DE102013009378A1

DE102013009378A1 - Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs und zur optionalen Nutzung innerhalb der Vorrichtung zur Speicherung und Verwendung von Bremsenergie

Info

Publication number: DE102013009378A1
Application number: DE102013009378.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren, vorzugsweise Dieselmotoren, die in Fahrzeugen, Maschinen und Geräten eingesetzt werden. Sie betrifft aber auch diese Fahrzeuge, Maschinen und Geräte selbst, weil für diese hydraulische Erfindungslösungen integrierbar sind, die optional auch Kombinationen mit den erfindungsgemäßen Lösungen für das vorzugsweise Diesel-Einspritzsystem erlauben, um somit vorteilhaft Kraftstoffeinsparungen zu ermöglichen. Zudem wird für das Einspritzsystem unter anderem auch eine Herabsenkung bezüglich dessen Anforderungen an die Höchstdrücke der Druck-Pumpen bei vorzugsweise gleichzeitiger Erhöhung der Einspritzdrücke erreicht. Für die Umsetzung werden beispielsweise zuschaltbare Druckspeicher mit Druckübersetzer/Druckuntersetzer in der Fahrzeughydraulik eingesetzt, die auch gleichzeitig mit unterschiedlichen Druckmedien arbeiten und die Fahrzeughydraulik zudem optional mit der Einspritzvorrichtung zusammen arbeitet. Die Einspritzvorrichtung arbeitet vorzugsweise mit einem Druckübersetzer, der hydraulisch zurückgestellt wird, wobei auch die Anfangs- und/oder Endbewegung des Druckübersetzers beeinflussbar sind. Spezielle Schaltungen der Einspritzdüse sind vorgesehen, wobei auch ein oder mehrere Schaltventile für die Einspritzdüse und/oder den Druckübersetzer einsetzbar sind und auch das Einspritzsystem mit unterschiedliche Druckmedien, sowie Entlüftungskonzepten und/oder Kühlkreisläufen auslegbar ist. Eine multifunktionale Drucksperre erlaubt dabei optimale Bauraumausnutzung. Eine Zwischenhülse der Einspritzdüse erlaubt beste Einspritzperformance bei bester Druckfestigkeit.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren, vorzugsweise Dieselmotoren, die in Fahrzeugen, Maschinen und Geräten eingesetzt werden. Sie betrifft aber auch diese Fahrzeuge, Maschinen und Geräte selbst, weil die Erfindungslösungen ebenfalls Auswirkungen, Vorteile, neue Anwendungen, neue Lösungen, usw. für diese Fahrzeuge, Maschinen und Geräte bieten, auch wenn die Erfindungslösungen für das Dieseleinspritzsystem auch solo für dieses genutzt werden könnten und nur dort zum Einsatz kommen können. Auch können Erfindungslösungen beispielsweise für das Einspritzsystem aufgrund ähnlicher Komponenten im Ölhydraulikbereich auch dort Verwendung finden und deren Vorteile dort genutzt werden.
Stand der Technik
Vorrichtungen zur Einspritzung eines Kraftstoffs sind hinlänglich bekannt. Sie werden im Bereich der Dieseleinspritzsysteme hauptsächlich unter Commonrailsysteme, Pumpe-Düse-Systeme, Verteilereinspritzpumpe, usw. verwendet. Größtenteils im PKW-Bereich werden neben Diesel auch anderen Kraftstoffe (Benzin, Gas...) verwendet, deren Einspritzsysteme vor allem mit wesentlich niedrigeren Drücken arbeiten. Neue, regenerative Kraftstoffe werden zum Teil auch integriert. Bezüglich der Energiespeichersysteme in Fahrzeugen, Anlagen, usw. sind unter anderem unter den Begriffen Hydraulikhybrid, Elektrohybrid, Druckspeicher-Systeme, usw. geführt. Die Energiespeicherung dient vor allem der Nutzung von Bremsenergie. Zur Kraftstoffeinsparung sind auch Motorabschaltung und spezielle Kupplungssysteme auf dem Markt, die ebenfalls zur Kraftstoffeinsparung dienen. Zudem gibt es Lösungen, die die Topographie des Straßennetzes für den Betrieb der Fahrzeuge berücksichtigen, um so Kraftstoff einzusparen. Ähnlich dazu gibt es die Fahrzeugerkennung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung.
Die oben beschriebenen Systeme... stehen unter gewissem Konkurrenz- und Kostendruck, weshalb teilweise Möglichkeiten zur Kraftstoffeinsparung entfallen müssen. Auch fehlen bei vielen Systemen umsetzbare Lösungen für zuverlässigen Betrieb bei den gestellten Anforderungen an Performance, Sicherheit, Langlebigkeit, ...
Bei der Dieseleinspritztechnik sind insbesondere die Commonrailsysteme aufgrund des permanenten Hochdrucks anfällig für Bauteilausfälle, Wirkungsgradverluste, Kraftstoff-Veränderungen (aufgrund von Wärmeeinfluss), Dichtheitsproblemen, Kostenexplosion für Abhilfemaßnahmen, Erreichung von Grenzen bezüglich Einspritzdruck, Erreichung von maximalen Leistungen für die Steuergeräte und so weiter. Teilweise wurde deshalb versucht über Druckübersetzersysteme weite Teile des Systems mit niedrigerem Druck zu betreiben, jedoch sind diese Systeme oft sehr aufwendig und haben Nachteile bezüglich der Einspritzperformance (zum Beispiel angelagerten Nacheinspritzung), Wirkungsgradverluste, Steuerungsprobleme, Grenzen für Steuergeräte usw.
Die DE 100 63 545 , DE 10 2005 055 451 , DE 10 2005 059 785 , DE 10 2011 000 872 , DE 10 2008 040 342 zeigen beispielhaft druckübersetzte Einspritzsysteme aus dem heutigen Stand der Technik. Dort sind die Druckübersetzer unterschiedlich ausgebildet, jedoch erfolgt die Rückstellung des oder der Kolben nach Aktivität über eine oder mehrere Federn, was den Nachteil hat, dass die Rückstellung entsprechend lange dauert und/oder der Durchflussquerschnitt an dem Ventil, was für die Rückbefüllung zuständig ist sowie an dem notwendigen Rückschlagventil entsprechend groß sein muss, weil der Sogeffekt durch die Federkraft relativ gering ist. Sehr starke Federn hemmen den aktivierten Druckverstärker und senken somit den Maximaldruck. Zudem verschlechtert sich der Wirkungsgrad des Druckverstärkers insgesamt. Es gibt Ansätze die Rückstellung der Kolben des Druckverstärkers hydraulisch zu ermöglichen, wobei dann ein zusätzlicher, größerer Kolben axial über oder unter dem Druckverstärker vorgesehen wird, dessen hydraulische Kraft größer ist als die hydraulische Kraft der oder des Druckverstärkerkolben und somit letzterer über ein starre Verbindung zurückgeschoben wird. Dies wäre sehr aufwendig und teuer und verbraucht zudem axialen Bauraum, was sehr nachteilig wäre, weshalb sich solche Ansätze nicht durchsetzen konnten. Die am Markt üblichen Druckübersetzer arbeiten deshalb zum Rückstellen der Druckverstärker-Kolben mit druckausgeglichenen Druckübersetzern, bei denen zur Rückstellung alle daran beteiligten Druckräume mit demselben Druck und Druckmedium (Diesel bei Dieseleinspritzsystemen) beaufschlagt werden, und somit über die Federkraft oder -kräfte die Rückstellung erfolgt.
Die Druckverstärker haben allgemein den Nachteil, dass die Drucksteigerung sehr plötzlich statt findet, was man versucht hat zu korrigieren, in dem das Entleerungventil für den Steuerraum des Druckverstärkers langsam öffnet, um somit den Druckabfall im Steuerraum langsam stattfinden zu lassen. Hier ist ein wesentlicher Nachteil, dass dies dann für eine angelagerte Nacheinspritzung ebenfalls langsam stattfindet, obwohl man hier möglichst schnell den vollen Einspritzdruck nach der Haupteinspritzung zur zweiten Verbrennung benötigt. Bei Verwendung von 3/2-Ventilen, die den Zulauf zum Druckverstärker steuern, während der ursprüngliche Steuerraum möglichst drucklos ist, ist das Thema ähnlich, jedoch kommt hier hinzu, dass ein langsames Ventil dann Wirkungsgradverluste in sich hat, da es zu einem Kurzschluss von Rücklauf und Zulauf kommt, solange das Ventil in Bewegung ist. Solche Ventile bzw. Ansteuerungen haben keinen Erfolg gehabt, auch weil sie zudem zeitlich verzögert den Druckverstärker auslösen, der Druckanstieg dann aber auch wie bei den anderen Konzepten sehr steil ist oder anders ausgedrückt, plötzlich stattfindet, mit hohen Druckschwingungen. Bei den bisherigen Druckverstärkerkonzepten gibt es also wesentliche Nachteile, weshalb diese am Markt nur in veralteten Motorkonzepten vorkommen, währende hoch aufgeladene Motoren eine angelagerte Nacheinspritzung sozusagen zur Pflicht haben, um bessere Möglichkeiten zur Verbrauchsreduzierung und Emissionsminderung zu haben.
Auch hat insbesondere das Unternehmen Caterpillar versucht druckübersetzte Dieseleinspritzsysteme zu entwickeln, bei denen der Druckübersetzer mit Hydrauliköl betrieben wird. Zum Beispiel bei einem Bagger würde so das bestehende Hydrauliksystem für den ganzen oder teilweisen Betrieb des Einspritzsystems nutzbar sein, was dann Vorteile bzgl. Effizienz, Kosten, Bauteilaufwand, Ressourcenschonung... hätte. Hier liegen aber teilweise Mängel bei der Einspritzperformance vor und auch Probleme bei der Trennung der Medien. Das Hydrauliköl sollte beispielsweise nicht mit in den Brennraum gelangen, da dies eine saubere Verbrennung stört. Beispielhaft hierfür eine Patentanmeldung der Firma Navistar mit der Patentnummer US005143291 .
