeventil 12 über die Dauer des (Rück)Hubs der Düsennadel 3 offen geschaltet ist und das zweite 2/2-Wegeventil 15 über die Dauer des (Rück-)Hubs geschlossen geschaltet ist.Further preferably, the fuel injector defines by means of the injector 1 Via a suitable control scheme, an operating range for closing the nozzle needle 3 of the injector 1 which lies between a first operating limit, in particular for a slow closing, in which the first 12 and the second 15 2/2-way valve depending on the duration of the (return) stroke of the nozzle needle 3 are open and a second operating limit, in particular for a fast closing, in which the first 2/2-way valve 12 over the duration of the (re) stroke of the nozzle needle 3 is open and the second 2/2-way valve 15 is closed for the duration of the (re-) stroke.

An der ersten Schließ-Betriebsgrenze ist die Kurzschlusssteuerleckage via den Steuerraum 7 über die Zeit betrachtet maximiert, aufgrund des nur langsam steigenden Drucks im Steuerraum 7 wird die Düsennadel 3 langsam in den Nadelsitz 4 geführt. Hierdurch kann eine flache Flanke im Einspritzratenverlauf (Schließen) erzeugt werden.At the first close operating limit is the short circuit control leakage via the control room 7 maximized over time due to the slowly increasing pressure in the control room 7 becomes the nozzle needle 3 slowly in the needle seat 4 guided. As a result, a flat edge in the injection rate profile (closing) can be generated.

An der zweiten Schließ-Betriebsgrenze, welche wiederum ohne Kurzschlusssteuerleckage einhergeht, ist die Öffnungsgeschwindigkeit des Düsenventils 4 demgegenüber maximiert, insoweit als keine zeitgleiche Entleerung des Steuerraums 7 über den zweiten Strömungszweig 9 während der Belastung desselben über den ersten Strömungszweig 8 erfolgt. Aufgrund des schnellen Druckanstiegs wird die Düsennadel 3 schnell aus dem Sitz 4 abgehoben, i. e. eine steile Flanke im Einspritzratenverlauf (Schließen) erzeugt werden.At the second closing operating limit, which in turn is accompanied by short circuit control leakage, the opening speed of the nozzle valve 4 In contrast, maximized, insofar as no simultaneous emptying of the control room 7 over the second flow branch 9 during the load of the same over the first flow branch 8th he follows. Due to the rapid increase in pressure, the nozzle needle 3 quickly out of the seat 4 lifted, ie a steep slope in the injection rate (closing) are generated.

Die nachfolgende Tabelle 1 veranschaulicht beispielhaft mögliche Betriebszustände 1 bis 4 des Injektors 1 bzw. einer diesen aufweisenden Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Abhängigkeit der Ventilstellungen der Ventile 12 und 15, d. h. im Rahmen von Einspritzvorgängen. In der Tabelle bezeichnet v je eine Geschwindigkeit der Düsennadel 3. Zustand Düse Eigenschaft Ventil VZulauf Ventil VAblauf Bedingung pSt, pgeo Haupteinfluß/ -abhängigkeit 1 geschlosschlossen offen zu pSt = pSys > pgeo Durchspülen offen offen pSt > pgeo pSys.2/2-Wege < Startdruck pSys.Doppel-PV ≠ f(Startdruck) 2 geöffnet keine. Steuerl. zu offen pSt = pLeck Steuerleckage offen offen pSt < pgeo f(ADr, ZDr) 3 Öffnen schnell (vÖ1) zu offen pSt << pgeo vÖ1 = f(ADr, pSys) langsam (vÖ2) offen offen pSt < pgeo vÖ2 = f(ADr, ADr/ZDr, pSys) 4 Schließen schnell (vS1) offen zu pSt >> pgeo vS1 = f(ZDr, pSys) langsam (vS2) offen offen pSt > pgeo vS2 = f(ADr, ADr/ZDr, pSys) Tabelle 1 Table 1 below exemplifies possible operating states 1 to 4 of the injector 1 or a fuel injection device having this as a function of the valve positions of the valves 12 and 15 ie during injections. In the table v denotes a speed of the nozzle needle 3 , Condition nozzle property Valve V inlet Valve V drain Condition p St , p geo Main influence / dependence 1 cLOSED closed open to p St = p Sys> p geo flushing open open p St > p geo p Sys.2 / 2-way <start pressure p Sys.Double PV ≠ f (start pressure) 2 open none. Tax class. to open p St = p leak control leakage open open p St <p geo f (ADr, ZDr) 3 to open fast (v Ö1 ) to open p St << p geo v Ö1 = f (ADr, p Sys ) slowly (v Ö2 ) open open p St <p geo v Ö2 = f (ADR, ADR / ZDR, p Sys) 4 Shut down fast (v S1 ) open to p St >> p geo v S1 = f (ZDr, p Sys ) slow (v S2 ) open open p St > p geo v S2 = f (ADr, ADr / ZDr, p Sys ) Table 1

Die nachfolgende Tabelle 2 veranschaulicht weiterhin einen Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit der Düsennadel 3 bei einem Öffnen oder Schließen des Düsenventils 4, welche gemäß Tabelle 1 je über das erste 12 und zweite 15 2/2-Wegeventil einstellbar ist (schnell/langsam), und einer je damit eingestellten Kennlinie A, B, C (siehe daneben 2a) bzw. einem Einspritzratenverlauf A1, B1, C1 (s. daneben 2b). Kennlinie Düsennadel Öffnen Düsennadel Schließen Steil vÖ1 (schnell) vS2 (langsam) mittel (1) vÖ1 (schnell) vS1 (schnell) mittel (2) vÖ2 (langsam) vS2 (langsam) flach vÖ2 (langsam) vS1 (schnell) Tabelle 2 Table 2 below further illustrates a relationship between the speed of the nozzle needle 3 when opening or closing the nozzle valve 4 which according to Table 1 each over the first 12 and second 15 2/2-way valve is adjustable (fast / slow), and one with each set characteristic A, B, C (see next 2a ) or an injection rate profile A1, B1, C1 (see next to it) 2 B ). curve Open the nozzle needle Close the nozzle needle Steep v Ö1 (fast) v S2 (slow) medium (1) v Ö1 (fast) v S1 (fast) medium (2) v Ö2 (slow) v S2 (slow) flat v Ö2 (slow) v S1 (fast) Table 2

Im Einspritzratenverlauf gemäß 2b, dargestellt als Volumenstromänderung V über der Zeit t, entspricht hierbei eine steile Flanke einem schnellen Düsennadel-Öffnen bzw. -Schließen, eine flache Flanke einem relativ dazu langsamen Düsennadel-Öffnen bzw. Schließen. Mittels des ersten 12 und zweiten 15 2/2-Wegeventils des Injektors 1 sind ersichtlich verschiedene Fördermengen-Kennlinien(auslegungen) A, B, C, dargestellt je als gefördertes (Kraftstoff-)Volumen V über der Zeit t in 2a, für den Injektorbetrieb einstellbar. Die Kennlinie A in 2a korrespondiert hierbei mit der steilen Kennlinie gemäß Tabelle 2, die Kennlinie B mit einer mittleren Kennlinie (1) oder (2) gemäß Tabelle 2 und die Kennlinie C mit der flachen Kennlinie gemäß Tabelle 2. In the injection rate according to 2 B , represented as a volume flow change V over time t, corresponds here to a steep flank to a fast nozzle needle opening or closing, a flat flank to a nozzle needle opening or closing that is slow relative thereto. By means of the first 12 and second 15 2/2-way valve of the injector 1 are apparent different flow characteristics (interpretations) A, B, C, each represented as a delivered (fuel) volume V over the time t in 2a , adjustable for injector operation. The characteristic A in 2a Corresponds here to the steep characteristic curve according to Table 2, the characteristic curve B with a mean characteristic curve (1) or (2) according to Table 2 and the characteristic curve C with the flat characteristic curve according to Table 2.

Mit dem Injektor 1 ist es daneben auch ermöglicht, innerhalb der Kennlinienspreizung steil (A) und flach (C), s. a. 2a, beliebige weitere Kennlinien (B) für einen Betrieb des Injektors 1 darzustellen bzw. zwischen Kennlinien mittels einer geeigneten Ansteuerung der 2/2-Wegeventile 12 und 15 umzuschalten (d. h. je systemdruckunabhängig). Dieser Betrieb kann durch eine In-Situ-Kalibrierung geregelt werden.With the injector 1 it is also possible, within the characteristic curve steep (A) and flat (C), sa 2a , any other characteristic curves (B) for operation of the injector 1 represent or between characteristics by means of a suitable control of the 2/2-way valves 12 and 15 switch over (ie each system pressure independent). This operation can be controlled by an in-situ calibration.