Die DE 10 2005 055 451 , DE 10 2005 059 785 , DE 10 2011 000 872 und die WO2012/113582 zeigen beispielsweise und teilweise Konzepte bei denen ein erstes Ventil den Steuerraum des Druckverstärker entleert, während ein zweites Ventil das erste Ventil ansteuert und bei manchen Konzepten auch für die Rückstellung bzw. Rückbefüllung des Druckverstärkers zuständig ist. Diese Ausführungsbeispiele haben teilweise Überschneidungen von Ansteuerung der Düse, des Druckverstärkers und der Ventile untereinander zu Folge, die nur durch andere Anordnungen oder Ventilschaltungen oder Ventilausführungen oder weitere Details oder einer Mischung aller genannten verbessert werden können, um hydraulische Einflüsse und Gegebenheiten günstiger zu gestalten. Auch ist den genannten Druckschriften oder anderen Stand der Technik das Ventil zum Steuern des Druckverstärkers stets als ein Ventil vorgesehen, welches in der Hauptsache eine Ventilnadel verwendet, die lediglich drei geometrische Parameter hat, die man zusammenfassen kann mit Führungsdurchmesser, Nadelsitzdurchmesser, und falls als 3/2-Ventil verwendet Durchmesser des zweiten Nadelsitzes bzw. des Schiebers, falls ein Schieber statt Sitz verwendet wird. Dies schränkt die Auslegungen zu sehr ein und bindet das Öffnungs- und Schließverhalten zu sehr an den Führungsdurchmesser der Ventilnadel, was insbesondere für die Auslegung des Nadelsitzdurchmessers problematisch sein kann, weil dieser dann Strömungsquerschnitte aufweist, die zu sehr drosseln und beispielsweise dann über einen größeren Nadelhub kompensiert werden, was wiederum nachteilig für Schaltzeiten aber auch für Überscheidungsverluste beim Schalten ist (bei Verwendung eines 3/2-Ventils ist der Kurzschluss zwischen Zulauf/Druckquelle und Rücklauf/Tank zwischen den Schaltpositionen zu lange vorhanden bzw. mit nachteiligem Effekt auf den Wirkungsgrad). Auch haben die großen Massen dieser Ventilnadeln Nachteil bezüglich Schnelligkeit, Nadelsitz-Verschleiß usw. In der WO2012/113582 werden weitere Nachteile der Denso-Patentanmeldungen geschildert.
Die DE 10 2005 060 655 und ... 656 zeigen Düsenkonzepte, die einen zentralen Zulauf haben. Nachteilig sind die hohen Schließkräfte, großen Massen und die großen Volumina, die zum Steuern der Düse notwendig sind. Die DE 50 2007 003 576 hat zwar die Möglichkeit die Schließkräfte gering zu halten, dafür bleibt aber die Problematik der großen Massen und Volumina. Zudem gibt es keine Zwischenhübe innerhalb der Düse, die eine einfache Lösung für Kleinstmengen (Voreinspritzung ...) bieten würde. Fertigungsnachteile aufgrund eines großen Durchmesserunterschiedes zwischen oberen und unteren Ventilnadel-Ende sind zudem auch vorhanden. Nachteilig ist auch, dass zwischen der oberen und unteren Führung Kraftstoff vorgesehen ist, der über die untere Führung bei geschlossener Einspritzdüse in den Brennraum gelangen kann und dort Emissionen... verschlechtert. Die Düsen im Stand der Technik haben jedoch besondere Vorteile durch den zentralen Zulauf und die hydraulisch dichtenden Führungen oben und unten, die beispielsweise darin liegen, dass ein Servoventil innerhalb der Düse somit integriert ist, dass die Druckfestigkeit maximal erreichbar ist, dass zusätzliche Spritzlöcher integriert werden können aufgrund des größeren Sitzdurchmessers und des noch größeren Durchmessers, auf dem die Spritzlöcher angeordnet sind, also strömungsmechanisch bessere Zuströmverhältnisse vorhanden sind und die Druckfestigkeit aufgrund des zentralen Zulaufes die höchstmöglichen sind im Vergleich zu anderen Düsenkonzepten. Außerdem sind die Dichtflächen entlastet. Es ist also lohnenswert diese Konzepte durch Verbesserungen marktreif zu machen.
Häufig wird in der am Markt üblichen Einspritzsysteme die Einspritzdüse über Zu- und Ablaufdrosseln und ein Ventil gesteuert, welches dann die permanenten Zulaufanbindung des Steuerraumes über die Drosseln mit dem Tank verbindet. Hier entstehen sehr hohe Wirkungsgradverluste des Einspritzsystems.
Bei der Nutzung der Bremskraft gibt es Nachteile bezüglich Gewicht, Kosten, Herstellbarkeit, etc. Dies betrifft sowohl die Elektrohybrid oder reinen Elektroantriebe als auch die Hydraulikhybride, bei denen Druckspeicher befüllt werden, deren Energie anschließend wieder für den Antrieb genutzt wird. Für PKW und größtenteils auch NKW gibt es hier zudem das Problem, dass ein separater Hydraulikkreis als zusätzliches System aus oben genannten Gründen oft ausscheidet. Es fehlt eine Gesamtlösung für das Fahrzeug, bei der der Hydraulikkreis für weitere Anwendungen genutzt wird, um somit Synergien und neue Vorteile zu schaffen.
Dem aufgezählten Stand der Technik und anderen Lösungen fehlen heute Gesamtkonzepte, aber auch Detailkonzepte, um Kraftstoffeinsparungen, aber auch Kosteneinsparungen, usw. zu ermöglichen, oder aber zum Beispiel die Einspritzperfomance oder die Einspritzdrücke zu steigern.
Im Ölhydraulikbereich fehlen Druckübersetzer, die eine schnelle Rückstellung der oder des Kolbens des Druckübersetzers ermöglichen und es fehlen weitere Hydraulikkomponenten, die es ermöglichen Fahrzeuge, Maschinen und Geräte mit mehreren Druckniveaus zu bedienen, um vor allem die Hydraulikpumpe mit niedrigeren Drücken zu betreiben und dann bei den Maximaldrücken weitere Spielräume zu haben. Ähnliches gilt für die Pneumatiksysteme.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Vorrichtungen, Fahrzeuge, Maschinen und Geräte der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass für diese Kraftstoffeinsparungen ermöglicht werden, die neben dem ökologischen Nutzen beispielsweise auch betriebswirtschaftliche/volkswirtschaftliche Vorteile haben, und für diese neue technische Möglichkeiten zu bieten, die unter anderem deren Gesamtperformance und/oder deren Einspritzsysteme verbessert, und die unter anderem auch eine Herabsenkung deren Anforderungen an die Höchstdrücke ihrer Druck-Pumpen bei vorzugsweise gleichzeitiger Erhöhung ihrer Maximaldrücke für deren dazugehörige Systeme zu ermöglichen.
Lösung und Ausführungsbeispiele
Ausgehend von Vorrichtungen der beschriebenen Art, wird die Aufgabe dadurch gelöst:

– Druckspeicherungskonzepte zur Bremsenergiespeicherung
– Verwertungskonzepte zur Nutzung der gespeicherten Bremsenergie
– Bereitstellung mehrer Druck- und/oder Fluidsysteme im Fahrzeug, Maschine, Gerät, usw.
– hydraulische Rückstellungskonzepte für Druckübersetzer
– Anordnungskonzepte für die Baugruppen druckübersetzter Einspritzsysteme
– Optimierungskonzepte für die Steuerventile von Einspritzsystemen
– Steuerungs-, Verzögerungs- und Dämpfungskonzepte für Druckübersetzer
– unterschiedliche Konzepte für die Anordnung der Steuerventile und Komponenten von Einspritzsystemen
– Einspritzdüsenkonzepte
– Entlüftungskonzepte für hydraulisch rückgestellte Druckübersetzer
– Kühlkonzepte für Einspritzinjektoren
– Konzepte zur Verwendung mehrerer Fluide im Einspritzinjektor, zusätzlich zum Kraftstoff
– Konzepte für die Druckbereitstellung innerhalb des Einspritzsystems und anderer Hydraulikkreise
– Konzepte für einen Einspritzinjektor mit mehreren Druckübersetzern
– Konzepte zur gleichzeitigen Nutzung von Druckübersetzern als direktes oder indirektes Steuerventil
– Ermöglichung von Niedrigdruck-Druckquellen für Einspritzinjektoren

1 zeigt als Ausführungsbeispiel ein druckübersetztes Einspritzsystem, ähnlich wie in der DE102011000872 gezeigt, wobei hier vorteilhaft die Druckspeicher 1 von der Einspritzpumpe 2 befüllt werden, um Bremsenergie zu speichern, wobei diese Energie dann später für das Einspritzsystem verfügbar ist, ohne dass die Einspritzpumpe 2 fördern muss. Die Druckspeicher 1 können vorteilhaft als Behälter 3 oder besser noch als Hydrospeicher 4 ausgeführt sein. In den Zeichnungen dieser Anmeldung sind beide Formen austauschbar, meist jedoch als Behälter 3 dargestellt. Der Antrieb 5 der Einspritzpumpe 2 kann beispielsweise über den Motor, das Getriebe oder den Fahrantrieb erfolgen, die nicht explizit dargestellt sind. Vorteilhaft ist es wenn das System über einen Druckübersetzer 6 verfügt, der dann die Einspritzdüse 7 mit Höchstdruck versorgt. Das erste Steuerventil 8 wird hier vorzugsweise über ein zweites Steuerventil 9 angesteuert, wobei letzteres vorzugsweise den Druckübersetzer 6 und die Einspritzdüse 7 zu Ende des Einspritzvorganges wiederbefüllt bzw. schließt.
2 zeigt dies erneut schematisch, wobei hier beispielsweise der Pumpenkreislauf über das Einspritzpumpen-Rückschlagventil 10 das Einspritzpumpen-Überdruckventil 11 und den Kraftstofftank 12 dargestellt ist, bei dem die Einspritzpumpe 2 aus dem Kraftstofftank 12 ansaugt, während das Einspritzpumpen-Überdruckventil 11 die Verbindung druckseitig freigibt, wenn der Druck das maximal zulässige Niveau überschreitet. Der schematisch dargestellte Einspritzinjektor 13 hat vorzugsweise einen Druckzulauf und einen Rücklauf zum Kraftstoff-Tank 12.
3 zeigt hier vorteilhaft einstellbare Komponenten im Vergleich zu 2. Außerdem ist beispielsweise eine Parallelschaltung eines Druckbegrenzungs-Ventiles und eines Rückschlag-Ventiles integriert, die vorteilhaft bewirkt, dass die unteren beiden Druckspeicher nur befüllt werden, wenn ein einstellbares Druckniveau überschritten wird, was bewirkt, dass das Einspritzsystem Priorität bei der Druckversorgung erhält.
4 ist wie 3 gehalten, jedoch sind hier vorteilhaft zwei Schaltelemente 14 dargestellt, deren Schaltfunktion frei wählbar ist, was bedeutet, dass die diese die Leitung 15 und Leitung 16 je nach Wahl freigeben, wobei jeweils eines für eine Strömungsrichtung zuständig ist. Natürlich können beide Schaltelemente 14 vorzugsweise auch zu einem Schaltelement zusammengefasst sein.
5 zeigt analog zu 4, dass die Schaltelemente beispielsweise als schaltbare Ventile die zur Druckbegrenzung oder Druckminderung dienen können.
6 zeigt als Beispiel analog zu 4 die Schaltelemente hier vorteilhaft als einstellbare Rückschlagventile.
7 zeigt als Beispiel eine vorteilhafte Druckspeicherung über den Druckspeicher 17 zwischen Einspritzpumpe und den Einspritz-Injektoren und zwei weitere Druckspeicher unterhalb des Druckbegrenzungsventil 18, welches vorzugsweise in beide Richtung elektrisch ansteuerbar ist und vorzugsweise gegen Federkraft die Leitung 19 freigibt, wenn der Druck hoch genug wird und eine Speicherung in den zusätzlichen beiden Speichern aufgrund von Kapazitätsüberschuss der Einspritzpumpe sinnvoll wird, zum Beispiel um Bremsenergie einzuspeisen. Anzahl der Druckspeicher in der gesamten 7 sind wie sonst auch in dieser Anmeldung frei wählbar. Beispielsweise kann die gespeicherte Energie auch hier vorteilhaft über das Rückschlagventil 20 dem Einspritzsystem zu Gute kommen, um notwendigen Kraftstoff bereitzustellen, statt die Pumpe antreiben zu müssen. Es kann vorzugsweise nur Kraftstoff fließen, wenn das Druckniveau der beiden Druckspeicher höher ist, als das Niveau bei dem anderen Druckspeicher bzw. im Einspritzsystem, anderenfalls müsste das Rückschlagventil 20 entfallen. Um nun die eingespeiste Energie in den beiden Druckspeichern weiter nutzen zu können, ist es vorteilhaft den Druckübersetzer 21 über vorzugsweise ein 4/3-Wegeventil 22 zu integrieren, wobei in der mittleren Schaltstellung beispielsweise alle Leitungen gesperrt sind, während in der linken und rechten Schaltstellung vorzugsweise die linke bzw. rechte Seite des großen Kolbens 23 mit Druck aus den beiden Druckspeichern versorgt wird, während die gegenüberliegende Seite des großen Kolbens 23 mit dem Tank verbunden wird, wodurch dann ein Kräfteungleichgewicht entsteht, welches wiederum zu einer Druckübersetzung an den beiden Kolben-Enden 24 mit kleinerem Durchmesser führt. Vorteilhaft sind dabei beispielsweise Rückschlagventile 25 vorgesehen, die die druckbeaufschlagte Seite vom Tank sperren, während die gegenüberliegende Seite mit dem Tank verbunden wird und hier Kraftstoff zur Befüllung nachfließen kann, ähnlich wie beim großen Kolben-Durchmesser. Der Kolben ist vorteilhaft einteilig ausgebildet. Der druckübersetzte Kraftstoff fließt vorzugsweise über das Wechselventil 26 in das Einspritzsystem und den Druckspeicher 17. Beim Wechseln der Schaltstellung des 4/3-Wegeventils 22 in die gegenüberliegende Schaltstellung passiert vorzugsweise das gleiche, lediglich spiegelverkehrt. Zum Beispiel kann je nach Übersetzungsverhältnis der Druck dabei in den beiden Druckspeichern wesentlich unter den notwendigen Einspritzdruck liegen, wobei der Einspritzdruck dabei ein Minimum und Maximum vorzugsweise nicht überschreitet und über die Einspritzdauer und Einspritzzeit die unterschiedlichen Drücke berücksichtigt werden, wobei ein nicht dargestellter Drucksensor dem nicht dargestellten Steuergerät die notwendige Information bereitstellt.
8 zeigt beispielsweise ein ähnliches Konzept wie 7, jedoch ist hier vorteilhaft ein zweiter Druckübersetzer integriert, um die Spannbreite des Einspritzdruckes zu reduzieren und/oder die Druckspeicher noch mehr entleeren zu können. Beispielsweise hat ein Druckübersetzer vorteilhaft einen dreiteiligen Kolben 27, wobei dann die beiden Kolben mit dem kleineren Durchmesser beispielsweise über Federn zurückgeschoben werden, um das Volumen davor neu zu befüllen. 8 hat vorzugsweise zwei Pumpensysteme, wobei das erste wie in 7 ein Kraftstoffsystem ist, wobei die Kraftstoffpumpe 28 über eine separate Leitung 29 mit den Einspritz-Injektoren verbunden ist, und über eine Druckbegrenzungsventil 30 diese Leitung beispielsweise mit dem Kraftstofftank 31 verbindbar ist, welcher hier als flacher Tank skizziert ist, um den Unterschied zum Hydrauliktank 32 aufzuzeigen, der höher skizziert ist. Vorzugsweise ist der Hydrauliktank Teil eines Hydraulikreises mit Hydraulikpumpe 33, der vorteilhaft das Einspritzsystem mit Arbeitsfluid bedient, welches zur Betreibung der internen Druckübersetzer innerhalb der Einspritzinjektoren dient, wobei dieses Arbeitsfluide wie bereits beschrieben von den beiden Druckübersetzern im Hydraulikkreis erhöht wurde, um somit vorzugsweise die anderen zusätzlichen Komponenten mit Arbeitsfluid auf niedrigerem Hydraulikpumpendruck zu bedienen, da deren Funktion weniger hohe Drücke benötigt. Beispielsweise kann den Stromgenerator 34 über einen Hydraulikmotor 35 angetrieben werden oder die Lenkung 35, das Bremssystem 36, die Radaufhängung 37 oder sonstige Funktionen 38 mit Arbeitsfluid zu versorgen. Die Antriebe der beiden Pumpen kann hier wiederum beispielsweise durch den Verbrennungsmotor, dessen Getriebe, dessen Antriebsstrang, elektrisch oder auf anderem Wege erfolgen, während vorzugsweise die Kraftstoffpumpe 28 elektrisch oder über den Verbrennungsmotor angetrieben werden kann, um somit den Verbrennungsmotor mit Kraftstoff für den Start- und Leerlaufbetrieb zu versorgen, da dann vorzugsweise keine Druckübersetzung innerhalb der Einspritz-Injektoren notwendig ist, und somit vorzugsweise auf die Bereitstellung von Hydraulikdruck aus dem Hydraulikkreis verzichtet werden kann. Die Hydraulikpumpe 33 kann jedoch ebenfalls vorzugsweise am Verbrennungsmotor angeordnet werden oder beispielsweise im Leerlaufstrang des Getriebes, um somit den Hydraulikkreis bei stehendem Fahrzeug und laufenden Motor zusätzlich zu den Druckspeichern zu versorgen, um die genannten Funktionen beispielsweise bedienen zu können. Auch für Bagger, Schiffe, Maschinen usw. für die sowieso ein Hydraulikkreis erforderlich oder sinnvoll ist, kann somit das Einspritzsystem mit Energie versorgt werden und eine Hochdruckkraftstoffpumpe kann vorzugsweise entfallen. In 8 ist übersichtlich gestrichelt unterschieden zwischen dem Kraftstoffsystem 39 und Hydraulikkreis 40 und dem Verbraucherbereich 41 mit seinen Funktionen. Die Radaufhängung 37, die beispielsweise hydraulisch betrieben wird, statt mit Luft- oder Blattfederung, kann hier und bei weiteren Ausführungsbeispielen vorteilig eingesetzt werden, da eine Bereitstellung mit Hydraulikdruck nun umsetzbar wird. Auch im PKW-Bereich kann vorzugsweise der Stoßdämpfer und die dazugehörige Feder durch einen Hydraulikzylinder mit Druckspeicher ersetzt werden (wie bereits heute bei Sattelaufliegern/Anhänger im Spezialtransport) um somit dieses Volumen auch für Speicherung von Bremsenergie zu nutzen und die Fahrzeughöhe dem Fahrtempo anzupassen, oder vorteilig beispielsweise beim Aus- und Einsteigen eine höhere Fahrzeughöhe einzustellen, um dieses zu erleichtern. Außerdem kann hier über die höhere Position vorteilhaft Energie eingespeichert werden, um zum Beispiel auch den Anlasser des Verbrennungsmotors hydraulisch zu betreiben und dennoch mehr Energie zur Verfügung zu haben als heutige Batterien dem heutigen Anlasser bereitstellen können, wenn der Motor aus ist. Auf Autobahnen kann die Fahrthöhe vorteilhaft minimiert werden, was den Kraftstoffverbrauch reduziert. Bei Bremsvorgängen wird die Fahrzeughöhe angehoben, um einerseits Bremsenergie zu speichern und andererseits den Luftwiderstand zu erhöhen, um die zusätzlichen Bremsen zu schonen. Die Möglichkeiten sind groß. In den Hydraulikzylindern lassen sich beispielsweise auch Membranen oder Blasen integrieren, womit der Hydrauikzylinder für die Fahrzeugaufhängung als Membran-Druckspeicher oder Blasenspeicher fungiert.
9 zeigt als Beispiel das gleiche wie 8, jedoch wird hier auf die Druckübersetzer im Hydraulikkreis verzichtet, da beispielsweise dieser sowieso vorteilhaft auf mehr oder weniger konstantem Druckniveau betrieben wird.
10 zeigt als Beispiel ein vorteilhaftes Konzept bei dem die Einspritzpumpe wiederum einen Druckspeicher versorgt und vorzugsweise über einen umgekehrt arbeitenden Druckübersetzter, hier als Druckuntersetzer 42 bezeichnet einen Hydraulikkreis mit Arbeitsfluid aus dem Hydrauliktank 43 versorgt, der auf ein Druckniveau entsprechend den Druckflächen am Druckuntersetzer liegt. Hier verzichtet man vorteilhaft auf die Hydraulikpumpe, um deren Funktion über die Einspritzpumpe und den Druckuntersetzer zu ersetzen, wobei das Einspritzsystem hier ebenfalls vorzugsweise mit Druckübersetzern arbeitet, die in den Einspritz-Injektoren integriert sind, und sich somit ein Höchstdruck und eine niedrigerer Einspritzpumpendruck ergibt, der wiederum vorzugsweise höher liegt als der Druck hinter dem Druckuntersetzer also bei den Verbrauchern, wobei dieser Hydraulikdruck dann ausreicht um die gewünschten Funktionen zu bedienen. Beispielsweise kann auch hierzu vorteilhaft statt Hydrauliköl auch Öl-in-Wasser-Emulsionen oder Wasser-in-Öl-Emulsionen oder alternative Arbeitsfluide eingesetzt werden, die bei niedrigen Drücken sehr erfolgreich geringeren Leistungsbedarf decken können.
11 zeigt als Beispiel ein vorteilhaftes Tri-Fluid-Konzept, bei dem zusätzlich zum Kraftstoffsystem und Hydraulikkreis, ähnlich wie in 8, ein Niederdruckbereich 44 vorgesehen ist. Die Verbraucher sind hier beispielsweise auf verschieden Bereiche aufgeteilt. Der Niederdruckbereich 44 wird vorzugsweise mit Fluid aus dem Hydraulikkreis über einen Druckuntersetzer (ähnlich zu 10) betrieben und hat beispielsweise ein eigenes Arbeitsfluid, welches aus dem Arbeitsfluid-Tank 45 bezogen wird. Das Arbeitsfluid ist vorzugsweise größtenteils aus Wasser bestehend und beispielsweise mit Zusätzen für Frostsicherheit und Viskositätsverbesserung versehen, die größtenteils biologisch abbaubar sind, so dass hier im Falle eines Unfalls des Fahrzeugs oder der Maschine kein größerer ökologischer Schaden entsteht und somit beispielsweise auch Teile des Fahrzeuggestelles/Fahrzeugchassis 46 befüllt werden können und vorzugsweise durch zusätzliche Druckspeicher-Kissen 47 integriert hat oder Membranen oder Blasen vorsehbar sind, um eine Druckspeicherung zur ermöglichen. Die Druckspeicher-Kissen 47 komprimieren sich bei wachsendem Druck und denen sich wieder aus, wenn der Druck fällt, und sie somit als Druckspeicher und auch Dämpfer für Druckschwingungen arbeiten. Insbesondere im LKW-Anhängerbereich oder in Maschinen, Schiffen usw. gibt es häufig die Möglichkeit Hohlräume zu nutzen, um diese mit niedrigem Arbeitsfluiddruck zu beaufschlagen, jedoch große Volumina bereitstellbar sind. Hohlträger wie beim Fahrzeuggestell/Fahrzeugchassis 46 können einfach oder beidseitig verschweißt werden und fast auf der gesamten Länge des Fahrzeuges befüllt werden. Auch Rohr- und Kastenkonstruktionen sind vorstellbar, auch für PKW, um somit Doppelfunktionen zu ermöglichen, einerseits Fahrzeugbauteil und andererseits Behälter wie oben beschrieben.