3a zeigt nunmehr einen Injektor 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wobei die Ringraumanordnung 6 sowie der Injektorgehäusekörper 2 aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt sind. 3a now shows an injector 1 according to another preferred embodiment, wherein the annulus assembly 6 and the injector housing body 2 are not shown for reasons of simplification.

Im Unterschied zu dem vorstehend gemäß 1 beschriebenen Injektor 1 weist der Injektor 1 gemäß 3a einen ersten Strömungszweig 8 auf, welcher als Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum 7 gebildet ist. Daneben ist auch der zweite Strömungszweig 9 als Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum 7 bereitgestellt. Der Steuerraum 7 ist hierbei über einen Zulauf-Strömungskanal 18 mit einer Zulaufdrossel 14 (ZDr) anströmbar, welcher im Gegensatz zur vorstehenden Ausführungsform kein 2/2-Wegeventil aufweist.In contrast to the above according to 1 described injector 1 points the injector 1 according to 3a a first flow branch 8th on, which as a flow branch in communication with the control room 7 is formed. Next to it is also the second flow branch 9 as a flow branch in communication with the control room 7 provided. The control room 7 is here via an inlet flow channel 18 with an inlet throttle 14 (ZDr), which, in contrast to the above embodiment has no 2/2-way valve.

Ersichtlich sind die jeweiligen ersten 8 und zweiten 9 Strömungszweige je vom Steuerraum 7 zu je einem Niederdruckauslass bzw. Leckageauslass 16a bzw. 16b des Injektors 1 geführt, welcher mit einem Kraftstoffvorrat 11 verbindbar ist, d. h. zur Leckagerückführung, gestrichelt dargestellt. Im ersten Strömungszweig 8 ist ein erstes 2/2-Wegeventil 12 angeordnet, über welches der erste Strömungszweig 8 wahlfrei unterbrechbar ist, d. h. zwischen dem Steuerraum 7 und dem Auslass 16a. Zwischen dem Ventil 12 und dem Steuerraum 7 ist eine erste Ablaufdrossel 17a (ADr1) im ersten Strömungszweig 8 angeordnet.The first ones are visible 8th and second 9 Flow branches each from the control room 7 to a low-pressure outlet or leakage outlet 16a respectively. 16b of the injector 1 led, which with a fuel supply 11 is connectable, ie for leakage return, shown in dashed lines. In the first flow branch 8th is a first 2/2-way valve 12 arranged over which the first flow branch 8th is optionally interruptible, ie between the control room 7 and the outlet 16a , Between the valve 12 and the control room 7 is a first outlet throttle 17a (ADr1) in the first flow branch 8th arranged.

Im zweiten Strömungszweig 9 ist ein zweites 2/2-Wegeventil 15 angeordnet, über welches der zweite Strömungszweig 9 wahlfrei unterbrechbar ist, d. h. zwischen dem Steuerraum 7 und dem Auslass 16b. Zwischen dem Ventil 15 und dem Steuerraum 7 ist weiterhin eine zweite Ablaufdrossel 17b (ADr2) im zweiten Strömungszweig 9 angeordnet.In the second flow branch 9 is a second 2/2-way valve 15 arranged over which the second flow branch 9 is optionally interruptible, ie between the control room 7 and the outlet 16b , Between the valve 15 and the control room 7 is still a second outlet throttle 17b (ADr2) in the second flow branch 9 arranged.

Angemerkt sei hierbei, dass der erste 8 und zweite 9 Strömungszweig alternativ an einen einzigen Auslass 16 zusammengeführt sein können, z. B. auch über einen gemeinsamen Zweigabschnitt stromaufwärts der Drosseln 17a und 17b mit dem Steuerraum 7 kommunizieren können.It should be noted that the first 8th and second 9 Flow branch alternatively to a single outlet 16 may be merged, for. B. also via a common branch section upstream of the throttles 17a and 17b with the control room 7 to be able to communicate.