12 zeigt als Beispiel ähnliches wie 11, jedoch gibt es hier den Vorteil, dass die Energie vorzugsweise wieder aus dem Speicherbereich, beispielsweise dem Fahrzeuggestell oder der Fahrzeugaufhängung, wieder in das Hydrauliksystem einfließt, um somit die gespeicherte Energie dort zu nutzen. Dazu wird beispielsweise der Druckuntersetzer 48 auch für die Druckübersetzung in umgekehrte Richtung genutzt, wobei dazu vorzugsweise zwei 4/3-Wegeventile in gezeigter Ausführung verwendet werden, die zum Beispiel mit einer starren Verbindung 49 miteinander verbunden sind, um somit nur eine Ansteuerung 50 verwenden zu müssen, die beispielsweise durch Elektromagnet und Vorsteuerventil ausgelegt ist. Zudem kann vorteilhaft eine ähnliche Energierückführung in das Kraftstoffsystem (statt Hydraulikbereich) vorgesehen werden, oder auch die Energie nur in eine Richtung, vorzugsweise aus dem Niedrigdruckbereich hin zum Kraftstoffsystem führen, was dann beispielsweise über einen Druckübersetzer oder je nach Druckwünschen durch einen Druckuntersetzer ermöglicht wird. Dies bedeutet dann, dass die Kraftstoffpumpe vorzugsweise entfallen könnte, insbesondere dann wenn die Einspritz-Injektoren über Druckübersetzer verfügen. Somit wäre nur eine Pumpe vorhanden, die dann auch über einen Druckübersetzer in einen Höchstdruckspeicher fördern könnte, falls wenig Bauraum zur Verfügung steht. Auch die Schmierölpumpe für die Schmierung des Motors kann entfallen, wenn man statt dessen beispielsweise mit den bisher gezeigten Lösung des Druckübersetzers oder Druckuntersetzers arbeitet, was den Vorteil hat, dass Öldruck bereits vor dem Motorstart verfügbar ist, da die Energiespeicherung zum Beispiel über die Fahrzeughöhe genügend Energie bereitstellen kann, um in Schmieröldruck umgewandelt zu werden, aber auch um beispielsweise eine hydraulisch betriebenen Anlasser zu füttern, der zudem viel leichter gebaut werden kann und zudem keine elektrischen Komponenten benötigt und zudem eine wesentlich höhere Leistungsdichte hat, den Motor also in viel höhere Drehzahlen aus dem Stand heraus versetzen kann. Auch kann beispielsweise ein Hydraulikmotor den Zahnriemen oder Keilriemen des Motors antreiben, wobei vorzugsweise ein Freilauf integriert ist, der den Hydraulikmotor freigibt, wenn der Motor anspringt bzw. schneller dreht, was somit eine Motorabschaltung nicht nur an Ampeln ermöglicht sondern auch während der Fahrt, weil die Funktionen weiter aufrecht erhalten werden, was ja auch in anderen Figuren bereits gegeben war. Auch kann der Hydraulikmotor für den Zahnriemen oder Keilriemen mit Kraftstoff (statt anderes Fluid) betrieben sein, dessen Druck beispielsweise aus dem Hydraulikkreis oder dem Niederdruckbereich durch Druckübersetzer oder Druckuntersetzer gespeist wird und vorzugsweise der Kraftstoffdruck vor dem Hydraulikmotor dann für die später noch gezeigten Einspritz-Injektoren mit zwei Druckübersetzern verwendet werden kann, um das Einspritzsystem über längere Zeit auch ohne antreibenden Motor mit Kraftstoff zu versorgen. Der Hydraulikmotor kann auch gleichzeitig als Hydraulikpumpe eingesetzt werden, um somit gegebenenfalls über den Zahnriemen Bremsenergie usw. zu nutzen, wobei dann der Freilauf entfallen müsste und beispielsweise durch eine schaltbare Kupplung ausgetauscht wird. Beispielsweise kann auch ein Freilauf für andere gezeigte Komponenten oder sonst üblichen Komponenten sinnvoll sein, beispielsweise angeordnet am Getriebe oder Antriebsstrang und dafür sorgen, dass nur ein eine Drehrichtung angetrieben werden kann, und somit Schäden vermieden werden. Es gibt hier viele Möglichkeiten und Varianten. Die 12 zeigt ebenfalls ein Beispiel für die Nutzung der Hydraulikpumpe aus dem Hydraulikkreis, um die Ein- und Auslassventile des Motors über hydraulische Steller vorzunehmen, statt Nockenbetrieben und mit großen Rückstellfedern, wobei das Ventil dann vorzugsweise als vorgesteuertes 2/2-Ventil fungiert und das Druck-Fluid zum Verfahren des Ventils von der geschlossenen in die geöffnete Position vorzugsweise aus dem Hydraulikkreis kommt, aber auch beispeilsweise aus dem Niederdruckbereich kommen kann, der ja vorzugsweise mit Öl-in-Wasser-Emulsionen arbeitet und hier somit auch die Verbrennung wegen Leckagen kaum beeinflusst, im Vergleich zu Leckagen von Hydrauliköl. Zudem kann auch hier die Öl-in-Wasser-Emulsion besser eine Kühlung leisten als Hydrauliköl, dessen Viskosität erheblicher mit der Temperatur sinkt, im Vergleich zum Wasser. Das Zurückstellen der Ventile von offen in geschlossen, kann dann beispielsweise über Federn oder ähnlichem bereitgestellt werden (analog zu heute) oder ebenfalls hydraulisch, was den Vorteil hat, dass die Federarbeit, die ja größtenteils verloren geht, eingespart werden kann und somit der Wirkungsgrad im Vergleich zu nockenbetriebenen Ventilen sehr verbessert ist. Außerdem ist in 12 symbolisch dargestellt, dass die Schmierölpumpe und die Kühlwasserpumpe vorzugsweise über Hydraulikmotoren angetrieben werden, die vorzugsweise vom Niederdruckbereich angetrieben werden und am Besten verstellbar sind, so dass nur so viel Leistung verbraucht wird, wie benötigt wird, anders als sonst bei heutigen Fahrzeugen üblich. Auch können solche Hydraulikmotoren auch als Antriebe für Fensterheber, Scheibenwischer, Sitzverstellung, Kraftstoffpumpe usw. genutzt werden, was vorteilhaft unter anderem für die Gewichtsreduzierung ist, aber auch Kosten senkt, denn ein einfach aufgebauter Hydraulikmotor beispielsweise aus Kunststoff hat eine hohe Leistungsdichte und ist einfach in der Herstellung, wobei aufgrund der niedrigen Drücke auch größere Leckagen in Kauf genommen werden können, ohne hier in Summe nachteilig für den Verbrauch zu sein. Hinzu kommt, dass die Rohstoffe für die Elektromotoren seltener werden und hier unter anderem auch volkswirtschaftliche Vorteile entstehen. Es können, wie in den vergangenen und anderen Ausführungen dieser Anmeldung beschrieben, beispielsweise mehrere Fluide vorzugsweise mit unterschiedlichen Systemdrücken Verwendung finden, die Hydraulikkreise (Niederdruckbereich, Kraftstoffsystem, Hydraulikkreis und andere nicht gezeigte) können teilweise oder ganz zusammen gefasst werden, ebenso können einzelne Bauteile oder Baugruppen von einem Bereich in einen anderen verlegt werden, wenn dies Vorteile bietet. Beispielsweise die Ventilsteuerung des Motor in den Niederdruckbereich und dessen Fluid, oder die Ventilsteuerung im Hydraulikbereich verbleiben mit höherem Druck also, jedoch als Fluid das gleiche Fluid wie im Niederdruckbereich benutzt werden (beispielsweise also eine Öl-in-Wasser-Emulsion), und falls dann vorzugsweise die Kraftstoffpumpe auch über beispielsweise den Niederdruckbereich angetrieben wird (wie in 12 gezeigt), so braucht gegebenenfalls lediglich eine Pumpe vorzugsweise mechanisch angetrieben werden, in diesem Fall die Pumpe im Hydraulikkreis, die dann andere Pumpen beispielsweise über Motoren antreibt oder Druckübersetzer oder Druckuntersetzer einsetzt, um Systemdruck für das jeweilige System aufzubauen, wobei über die Druckspeicher dann auch Bremsenergie usw. gespeichert werden kann, um bei ausgeschaltetem Motor oder abgeschalteten Ventilen usw. noch ein funktionsfähiges, sicheres Fahrzeug oder Maschine oder Apparat usw. zu ermöglichen. Zudem können die einzelnen Druckbereiche Überschneidungen haben, wie beispielsweise in 12 das Kraftstoffsystem mit dem Niederdruckbereich.
13 zeigt als Beispiel auch hier wiederum ein Tri-Fluid-Konzept, jedoch werden vorteilhaft die Einspritz-Injektoren zudem mit dem Niederdruckbereich über die Leitung 51 verbunden, um somit Tri-Fluid-Injektoren zu ermöglichen, auf welche zum Beispiel in 69 noch eingegangen wird. Von den Einspritz-Injektoren geht analog zu Leitung 51 eine Rücklaufleitung zurück in den Arbeitsfluid-Tank 45. Die Funktion Klimaanlage 52 kann vorteilhaft ebenfalls mitbetrieben werden.
14 ist wie 13, jedoch wird hier vorteilhaft der Niedrigdruckbereich vorzugsweise mit einer eigenen Arbeitsfluidpumpe 53 vorgesehen, statt mit Druckuntersetzung oder Druckübersetzung zu arbeiten. Der Antrieb dieser Pumpe ist frei wählbar wie schon oben beschrieben und könnte vorzugsweise alle anderen Pumpen ersetzen, da die verschiedenen Fluide und Drücke aus dem Niedrigdruckbereich versorgt werden können und dieser als Arbeitsfluid ökologisch fast schadfreie Fluide und zudem nicht brennbare Fluide verwenden kann, was insbesondere bei Unfällen wichtig ist.