Mittels des Injektors 1 gemäß 3a ist es ebenfalls vorteilhaft ermöglicht, bei einem Injektorbetrieb verschiedene Fördermengen-Kennlinien je systemdruckunabhängig einstellen zu können. Wahlweise kann der erste Strömungszweig 8 mit der ersten Ablaufdrossel 17a bzw. deren erstem Drosselquerschnitt über das erste 2/2-Wegeventil 12 freigegeben werden, der zweite Strömungszweig 9 mit der zweiten Ablaufdrossel 17b bzw. deren zweitem Drosselquerschnitt über das zweite 2/2-Wegeventil 15 oder beide Strömungszweige 8 bzw. 9 mit jeweiligen Drosselquerschnitten gemeinsam, i. e. zeitlich überlappend. Hierbei gilt: pSt,min = f(ADr, ZDr) >> pLeck.By means of the injector 1 according to 3a It is also advantageously possible to be able to set different delivery rate characteristics for each system pressure independently in an injector operation. Optionally, the first flow branch 8th with the first outlet throttle 17a or the first throttle cross section via the first 2/2-way valve 12 be released, the second flow branch 9 with the second outlet throttle 17b or the second throttle cross section via the second 2/2-way valve 15 or both flow branches 8th respectively. 9 with respective throttle cross sections together, ie temporally overlapping. Where: p St, min = f (ADr, ZDr) >> p leak .

Die 3b und 3c zeigen je eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Injektors 1, wobei der erste Strömungszweig 8 je wie vor bei 3a ebenfalls als Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum 7 ausgebildet ist. Im Unterschied zu vorstehend beschriebener Ausführungsform gem. 3a ist der zweite Ablaufzweig 9 hierbei als Bypass im Ablauf ausgeführt. Aus Vereinfachungsgründen sind der jeweilige Ringraum 6 an der Düsennadel 3 sowie das Injektorgehäuse 2 wiederum nicht dargestellt.The 3b and 3c each show a further preferred embodiment of the injector 1 , wherein the first flow branch 8th ever before at 3a also as a flow branch in communication with the control room 7 is trained. In contrast to the embodiment described above. 3a is the second flow branch 9 hereby executed as a bypass in the process. For reasons of simplification, the respective annular space 6 at the nozzle needle 3 as well as the injector housing 2 again not shown.

Bei dem Injektor 1 gemäß 3b ist der Steuerraum 7 wie vor über einen Zulauf-Strömungskanal 18 mit einer Zulaufdrossel 14 (ZDr) anströmbar, welcher Strömungskanal 18 ohne 2/2-Wegeventil gebildet ist.At the injector 1 according to 3b is the control room 7 as before via an inlet flow channel 18 with an inlet throttle 14 (ZDr) can flow against, which flow channel 18 without 2/2-way valve is formed.

Ersichtlich ist der erste Strömungszweig 8, welcher mit dem Steuerraum 7 (über seinen Einlass bzw. einlassseitig) kommuniziert, vom Steuerraum 7 wiederum zu einem Niederdruckauslass bzw. Leckageauslass 16 des Injektors 1 geführt, welcher mit einem Kraftstoffvorrat 11 verbindbar ist, d. h. zur Leckagerückführung, gestrichelt dargestellt. Im ersten Strömungszweig 8 ist das erste 2/2-Wegeventil 12 als Hauptventil angeordnet, über welches der erste Strömungszweig 8 wahlfrei unterbrechbar ist, d. h. zwischen dem Steuerraum 7 und dem Auslass 16. Zwischen dem Ventil 12 und dem Steuerraum 7 ist eine erste Ablaufdrossel 17a (ADr1) im ersten Strömungszweig 8 angeordnet.Visible is the first flow branch 8th which with the control room 7 (via its inlet or inlet side) communicates from the control room 7 turn to a low pressure outlet or leakage outlet 16 of the injector 1 led, which with a fuel supply 11 is connectable, ie for leakage return, shown in dashed lines. In the first flow branch 8th is the first 2/2-way valve 12 arranged as a main valve, via which the first flow branch 8th is optionally interruptible, ie between the control room 7 and the outlet 16 , Between the valve 12 and the control room 7 is a first outlet throttle 17a (ADr1) in the first flow branch 8th arranged.

Der zweite Strömungszweig bzw. Ablaufströmungszweig 9, welcher (über seinen Einlass bzw. einlassseitig) ebenfalls mit dem Steuerraum 7 kommuniziert, ist als Bypass um die erste Ablaufdrossel 17a herumführend ausgebildet und mündet stromabwärts derselben und stromaufwärts des ersten Wegeventils 12 in den ersten Strömungszweig 8 ein. Hierbei ist im zweiten Strömungszweig 8 das zweite 2/2-Wegeventil als Nebenstromventil angeordnet, d. h. zwischen dem Steuerraum 7 und der Einmündung in den ersten Strömungszweig 8. Über das zweite 2/2-Wegeventil 15 ist der zweite Strömungszweig 9 wahlfrei unterbrechbar. Im zweiten Strömungszweig 9 ist weiterhin eine zweite Ablaufdrossel 17b (ADr2) angeordnet, i. e. zwischen dem zweiten 2/2-Wegeventil und der Einmündung.The second flow branch or outflow branch 9 , which (via its inlet or inlet side) also with the control room 7 communicates is as a bypass to the first outlet throttle 17a formed circumferentially and opens downstream thereof and upstream of the first directional control valve 12 in the first flow branch 8th one. Here, in the second flow branch 8th the second 2/2-way valve arranged as a bypass valve, ie between the control room 7 and the confluence with the first flow branch 8th , About the second 2/2-way valve 15 is the second flow branch 9 optionally interruptible. In the second flow branch 9 is still a second outlet throttle 17b (ADr2), ie between the second 2/2-way valve and the junction.

Angemerkt sei auch hierbei, dass der erste 8 und zweite 9 Strömungszweig alternativ über einen gemeinsamen Zweigabschnitt stromaufwärts der Drosseln 17a, 17b mit dem Steuerraum 7 kommunizieren können.It should also be noted that the first 8th and second 9 Flow branch alternatively via a common branch section upstream of the throttles 17a . 17b with the control room 7 to be able to communicate.

Bei dieser Ausführungsform steuert das erste Pilotventil 12 den Ablauf, i. e. über die Ablaufdrossel 1. Das zuschaltbare zweite Pilotventil 15 kann hierbei den Ablaufquerschnitt vergrößern. Hierbei gilt allgemein: pst,min = f(ADr, ZDr) >> PLeck. Das zweite Pilotventil 15 kann vorteilhaft als druckentlastetes Ventil ausgeführt sein.In this embodiment, the first pilot valve controls 12 the drain, ie via the outlet throttle 1 , The switchable second pilot valve 15 can increase the flow area here. In general, p st, min = f (ADr, ZDr) >> P leak . The second pilot valve 15 can be advantageously designed as a pressure-relieved valve.

Mittels des Injektors 1 gemäß 3b ist es ebenfalls vorteilhaft ermöglicht, bei einem Injektorbetrieb zwischen verschiedenen Fördermengen-Kennlinien(auslegungen) A, B, C schalten zu können, i. e. je systemdruckunabhängig. Der zweite Strömungszweig 9 ist jedoch hinsichtlich seiner Durchströmbarkeit von der Stellung des ersten 2/2-Wegeventils 12 abhängig.By means of the injector 1 according to 3b It is also possible advantageous to be able to switch between different flow characteristics (designs) A, B, C in an injector operation, ie each system pressure independent. The second flow branch 9 However, in terms of its flow through the position of the first 2/2-way valve 12 dependent.

3c zeigt einen Injektor 1, bei welchem der Steuerraum 7 wie vor über einen Zulauf-Strömungskanal 18 mit einer Zulaufdrossel 14 (ZDr) anströmbar ist, welcher jedoch wiederum ohne 2/2-Wegeventil gebildet ist. 3c shows an injector 1 in which the control room 7 as before via an inlet flow channel 18 with an inlet throttle 14 (ZDr) can be flowed on, which in turn is formed without a 2/2-way valve.