15 zeigt beispielsweise den Niedrigdruckbereich wie er vorteilhaft auch über eine Drossel 54 eine Druckreduzierung für gewisse Funktionen bereitstellt, wobei die Drossel 54 auch durch andere Hydraulikelemente vorteilig ersetzt sein kann. Außerdem ist hier die Möglichkeit geschaffen vorzugsweise über einen Drucküber- und Druckuntersetzer, wie er bereits in 12 gezeigt wurde einen Hochdruckspeicher 55 zu befüllen und zu entleeren, um somit vorteilhaft höhere Energiedichten für geringere Bauraumverhältnisse und Gewichtsanforderungen zu nutzen. 15 lässt zudem weitere Verwendungsmöglichkeiten zu, was durch die Trennung 56 der Leitung gekennzeichnet ist und auch schon in anderen Figuren beschrieben wurde.
16 zeigt einen vorteihaften Druckverstärker wie er teilweise für die oben genannten Ausführungsbeispiele innerhalb der Einspritzinjektoren Verwendung findet, was später in Injektorausführungen noch weiter ausgeführt ist. Der Druckübersetzer hat hier gegenüber dem Stand der Technik den großen Vorteil, dass die Rückstellung hydraulisch stattfindet, wobei der Kolben dafür kaum zusätzlichen radialen und vor allem axialen Bauraum benötigt und der Maximaldruck des Druckverstärkers hier nahezu vollständig erreicht werden kann. Hierzu ist der Rückstellungs-Kolben 57 vorteilhaft als Ring ausgebildet, der sozusagen um den Verdränger-Kolben 58 und dessen Führung 59 angeordnet ist und außen durch den Zylinder 60 geführt ist. Er hat also vorzugsweise innen und außen eine dichtende Führung, so dass der ansteuerbare Rückstellungs-Raum 61 vom möglichst drucklosen Entlüftungs-Raum 62 getrennt ist. Bei Absteuerung des Rückstellungs-Raumes wird dieser möglichst drucklos, so dass die Kraft unterhalb des Rückstellungs-Kolbens 57 möglichst zu Null geht und somit der Druckverstärker aktiviert wird, weil die Kraft am Arbeits-Kolben 63 über die Zulaufbohrung 64 bestehen bleibt und seine Druckfläche viel größer ist als die Druckfläche am unteren Ende des Verdränger-Kolbens 58. Das Übersetzungsverhältnis ist dann circa entsprechend der Druckflächen. Bei aktiviertem Druckverstärker schließt das Rückschlagventil 65, welches bei der Rückstellung geöffnet ist, damit der Verdränger-Raum 66 wiederbefüllt wird. Bei der Rückstellung wird der Rückstellungs-Raum 61 wieder mit Druck beaufschlagt, so dass die resultierende hydraulische Kraft die Kolben zurück nach oben schiebt, wobei der Arbeits-Kolben 63 über das vorteilhafte Verbindungsrohr 67 mit dem Rückstellungs-Kolben 57 mechanisch in Kontakt steht. Der Verdränger-Kolben 58 läuft vorzugsweise selbstständig zurück, weil die resultierende hydraulische Kraft ebenfalls nach oben wirkt, weil der Dichtsitz 68 einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Verdränger-Kolbens 58 hat. Die Feder 69 wird hierzu nicht benötigt, sondern dient in erster Linie dazu den Kolben bei abgeschaltetem Motor/Einspritzsystem/Druckverstärker gegen den Arbeits-Kolben 63 zu drücken und somit den Dichtsitz 68 geschlossen zu halten, so dass bei Druckaufbau des Einspritzsystems/Druckverstärker unmittelbar die Dichtkraft am Dichtsitz 68 durch die angesprochenen Flächenverhältnisse ansteigt. Das Fluid durchfließt für die Rückbefüllung des Verdränger-Raumes 66 wie beschrieben das Rückschlagventil, um in durch den Zentralkanal 70 nach unten zu strömen. Hierbei hat der Zentralkanal beispielsweise Ausfräsungen 71, damit Freiraum nach unten zum Durchströmen bleibt. Bei dem erläuterten Funktionsschema ist beispielsweise ein Fluid für alle Räume vorgesehen, was aber auch vorteilhaft anders sein kann, in dem zwei oder sogar drei verschiedenen Fluide und/oder Drücke eingesetzt werden. Dies wird später noch erläutert.
17 zeigt beispielsweise einen vorteiligen Druckverstärker bei dem die Rückbefüllung des Verdränger-Raumes über ein nicht dargestelltes Rückschlagventil und eine nicht dargestellte Leitung erfolgt, wie sie in späteren Ausführungsbeispielen dargestellt sind. Vorzugsweise kann der Zentralkanal mit seinen Ausfräsungen, sowie das Rückschlagventil zwischen den Kolben und die Bohrung im Arbeits-Kolben entfallen, weshalb dann auch der Dichtsitz zwischen den Kolben entfällt, was wiederum vorteilhaft ist, da nun die radialen Versätze größer sein dürfen, weshalb beispielsweise der Zylinder nun in eine obere Zylinderhälfte und untere Zylinderhälfte aufteilbar ist. Die untere Zylinderhälfte hat optional noch einen Zentrierbund direkt an der Innenführung des (ringförmigen) Rückstellungs-Kolben. In der Trennfläche/Dichtfläche zwischen der oberen und unteren Zylinderhälfte ist keine größere Dichtkraft notwendig, weil der Entlüftungs-Raum ja circa drucklos ist oder nur geringe Staudrücke beinhalten sollte und ansonsten nur nach unten führende Bohrungen (nicht hier sondern in anderen Figuren dargestellt) abgedichtet werden müssten. Es kann aber auch beispielsweise eine Dichtscheibe 72 in der Trennfläche/Dichtfläche optional vorgesehen sein. Weil nach unten führende Bohrungen vorzugsweise am Umfang der Zylinderhälften verteilt sind, ergeben sich Freiräume, um beispielsweise an mehreren Stellen vorzugsweise Verspannbleche 73 vorzusehen, die gegebenenfalls in Ausfräsungen der beiden Zylinderhälften platziert sind, um vorteilhaft Bauraum außen zu gewinnen, wobei die Verspannbleche 73 dann vorzugsweise mit Bolzen 74 (hier beispielsweise zwei Bolzen) gesichert sind, und somit die beiden Zylinderhälften zusammen gespannt/gedrückt werden können, was vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass die beiden Bolzen-Bohrungen am Verspannblech 73 näher zusammen liegen als der Abstand zwischen der Bolzen-Bohrung in der oberen Zylinderhälfte und der Bolzen-Bohrung in der unteren Zylinderhälfte, was dann vorzugsweise zu einer elastischen Verformung eines oder mehrerer Bolzen 74 und/oder des Verspannbleches 73 und/oder der optionalen Dichtscheibe 72 kommt, die beispielsweise dadurch erleichtert wird, dass Bohrungen teilweise größer sind oder Freiräume zur Verformung geschaffen werden, wie beispielsweise am oberen Bolzen gezeigt.
Bei dieser Ausführungsart ist es vorteilhaft, dass nun auch zwei unterschiedliche Fluide am Arbeits-Kolben und Verdränger-Kolben vorgesehen werden können. Beispielsweise Kraftstoff am Verdränger-Kolben und Hydrauliköl am Arbeits-Kolben, wobei das Hydrauliköl dann auch vorzugsweise im Rückstellungs-Raum verwendet wird, was dann ein bifluider Druckverstärker wäre. Das Medium im Entlüftungs-Raum ist relativ frei wählbar, da hier sozusagen ein druckloser Bereich ist, was beispielsweise zur Verwendung von Luft, Öl-in-Wasser-Emulsionen, Kühlwasser ... führen kann und dann nicht als drittes Fluid gelten würde, da dieses ja sozusagen keine Arbeit zur Druckverstärkung leistet, sondern eher für sekundäre Zwecke wie beispielsweise Kühlung dienen kann.
18 zeigt beispielsweise einen einteiligen Kolben der vorteilhaft sein kann, um beispielsweise die Feder aus den anderen Figuren entfallen zu lassen. Zudem sind beispielsweise Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 vorgesehen, die das Paarungskonzept und/oder Montagekonzept erleichtern, weil auch Koaxialitätsfehler ausgleichbar sind oder Spiele überbrückt werden können. Beispielsweise kann die obere Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 dafür genutzt werden, dass der Zylinder 60 mit der Führungs-Bauteil 76 in eine genauere koaxiale Position durch die obere Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 gezwungen wird, um somit Rundlauffehler, Koaxialitätsfehler usw. der einzelnen Bauteile ausgleichen zu können oder zumindest teilweise zu korrigieren. Dazu könnte beispielsweise der Innendurchmesser und/oder Außendurchmesser der Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 eine Presspassung oder Übergangspassung mit dem oder den Gegenstücken (Zylinder 60 Führungs-Bauteil 76) eingehen, wobei vorzugsweise die Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 durch Temperatur-Schrumpfung in den Zylinder 60 vorzugsweise bis zum oberen Ende eingefügt wird und das Führungsbauteil 76 dann über die Montage-Fase an dessen Ende in die obere Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 eingeschoben/eingepresst wird, so dass der Rückstellungs-Koben 57 innen und außen Spiel hat zum Verfahren. Ähnlich könnte dann die untere Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 hier ihre Funktion erfüllen, wobei diese vorzugsweise zunächst auf das Führungs-Bauteils 76 vorzugsweise bis zum Ende geschoben wird, um dann bei der Montage des Führungs-Bauteils 76 in den Zylinder 60 über die Montage-Fase der unteren Zentrier- und/oder Montagehilfen 75 den Zylinder 60 zu zentrieren und/oder Koaxialitätsfehler usw. ausgleichen zu können.