Ersichtlich ist der erste Strömungszweig 8 vom Steuerraum 7 wiederum zu einem Niederdruckauslass bzw. Leckageauslass 16 des Injektors 1 geführt, welcher mit einem Kraftstoffvorrat 11 verbindbar ist, d. h. zur Leckagerückführung, gestrichelt dargestellt. Im ersten Strömungszweig 8 ist das erste 2/2-Wegeventil 12 als Hauptstromventil angeordnet, über welches der erste Strömungszweig 8 wahlfrei unterbrechbar ist, d. h. zwischen dem Steuerraum 7 und dem Auslass 16. Zwischen dem Ventil 12 und dem Steuerraum 7 ist hierbei eine erste, optional bereitgestellte Ablaufdrossel 17a (ADr1) angeordnet. Eine zweite Ablaufdrossel 17b (ADr2) im ersten Strömungszweig 8 ist stromabwärts des als Hauptventil ausgeführten ersten 2/2-Wegeventils 12 zwischen demselben und dem Auslass 16 angeordnet.Visible is the first flow branch 8th from the control room 7 turn to a low pressure outlet or leakage outlet 16 of the injector 1 led, which with a fuel supply 11 is connectable, ie for leakage return, shown in dashed lines. In the first flow branch 8th is the first 2/2-way valve 12 arranged as a main flow valve, via which the first flow branch 8th is optionally interruptible, ie between the control room 7 and the outlet 16 , Between the valve 12 and the control room 7 Here is a first, optionally provided drain throttle 17a (ADr1) arranged. A second outlet throttle 17b (ADr2) in the first flow branch 8th is downstream of the first 2/2-way valve designed as a main valve 12 between it and the outlet 16 arranged.

Der zweite Strömungszweig bzw. Ablaufströmungszweig 9 kommuniziert bei dieser Ausführungsform einlassseitig mit dem ersten Strömungszweig 8, wobei der zweite Strömungszweig 9 vom ersten Strömungszweig 8 zwischen dem ersten Ventil 12 und der zweiten Ablaufdrossel 17b abzweigt. Der zweite Strömungszweig 9 ist hierbei als Bypass um die zweite Ablaufdrossel 17b herumgeführt und mündet stromabwärts derselben wieder in den ersten Strömungszweig 8 ein. Das zweite 2/2-Wegeventil 15 ist wie vor als Nebenstromventil im zweiten Strömungszweig 9 angeordnet, d. h. zwischen der Abzweigung und der Einmündung. Über das zweite 2/2-Wegeventil ist der zweite Strömungszweig 9 wahlfrei unterbrechbar. Im zweiten Strömungszweig 9 ist weiterhin eine dritte Ablaufdrossel 17c (ADr3) angeordnet, i. e. zwischen dem zweiten 2/2-Wegeventil 15 und der Abzweigung.The second flow branch or outflow branch 9 communicates in this embodiment on the inlet side with the first flow branch 8th , wherein the second flow branch 9 from the first flow branch 8th between the first valve 12 and the second outlet throttle 17b branches. The second flow branch 9 is here as a bypass to the second outlet throttle 17b led around and flows downstream of the same back into the first flow branch 8th one. The second 2/2-way valve 15 is as before as a bypass valve in the second flow branch 9 arranged, ie between the junction and the junction. About the second 2/2-way valve is the second flow branch 9 optionally interruptible. In the second flow branch 9 is still a third outlet throttle 17c (ADr3), ie between the second 2/2-way valve 15 and the turnoff.

Auch bei dieser Ausführungsform steuert das erste Pilotventil 12 den Ablauf, i. e. über die Ablaufdrossel 2. Das zuschaltbare zweite Pilotventil 15 kann hierbei den Ablaufquerschnitt vergrößern. Hierbei gilt allgemein wiederum: pst,min = f(ADr, ZDr) >> pLeck. Das zweite Pilotventil 15 kann vorteilhaft als druckentlastetes Ventil ausgeführt sein, welches in Einspritzpausen drucklos sein kann.Also in this embodiment, the first pilot valve controls 12 the drain, ie via the outlet throttle 2 , The switchable second pilot valve 15 can increase the flow area here. Here again, in general, p st, min = f (ADr, ZDr) >> p leak . The second pilot valve 15 can be advantageously designed as a pressure relief valve, which can be depressurized during injection pauses.