19 zeigt ein Beispiel für die Verwendung eines druckverstärkten Einspritzsystems ähnlich wie in der DE 10 2011 000 872 gezeigt, jedoch ist hier die Einspritzdüse hinter dem Rückschlagventil 77 angeordnet, also direkt mit dem Steuerraum des Druckverstärkers verbunden, was den Vorteil hat, dass nun das erste Ventil 78 den Steuerraum der Düse mit dem Rücklauf verbindet, statt das zweite Ventil 80. Dies geschieht beispielsweise, sobald das erste Ventil 78 öffnet, was wiederum vorzugsweise durch das Öffnen des zweiten Ventils 80 erfolgt, weil somit der Steuerraum des ersten Ventils 78 druckentlastet wird. Somit ist das zweite Ventil bezüglich des Öffnens der Einspritzdüse vorzugsweise nur indirekt beteiligt. Das Öffnen der Einspritzdüse ist hier also vorzugsweise an den Druck im Druckverstärker-Steuerraum 79 gekoppelt, was verhindert, dass die Einspritzdüse bei zu niedrigen Drücken öffnet, denn wenn der Druck im Steuerraum 79 abfällt, beginnt die Druckübersetzung und der Druck in der Einspritzdüse steigt. Diese direkte fehlerfreie Kopplung ist im Stand der Technik nicht möglich. Vorzugsweise ist das erste Ventil 78 außerdem beim Schließen der Einspritzdüse beteiligt, da die Einspritzdüse nur schließen kann, falls das erste Ventil 78 zumindest in der Schließbewegung ist, weil ansonsten der Druck vom zweiten Ventil 80 über das Rückschlagventil 77 direkt über das noch offenen erste Ventil 78 in den Rücklauf bzw. Kraftstoff-Tank fließen würde und der Druckaufbau im Steuerraum 81 der Einspritzdüse ausbleiben würde, was wiederum bedeutet, dass die Einspritzdüse nur schließen kann, wenn der Druckverstärker-Steuerraum im Druck ansteigt, also seine Druckübersetzung abnimmt. Dies ist sehr vorteilhaft als Überlastungsschutz des Injektors, ist also auch ein Sicherheitsaspekt. Die Förderung von Kraftstoff durch das zweite Ventil 80 über das Rückschlagventil 77 in den Steuerraum der Einspritzdüse, wird also erst effizient zum Schließen der Düse nutzbar, wenn das erste Ventil 78 hierbei ebenfalls zustimmt, dadurch das es einen Mindestwiderstand bereitstellt, was durch Hubreduzierung erreichbar ist. Dann kommt es beispielsweise zu einem Strömen von Kraftstoff in den Steuerraum 81 der Einspritzdüse hinein, bereitgestellt durch das zweite Ventil, wobei ab einem gewissen Schließgrad des ersten Ventils 78 auch der Druckübersetzer höheren Druck in die Leitung zum ersten Ventil 78 einleitet und somit auch zum Steuerraum 81, was dann eine Art Mischbefüllung des Steuerraumes 81 darstellt und es sogar denkbar ist, dass aufgrund von Massenträgheit im Druckübersetzer ein Druckstoß größer als der Zulaufdruck vom zweiten Ventil entsteht und somit dieser das Rückschlagventil 77 kurzzeitig schließt und der Steuerraum 81 alleinig über den Druckverstärker befüllt wird. Dieser Effekt kann sogar gesteigert werden, dahingehend dass das Rückschlagventil 77 gegebenenfalls erst später öffnet, und somit die Einspritzdüse durch den Druckverstärker bzw. dessen Druckstoß geschlossen wird, während dann das zweite Ventil die Einspritzdüse über das Rückschlagventil 77 die geschlossene Einspritzdüse auch über den Rest der Rückbefüllungszeit geschlossen hält. In diesem Fall oder Mischfällen (siehe oben) sind zusammenfassend beide Ventile am Schließen der Einspritzdüse beteiligt, während das erste Ventil für das Öffnen zuständig ist und vorzugsweise die Rückbefüllung über das zweite Ventil läuft, was jedoch auch hier über das erste Ventil realisierbar sein kann, in dem dieses beispielsweise ebenfalls als 3/2-Ventil ausgebildet ist. Dieses spätere Öffnen hat dann auch Wirkungsgradvorteile, weil der oben beschrieben Kurzschluss in den Tank hinein entfällt. Um ein späteres Öffnen des Rückschlagventiles 77 durch das Schließen des zweiten Ventil 80 bei der Beendigung der Einspritzung zu erreichen, kann das Rückschlagventil 77 beispielsweise auch als einstellbares Rückschlagventil oder ein ansteuerbares Rückschlagventil oder auch als ein Kolbenventil oder als Sperrventil oder ähnlichem ausgelegt werden, welches erst ab bestimmten Druck öffnet, also erst wenn der Druck beispielsweise vor dem Rückschlagventil (Richtung zweites Ventil 80) hoch genug ist, was vorzugsweise dann geschieht, wenn der Steuerraum des ersten Ventils 78 kein Volumen bzw. kein Kraftstoff mehr vom zweiten Ventil 80 abnimmt, was wiederum der Fall ist, wenn das ersten Ventil 78 ganz geschlossen ist oder aufgrund des Gegendruckes am Ventilsitz des ersten Ventil 78 ein Abbremsen der Schließbewegung des ersten Ventils 78 stattfindet und somit der Rückstau für Druckaufbau auch vor dem Rückschlagventil 77 sorgt. Hier können Drosseln eine feine Abstimmung ermöglichen, die in dieser Patentanmeldung grundsätzlich in allen Leitungen integrierbar sind, wobei die Drosselung am Ventilsitz des zweiten Ventils mitbeteiligt ist oder es ist eine Drossel (wie eingezeichnet) vorhanden, die den Druckaufbau Richtung erstes Ventil 78 und Richtung Rückschlagventil 77 mitverantwortet.
Vorteilhaft bleibt es hier, dass die Rückbefüllung des Druckverstärkers vorzugsweise durch das zweite Ventil 80 beibehalten wird, weil somit Schaltungsverluste minimiert werden können und Vereinfachungen möglich sind. Falls beispielsweise ein hydraulisch zurückgestellter Druckverstärker wie in 16 ff. verwendet wird, ergibt sich beispielsweise eine weitere Möglichkeit das zweite Ventil 80 zu minimieren, da die hydraulische Rückstellkraft viel größer als die sonst übliche Federkraft ausgelegt sein darf (ohne den Maximaldruck des Druckverstärkers zu beeinträchtigen) und somit der Rückbefüllungs-Querschnitt am zweiten Ventil 80 weiter minimiert werden kann, was zum Beispiel durch eine Hubreduzierung erfolgen kann, und zusätzlich auch der Absteuer-Querschnitt des zweiten Ventils 80 minimiert sein kann, weil das zweite Ventil vorteilhaft die Düse nicht mehr direkt öffnet, sondern über das erste Ventil der Steuerraum 81 druckentlastet wird, was also insgesamt ein schnelleres zweites Ventil 80 aus dieser Patentanmeldung heraus im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht.
19b zeigt ein Beispiel für die Verwendung eines einstellbares Rückschlagventil, welches die Verbindung zum Steuerraum erst freigibt, wenn der Druck davor ausgehend vom zweiten Ventil so hoch ansteigt, dass er die Federkraft überwindet und gleichzeitig auch die schließend wirkende Druckkraft aufgrund des Druckes im Steuerraum 79 des Druckverstärkers (auf der anderen Seite des Rückschlagventiles) überwindet. Vorteile in 19 bereits beschrieben. Ventil beispielsweise auch anderswo einsetzbar.
20 zeigt hier analog zu 19 ein ähnliches Konzept, wobei hier vorzugsweise zwei Parallelschaltungen 82 von Drossel und Rückschlagventil vorteilhaft eingefügt sind, wobei die Durchströmungsrichtung des Rückschlagventiles angepasst werden kann. Die Parallelschaltung hat zur Folge, dass beispielsweise wie skizziert die Düse einen geringeren Querschnitt zum Öffnen bereitgestellt wird als für den Schließvorgang und dies ebenso für das erste Ventil so zugeordnet ist. Hier ist alternativ eine standartmäßige P-Düse verwendet, da grundsätzlich jegliche Form von Einspritzdüse adaptierbar an die Ausführungen dieser Patentanmeldung ist.
21 zeigt eine vorteilhafte Lösung, da die Düse vorzugsweise gleichzeitig vom ersten und vom zweiten Ventil angesteuert wird bzw. der Steuerraum der Düse von beiden nicht durch ein Rückschlagventil getrennt ist, was je nach Auslegung der Drossel 83 und Drossel 84 gezielt auf die Anforderungen abgestimmt werden kann. Das Öffnen der Düse wird dadurch verzögert, dass der Druck im Druckverstärker-Steuerraum das Öffnen der Düse mit beeinflusst. Dieser Druck ist abhängig von der Schaltposition des ersten Ventils und der Drosselauslegung. Beispielsweise bleibt die Düse noch geschlossen, so lange das erste Ventil noch nicht genügend Druck abbauen konnte, was dann der Fall ist, wenn die Drossel 83 eher klein gehalten ist. Oder beispielsweise erfolgt eine leichte Druckverstärker-Aktivierung dadurch, dass die Drosseln 84 und 83 genügend Strömungsquerschnitt aufweisen, um ein langsames Losfahren des Druckverstärker-Kolbens zu bewirken, die Düse ist dann schon leicht geöffnet oder öffnet dann aufgrund der Druckerhöhung am Sitz, so dass das erste Ventil noch geschlossen bleiben kann und bei einer Voreinspritzung gar nicht geöffnet wird, falls das zweite Ventil beispielsweise wieder zwischenzeitlich schließt und der Druck im Düsensteuerraum aufgrund der Drosselauslegung ansteigt und die Düse vorzugsweise schließt, sowie der Druckverstärker zum Stillstand kommt, um dann verstärkt bei einer erneuten aber längeren Aktivierung des zweiten Ventils die Druckverstärkung zu erbringen.
22 zeigt als Beispiel eine vorteilhafte Lösung, bei der das erste Ventil einen zusätzliche Schieberventil-Funktion 85 erhält, die hier beispielsweise genutzt wird, um das Schaltverhalten der Einspritzdüse zu beeinflussen. Hierzu wird die Düse zwar ähnlich öffnen wie vorher, jedoch schließt sie erst, wenn das erste Ventil bereits im Schließvorgang ist, was den Vorteil hat, dass der Einspritzdruck noch hoch ist, wenn die Düse schließt, was daran liegt, dass das erste Ventil aufgrund seiner Massenträgheit länger braucht, um in Bewegung zu kommen, jedoch dann auch diese Bewegung unabhängiger beibehält. Die Massenträgheit wurde zu Beginn des Schließvorganges überwunden, jedoch hat der Schieber des ersten Ventils dann noch nicht geöffnet, sondern erst nach weiterem Schließweg des Ventils. Falls beispielsweise die Einspritzdüse im Öffnen beeinflusst werden soll, so sollte der Schieber schließen, bevor die Einspritzdüse ganz geöffnet hat, weil dann das weitere Öffnen durch das Spiel im Schieber beeinflusst wird oder alternativ durch eine Drossel, die hier nicht eingezeichnet ist, aber vorteilhaft mittels einer zusätzlichen Leitung den Düsen-Steuerraum mit dem Druckverstärker-Steuerraum verbindet und dann die restliche Geschwindigkeit regelt, ähnlich wie bei der 21, jedoch ohne die Drossel/Leitung Richtung zweites Ventil.