Mittels des Injektors 1 gemäß 3c ist es ebenfalls vorteilhaft ermöglicht, bei einem Injektorbetrieb zwischen verschiedenen Fördermengen-Kennlinien(auslegungen) A, B, C schalten zu können, i. e. je systemdruckunabhängig. Der zweite Strömungszweig 9 ist jedoch hinsichtlich seiner Durchströmbarkeit wiederum von der Stellung des ersten 2/2-Wegeventils 12 abhängig.By means of the injector 1 according to 3c It is also possible advantageous to be able to switch between different flow characteristics (designs) A, B, C in an injector operation, ie each system pressure independent. The second flow branch 9 However, in terms of its flow through again from the position of the first 2/2-way valve 12 dependent.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Injektorinjector
22
Gehäuse 1 casing 1
33
Düsennadelnozzle needle
3a3a
düsenfernes Ende 3 nozzle-far end 3
44
Düsenventilnozzle valve
55
DüsennadelsitzNozzle needle seat
66
Druckraumpressure chamber
77
Steuerraumcontrol room
88th
erster Strömungszweigfirst flow branch
99
zweiter Strömungszweigsecond flow branch
1010
Hülsenkörpersleeve body
1111
Behältniscontainer
1212
erstes 2/2-Wegeventilfirst 2/2-way valve
1313
Hochdruck-AnschlussHP port
1414
Zulauf-DrosselInlet throttle
1515
zweites 2/2-Wegeventilsecond 2/2-way valve
16, 16a, 16b16, 16a, 16b
Niederdruck-AnschlussLow pressure port
17, 17a, b, c17, 17a, b, c
Ablauf-DrosselOutlet throttle
1818
Zulauf-StrömungskanalInlet flow channel
A, B, CA, B, C
Fördermengen-KennlinieDischarge curves
A1, B1, C1A1, B1, C1
EinspritzratenverlaufInjection rate course
NDND
Niederdrucklow pressure
HDHD
Hochdruckhigh pressure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Injektor (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, wobei der Injektor (1) einen Steuerraum (7) aufweist, über welchen die Hubstellung einer Düsennadel (3) eines Düsenventils (4) des Injektors (1) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (1) ein erstes 2/2-Wegeventil (12), insbesondere Pilotventil, umfasst, mittels welchem ein erster Strömungszweig (8) in Kommunikation mit dem Steuerraum (7) wahlfrei unterbrechbar ist und ein zweites 2/2-Wegeventil (15), insbesondere Pilotventil, mittels welchem ein zweiter Strömungszweig (9) im Ablauf wahlfrei unterbrechbar ist.Injector ( 1 ) for a fuel injection device, wherein the injector ( 1 ) a control room ( 7 ), via which the stroke position of a nozzle needle ( 3 ) of a nozzle valve ( 4 ) of the injector ( 1 ) is controllable, characterized in that the injector ( 1 ) a first 2/2-way valve ( 12 ), in particular pilot valve, comprises, by means of which a first flow branch ( 8th ) in communication with the control room ( 7 ) is optionally interruptible and a second 2/2-way valve ( 15 ), in particular pilot valve, by means of which a second flow branch ( 9 ) is optionally interruptible in the process. Injektor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungszweig (8) ein Zulaufzweig oder ein Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum (7) ist.Injector ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the first flow branch ( 8th ) an inflow branch or a flow branch in communication with the control room ( 7 ). Injektor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungszweig (9) als Ablaufzweig in Kommunikation mit dem Steuerraum (7) bereitgestellt ist.Injector ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second flow branch ( 9 ) as a flow branch in communication with the control room ( 7 ). Injektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungszweig (9) als Bypasszweig gebildet ist, insbesondere um eine Ablaufdrossel (17a; 17b) im ersten Strömungszweig (8) geführt ist, wobei der Bypasszweig (9) insbesondere eine weitere Ablaufdrossel (17b; 17c) aufweist.Injector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second flow branch ( 9 ) is formed as a bypass branch, in particular around an outlet throttle ( 17a ; 17b ) in the first flow branch ( 8th ), wherein the bypass branch ( 9 ), in particular a further outlet throttle ( 17b ; 17c ) having. Injektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Strömungszweig (8) als auch der zweite Strömungszweig (9) je mindestens eine Drossel (14, 17; 17a, 17b; 17a, 17b, 17c) aufweisen.Injector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that both the first flow branch ( 8th ) as well as the second flow branch ( 9 ) at least one throttle ( 14 . 17 ; 17a . 17b ; 17a . 17b . 