23 zeigt beispielsweise einen Druckverstärker mit Anschlag 86, der schon in 19 angesprochen wurde und hier vorteilhaft zeigt, dass der Beginn der Druckverstärkung automatisch verzögert werden kann, um somit zum Beispiel eine Voreinspritzung oder eventuell Leerlaufmenge ohne eine Bewegung des Druckverstärkers zu ermöglichen, was unter anderem Wirkungsgradvorteile hat. Hierzu wird vorzugsweise der Anschlag 86 an dem Arbeitskolben angebracht, kann aber auch an dem gegenüberliegendem Bauteil, hier als Deckel 87 dargestellt, oder als separates Bauteil vorgesehen sein. Zur Aktivierung des Druckverstärkers wird der Druck in dessen Steuerraum durch das erste Ventil abgesenkt, wodurch vorzugsweise über die Kurzschluss-Drossel 88 sich der Druck im Anschlag-Außenraum 89 ebenfalls absenkt, was dazu führt, dass die Kolben vorteilhaft trotz Aktivierung des ersten Ventils in der oberen Position verbleiben, was daran liegt, dass im Anschlag-Innenraum 90 zwar der gleiche Druck vorliegt wie an der Unterseite des Verdränger-Kolbens, jedoch der Durchmesser am Verdränger-Kolben vorzugsweise größer ist, als der am Anschlag 86, weshalb die resultierende hydraulische Kraft unabhängig von der Federkraft die Kolben nach oben drückt bzw. in der oberen Position hält. Erst wenn die Einspritzdüse öffnet sinkt der Druck bis zur Drosselbohrung 91 ab, während er darüber im Anschlag-Innenraum 90 vorzugsweise auf Systemdruck verbleibt und die hydraulische Resultierende schiebt dann entgegen der Federkraft die Kolben nach unten, was dazu führt, dass nun auch der Anschlag-Außenraum 89 mit dem Systemdruck verbunden wird, anfangs durch einen kleinen Querschnitt am Anschlag 86 und je mehr die Kolben nach unten verfahren durch einen größer werdenden Querschnitt, was vorteilhaft eine sanfte Drucksteigerung ermöglicht. Letztere ist prinzipiell erwünscht und im Stand der Technik oft nur durch Dämpfungsmaßnahmen an der Öffnungsbewegung des Steuerungsventils erreicht, die jedoch dann auch bei einer angelagerten Nacheinspritzung wirksam ist, wobei in 23 die angelagerte Nacheinspritzung vorteilhaft mit vollem und schnellem Druckanstieg erfolgen kann, weil sich die Kolben dann ja bereits viel tiefer befinden und der Anschlag 86 gar nicht wirken kann. Das erste Ventil hat hier vorzugsweise eine unten angeordnete Feder und ist mit keiner oder nur einer sehr kleinen Druckstufe ausgebildet, was dazu führt, dass das erste Ventil bei aktiviertem zweiten Ventil offen bleibt, auch wenn der Druck im Druckverstärker-Steuerraum sehr niedrig ist oder zu Null geht, und ein schon geöffnetes Ventil (vor dem Losfahren des Druckverstärker-Kolbens) ist sehr vorteilhaft für eine angelagerte Nacheinspritzung. Die Wirkungsgradverluste an der Kurzschluss-Drossel 88 sind desto geringer, je kleiner diese ist und je schneller der Arbeitskolben nach dem Losfahren diesen Kurzschluss verschließt. Bei längerem Verfahrweg öffnet sich zwar die untere Querbohrung 92, jedoch ist dies dann ohne Auswirkungen auf den Wirkungsgrad, da die Querbohrung dann ebenfalls oberhalb des Arbeits-Kolben ist. So lange die Kolben in den Anschlägen verharren, fließt vorzugsweise kein Fluid über die Kurzschluss-Drossel 88, da zur Druckabsenkung im Anschlag-Außenraum 89 ja nur geringste Mengen ausreichen, aufgrund der circa Inkompressibilität des Fluids und des damit verbundenen sofortigen Druckabsenken im Anschlag-Außenraum 89. Je nachdem wie genau das Führungsspiel des Arbeitskolbens in der Führung 93 herstellbar ist, kann auch auf vorzugsweise auf die Kurzschluss-Drossel 88 bzw. auf eine Kurzschluss-Verbindung verzichtet werden, weil die Leckage über die Führung 93 ausreicht, um den Druck im Anschlag-Außenraum 89 abzusenken und das Losfahren der Kolben zu verhindern. Der Durchmesser des Anschlages 86 kann beispielsweise auch größer sein als der Durchmesser am Verdränger-Kolben, wobei dann die Kolben losfahren, wenn die Druckabsenkung im Druckverstärker-Steuerraum entsprechend weit fortgeschritten ist, bzw. tief genug ist, damit die Resultierende aller Kräfte, inklusive Federkraft, nach unten wirkt und die Bewegung/Druckverstärkung ausgelöst wird. Die hier erreichte vorteilhafte Verzögerung reicht je nach System und Anforderungen bereits aus, um zwischenzeitlich die Einspritzdüse durch Deaktivierung/Schließung des zweiten Ventils wieder zu schließen.
Allgemein können anstatt des gezeigten ersten und zweiten Ventils auch andere Ventilarten vorteilhaft benutzt werden. Auch kann beispielsweise nur ein Ventil statt zwei oder mehr Verwendung finden. Die Einspritzdüse kann auch andere Bauformen enthalten und sogar der Druckverstärker kann anders aufgebaut sein, wobei der Vorteil des Anschlages erhalten bleibt. Dies alles gilt für die gesamte Anmeldung und alle Figuren und wird hier der Form halber erwähnt.
23b zeigt beispielsweise einen ähnlichen Aufbau wie 23, jedoch ist die Einspritzdüse hier vor dem Rückschlagventil, also vorzugsweise direkt mit dem zweiten Ventil verbunden, um hier unter dem direkten Einfluss des zweiten Ventils zu stehen. Zudem hat das erste Ventil vorzugsweise eine Druckschulter, was im Vergleich zu 23 zu einem früheren und schnelleren Öffnen des ersten Ventils führt.
24 zeigt als Beispiel eine vorteilhafte Möglichkeit die Wirkungsgradverluste zu minimieren, in dem der Anschlag-Außenraum mit der Schieberventil-Funktion kombiniert wird, was dazu führt, dass der Kurzschluss mit dem Rücklauf nur so lange gegeben ist, bis das erste Ventil den Schieber schließt. Zudem kann beispielsweise das erste Ventil aus 23 Verwendung finden, weil dieses wie beschrieben offen bleibt. Zudem kann beispielsweise der Einspritzdüsen-Steuerraum mit dem Anschlag-Außenraum verbunden sein, so dass bei beginnender Bewegung der Kolben bzw. beginnender Druckübersetzung (was vorzugsweise wie beschrieben erst nach dem Öffnen der Einspritzdüse stattfindet) der Einspritzdüsen-Steuerraum mit Systemdruck verbunden wird und somit mit Druck vorgespannt ist, was vorteilhaft beim Schließvorgang der Düse sein kann.
24b zeigt als Beispiel einen ähnlichen Aufbau wie 24, jedoch ist die Einspritzdüse hier vor dem Rückschlagventil, also vorzugsweise direkt mit dem zweiten Ventil verbunden, um hier unter dem direkten Einfluss des zweiten Ventils zu stehen. Zudem hat das erste Ventil eine Druckschulter, was im Vergleich zu 24 zu einem früheren und schnelleren Öffnen des ersten Ventils führt. Beispielsweise könnte der Schieber des ersten Ventils auch hier entfallen, wobei dann der Anschlag-Außenraum über eine Drossel und eine Leitung mit dem Druckverstärker-Steuerraum verbunden sein könnte, oder eine Kurzschlussdrossel haben könnte, wie schon vorher beschrieben.
25 zeigt beispielsweise eine vorteilhafte Lösung bei der das erste Ventil aus 23 und eine direkte Anbindung des Düsen-Steuerraumes an den Systemdruck zur Verwendung kommt. Somit öffnet die Düse nur, wenn der Druckverstärker in Bewegung ist. Dies hat insbesondere für große Motoren Vorteile, die große Einspritzmengen benötigen, wobei der Vorteil auch für andere Verwendungen genutzt werden kann, wie später noch erläutert wird.
26 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer ähnlichen Lösung wie in DE 10 2011 000 872 gezeigt, jedoch wird hier die Rückbefüllung des Druckverstärkers auch durch das erste Ventil bereit gestellt, zumindest zeitweise und erst ab dem Zeitpunkt, wenn der Schieber 94 beim Schließvorgang des ersten Ventils wieder die Verbindung zum Systemdruck über die optionale Drossel 95 freigibt, was vorteilhaft ist, da somit die Wirkungsgradverluste reduziert werden können, die beim Rückbefüllen und noch geöffnetem ersten Ventil entstehen, wenn das zweite Ventil über das Rückschlagventil den Druckverstärker wieder befüllt. Wenn das erste Ventil in Bewegung gekommen ist, analog zur Massenträgheit in der Beschreibung zu 22, so durchfährt es zügig bis zum Sitz, weshalb der Kurzschluss über die Drossel 95 gering ist. Die Menge, die dann durch die Drossel 95 zur Wiederbefüllung fließt, braucht nicht mehr durch das zweite Ventil zur Wiederbefüllung aufgebracht werden, weshalb dieses dann vorteilhaft kleiner ausgelegt werden kann oder optional eine Drossel 96 hinzugefügt wird, die den Vorteil zu den Wirkungsgradvorteilen (aufgrund von Reduzierung der Kurzschluss-Verluste/wurde bereits beschrieben) noch den weiteren Vorteil hat, dass das erste Ventil zügiger vom zweiten Ventil bedient wird oder sogar wie in 27 dargestellt auf das Rückschlagventil verzichtet werden kann, weil das Zusammenwirken des ersten und des zweiten Ventils verbessert ist oder auch beispielsweise durch weitere Drosseln optimiert werden kann, was in 27 auch ersichtlich ist. In 26 waren beide Ventile für die Befüllung des Druckverstärkers zuständig, während nur das erste für dessen Aktivierung direkter Auslöser war, während in 27 beide Ventile beides (Befüllung und Aktivierung) bedienen, was vorteilhaft für Einspritzsysteme sein kann.
28 zeigt die Verwendung einer Einspritzdüse, deren Steuerraum aufgrund des größeren Außen-Durchmessers der Hülse 97 vorzugsweise im Zwischenraum 98 befindlich ist, was vorteilig bezüglich der Ansteuerung oder auch der Wahl des Fluids sein kann mit dem die Einspritzdüse angesteuert wird. Das erste Ventil ist hier vorzugsweise als 3/2-Ventil ausgebildet, um die Druckverstärker-Anbindung 99 wahlweise mit dem Rücklauf oder mit dem Systemdruck zu verbinden. Vorteilhaft ist hier aber auch vorstellbar, dass unterschiedliche Fluide verwendet werden, so dass beispielsweise der Düsen-Steuerraum und der Steuerraum des ersten Ventils mittels einer Öl-in-Wasser-Emulsion angesteuert werden, um somit negative Auswirkungen bei Leckage vom Zwischenraum 98 über die untere Führung 100 in den Brennraum (vor allem bei geschlossener Düse) zu vermeiden oder zu reduzieren, weil so hauptsächlich nur Wasser verdampfen würde, was sozusagen keinen Nachteil hätte, zumal die Menge äußerst gering ist. Das zweite Ventil hätte dann eine andere, nicht gezeigte, Anbindung an die Druckquelle mit dem Öl-in-Wasser-Fluid. Auch zum Kühlen könnten die beiden Steuerräume oder nur einer der beiden mittels Drosseln und Anbindung an den Öl-in-Wasser-Tank vorteilhaft genutzt werden. Ähnliche Konzepte werden noch aufgezeigt.