17c ) exhibit. Injektor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (1) gemäß einer ersten Fördermengen-Kennlinie (A, B, C) betreibbar ist und auf einen Betrieb gemäß wenigstens einer zweiten Fördermengen-Kennlinie (A, B, C) mittels der 2/2-Wegeventile (12, 15) umschaltbar ist, insbesondere unter gleichem Systemdruck.Injector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the injector ( 1 ) is operable according to a first flow rate characteristic (A, B, C) and to an operation according to at least one second flow rate characteristic (A, B, C) by means of the 2/2-way valves ( 12 . 15 ) is switchable, in particular under the same system pressure. Kraftstoffeinspritzeinrichtung, gekennzeichnet durch einen Injektor (1) oder eine Mehrzahl von Injektoren (1) je nach einem der Ansprüche 1 bis 6.Fuel injection device, characterized by an injector ( 1 ) or a plurality of injectors ( 1 ) according to any one of claims 1 to 6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Ansteuerung der 2/2-Wegeventile (12, 15) eines jeweiligen Injektors (1) korrespondierend mit einer Mehrzahl von je systemdruckunabhängig einstellbaren Injektor-Fördermengen-Kennlinien (A, B, C) ausgebildet ist.Fuel injection device according to claim 7, characterized in that the fuel injection device for controlling the 2/2-way valves ( 12 . 15 ) of a respective injector ( 1 ) Is formed corresponding to a plurality of each system pressure independently adjustable injector flow characteristics (A, B, C). Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung bereitgestellt ist, während eines Einspritzereignisses und/oder zwischen zwei Einspritzereignissen von einer ersten auf eine weitere Kennlinienauslegung des jeweiligen Injektors (1) mittels dessen 2/2-Wegeventile (12, 15) umzuschalten.Fuel injection device according to claim 7 or 8, characterized in that the fuel injection device is provided during an injection event and / or between two injection events from a first to a further characteristic design of the respective injector ( 1 ) by means of its 2/2-way valves ( 12 . 15 ) switch. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgebildet ist, über ein Schalten der 2/2-Wegeventile (12, 15) eines Injektors (1) eine systemdruckunabhängig variable Einstellung der Flankensteilheit des Einspritzratenverlaufs eines jeweiligen Einspritzereignisses zu ermöglichen.Fuel injection device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the fuel injection device is formed, via a switching of the 2/2-way valves ( 12 . 15 ) of an injector ( 1 ) to allow a system pressure independent variable adjustment of the slope of the injection rate curve of a respective injection event. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgestaltet ist, innerhalb eines Einspritzereignisses, insbesondere bei einem Öffnungs- oder Schließvorgang des Düsenventils (4), das erste (12) und/oder zweite (15) 2/2-Wegeventil eines Injektors (1) über zumindest einen Teil der jeweiligen Vorgangsdauer in die weitere Stellung zu schalten, insbesondere je auch intermittierend.Fuel injection device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the fuel injection device is designed, within an injection event, in particular during an opening or closing operation of the nozzle valve ( 4 ), the first ( 12 ) and / or second ( 15 ) 2/2-way valve of an injector ( 1 ) to switch over at least part of the respective operation period in the further position, in particular also intermittently. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 mit einem Injektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 sowie 5 und 6, wobei der erste Strömungszweig (8) ein Zulaufzweig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzeinrichtung für einen Zustand des Injektors (1), in welchem das Düsenventil (4) geschlossen ist, eine Betriebsart definiert, in welcher der Steuerraum (7) durch zeitgleiches Öffnen des ersten (12) und zweiten Wegeventils (15) über den ersten Strömungszweig (8) und den zweiten Strömungszweig (9) durchspülbar ist.Fuel injection device according to one of claims 7 to 11 with an injector ( 1 ) according to one of claims 1 to 3 and 5 and 6, wherein the first flow branch ( 8th ) is a feed branch, characterized in that the fuel injection device for a state of the injector ( 1 ), in which the nozzle valve ( 4 ), defines a mode in which the control room ( 7 ) by the same time Opening the first ( 12 ) and second way valve ( 15 ) over the first flow branch ( 8th ) and the second flow branch ( 9 ) is rinsed.
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