29 zeigt als Ausführungsbeispiel eine vorteilhafte Lösung, um den Druckanstieg flacher zu gestalten bzw. langsamer, was vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass ein Drosselkopf 101 in der Bohrung 102 des übergeordneten Bauteils hineinragt und somit zu Beginn der Druckverstärkung der Durchfluss zu der Druckfläche des Arbeitskolbens gehemmt wird. Dabei ist der Drosselkopf 101 vorzugsweise verjüngend ausgebildet, so dass der Durchfluss vorteilhaft, nicht nur aufgrund immer kürzer werdenden Drossellänge, sondern auch und insbesondere aufgrund des größer werdenden Querschnittes im Bereich des Drosselkopfes 101/Bohrung 102 ansteigt, was dann entsprechend zu einer Drucksteigerung führt, die moderater und gezielt auslegbar ist, was für die kleineren Einspritzmengen und deren Streuungen vorteilhaft ist. Für eine angelagerte Nacheinspritzung ist der Drosselkopf 101 bereits weit unterhalb der Bohrung 102, da diese nur nach bereits erfolgter größere Haupteinspritzmenge erfolgt und somit vorteilhaft die angelagerte Nacheinspritzung ohne Drosselung stattfindet kann.
30 zeigt eine vorteilhafte Lösung bei der beispielsweise der Drosselkopf mit einem Anschlag kombiniert wird, wie er bereits vorher erläutert wurde, so dass zunächst aufgrund des Anschlages das Losfahren der Kolben verzögert wird und dann im Anschluss das Verfahren der Kolben gedämpft wird, wobei die Dämpfung dann mehr und mehr nachlässt, wie bereits beschrieben.
31 zeigt als Ausführungsbeispiel eine ähnliche Kombination wie in bereits in 30 gezeigt, jedoch ist hier vorzugsweise der Zulauf 103 für die Einspritzung ohne Druckübersetzung innerhalb des Anschlag-Innenraumes ausgeführt, was vorteilhaft genutzt werden kann, um je nach Drosselspalt zwischen Dämpfungskopf und Bohrung beim Öffnen der Düse einen Druckabfall zu erreichen, der in 23 noch unterhalb der Drosselbohrung 91 stattfand, was dazu führt, dass der Druck unterhalb des Verdränger-Kolbens entsprechend tiefer abfallen muss, ohne dass der Anschlag-Durchmesser verkleinert werden muss, und somit die Kolben des Druckübersetzers länger im oberen Anschlag bleiben. Je mehr die Düse öffnet, desto mehr fällt der Druck ab, bis der Durchfluss auch so weit reduziert, ist, das unter anderem der Druck im Anschlag-Innenraum ausreicht zum Losfahren lassen der Kolben, weil dieser Druck eben auch abhängig vom Durchfluss an der Drossel zwischen Dämpfungskopf und Bohrung.
32 zeigt eine vorteilhafte Verwendung der bisher gezeigten Figuren für einen druckübersetzten Einspritz-Injektor, wobei diese vorzugsweise wie folgt aufgebaut ist: der Einspritzdüsen-Steuerraum wird auch hier vorzugsweise über ein 3/2-Ventil 104 angesteuert wird, welches gleichzeitig den Steuerraum 105 des ersten Ventils bzw. die Ventilnadel 106 ansteuert, wobei das erste Ventil für die Entleerung des Druckverstärker-Steuerraums 107 zuständig ist, während die Rückbefüllung dieses Raumes durch das 3/2-Ventil 104 über das Rückschlagventil 108 vollzogen wird. Vorzugsweise ist die Kraftstoff-Druckquelle 109 über die Bohrung 110 mit dem 3/2-Ventil 104 verbunden, während letzteres über die Bohrung 111 mit dem Rücklauf-Sammelanschluss 112 und somit dem Tank 113 verbunden ist. Eine beispielhafte Gestaltung liegt darin, dass die Drucksperre 114 vorteilhaft gleichzeitig mehrere Funktionen erfüllt, so das sie gleichzeitig den Druckverstärker-Zulauf 115 innen und die Aufnahme/Bohrung bzw. das Gegenstück für den Dämpfungskopf übernimmt und außen vorzugsweise den Rücklauf-Raum 116 des ersten Ventils abgrenzt, sowie vorzugsweise den Deckel für den Druckverstärker-Arbeitsraum 117 darstellt und beispielsweise des weiteren den Anschlag 118 für den Arbeitskolben 119 bietet und zusätzlich vorzugsweise noch die Sitzfläche 120 für die Ventilnadel 106 ausbildet und beispielsweise auch die Abdichtung zwischen Pumpenzulauf 132 und Rücklauf-Sammelanschluss 112 bzw. zwischen Rücklauf-Raum 116 und Druckverstärker-Zulauf 115 darstellt, wobei die Abdichtung ermöglicht für einen optionalen Dichtung 121, also vorzugsweise viele Funktionen in der Drucksperre 114 integrierbar sind, wobei auch einzelne entfallen bzw. durch dritte Bauteil ersetzt werden könnten. Vorzugsweise kann die Dichtung 121 axial (wie skizziert), radial oder über eine Schräge axial und radial angeordnet sein und kann dabei zudem Positionsfehler und/oder Längenfehler der Bauteile ausgleichen. Wird das 3/2-Ventil 104 aktiviert, so dient dies unter anderem der Öffnung Einspritzdüse, was in bekannter Weise geschieht und auch beispielsweise der Aktivierung des Druckverstärkers, wobei hier vorteilhaft über die Bohrung 122 der Druckverstärker-Steuerraum 107 mit dem Rücklauf-Raum 116 und somit auch dem Rücklauf-Sammelanschluss 112 verbindbar ist, sobald die Ventilnadel 106 abhebt, was geschieht, wenn der Druck im Steuerraum 105 des ersten Ventils so weit abgefallen ist, dass der Druck in der Sammel-Ringnut 123 ausreicht über die Druckstufe 124 die Ventilnadel 106 zu öffnen, welche dann vorzugsweise in den Anschlag 125 geht, um möglichst maximalen Querschnitt am Ventilnadel-Sitz 126 bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Ventilnadel 106 dabei außen am Druckverstärker-Zylinder geführt, um dort auch den Sammel-Ringnut 123 bzw. den Druck im Druckverstärker-Steuerraum 107 hydraulisch möglichst dicht abzugrenzen und vorzugsweise gleichzeitig einen Teil des Steuerraums 105 auszubilden. Der Steuerraum 105 ist natürlich auch durch die Ventilnadel 106 begrenzt und vorteilig zudem über eine Dichthülse 127 eingegrenzt, die einerseits eine möglichst hydraulisch dichte Führung innen (oder gegebenenfalls außen) mit der Ventilnadel 106 besitzt und andererseits über die Feder 128 gegen den Dichtsitz 129 vorzugsweise an die Unterseite des Injektorkörpers 130 gedrückt wird (oder alternativ gegen ein separates Bauteil, Dichtmittel, usw.), der somit oben die weitere Abgrenzung des Steuerraumes 105 darstellt. Um die Dichtkraft zu erhöhen ist der Durchmesser des Dichtsitzes 129 gegebenenfalls größer als der Innendurchmesser der Dichthülse 127, so dass der Druck im Steuerraum 105 zwar axial an der gesamten Unterseite der Dichthülse 127 wirkt, jedoch oben axial nur auf den Bereich stirnseitig wirken kann, bis wo der Dichtsitz 127 ist, während dahinter ja bereits der Rücklauf-Raum 116 angeordnet ist, der fast ausschließlich mit Rücklaufdruck beaufschlagt ist und somit nur geringe axiale Kräfte auf die Dichthülse 127 hat, und falls der Durchmesser des Dichtsitzes 129 circa gleich groß ist wie der dichtende Durchmesser (hier Innendurchmesser) der Dichthülse 127 ergibt sich sozusagen keine angreifbare Druckfläche, so dass die axiale Druckkraft nach unten (aus dem Rücklauf-Raum 116) sozusagen nicht vorhanden ist. Der engste Querschnitt ist vorzugsweise im Sitzbereich des ersten Ventils bzw. der Ventilnadel 106, so dass dahinter (Richtung Tank 113) sozusagen kein (oder nur kurzzeitig und eher gering) Druck aufgestaut wird, sondern aufgrund der großzügigen Querschnitte frei in den Tank weitergeleitet werden kann. Die Dichtwirkung des Dichtsitzes 129 ist vor allem dann notwendig, wenn der Steuerraum 105 bei der Beendigung des Einspritzvorganges wieder mit Druck beaufschlagt wird (durch das 3/2-Ventil 104), wobei dann auch die Dichtkraft aufgrund der hydraulischen Kräfte gleichzeitig wächst, so dass die Feder 127 eigentlich nur die Dichthülse 127 oben halten muss und der Dichtkraft-Aufbau dann hydraulisch erfolgt. Die untere Feder 131 ist optional und kann vorteilig das Öffnen unterstützen.
Aufgrund der vorteilhaften und Bauraum sparenden koaxialen Anordnung einerseits des Rücklaufes (Rücklauf-Raum 116 und Rücklauf-Sammelanschluss 112) und andererseits des Druckverstärker-Zulauf 115 sind große Querschnitte ermöglicht, die bislang aufgrund anderer Anordnungen im Stand der Technik nicht möglich waren, und die vor allem durch die multifunktionale Drucksperre 114 ermöglicht ist.
Die Funktionalität der Düse wird in der Beschreibung zu 33 erklärt.
33 zeigt eine ähnliche Anordnung wobei hier vorzugsweise über die Zulauf-Drossel 133 und die Ablauf-Drossel 134 ein mittleres Druckniveau bei geöffnetem 3/2-Ventil einstellbar ist, was vorteilig sein kann, um die Düse langsamer Öffnen und schneller Schließen zu lassen. Der Rücklauf 135 des Zwischenraumes der Einspritzdüse erfolgt beispielsweise vereinfacht am Düsenkörper, was in späteren Figuren noch weiter ausgeführt wird. Der Entlüftungs-Raum 136 ist hier genauso wie bei der 33 vorzugsweise über eine sichelförmige Nut 137 und die Bohrung 138 mit dem Rücklauf-Sammelanschluss vorteilhaft verbindbar, wobei hier relativ geringe Mengen verschoben werden, da der Arbeits-Kolben und der Rückstellungs-Kolben sich beide gleichzeitig bewegen und deren Flächen-Unterschiede vorzugsweise nicht sehr groß sind. Dennoch können vorzugsweise analog zu der Bohrung 122 mehrere Bohrungen am Umfang verteilt ermöglicht werden, weshalb es bezüglich der Bohrung 122 auch die Sammel-Ringnut für die Druckverstärker-Steuerraumbohrungen gibt. Die Sammel-Ringnut kann beispielsweise auch durch mehrere sichelförmige Nuten ersetzt werden. Die Verbindungsbohrung 139 entspricht hier wie bei den anderen Figuren der Verbindung zwischen Steuerraum des ersten Ventils und dem Ausgang des 3/2-Ventils, der ja auch den Steuerraum der Einspritzdüse bedient. Die Verbindungsbohrung 139 ist gestrichelt gezeichnet, weil sie in diesem Schnitt nicht sichtbar ist sondern weiter hinten und schräg nach hinten (in die Zeichnungsebene hinein) verläuft. die Querbohrung 140 kommt dann sozusagen von hinten vor das Rückschlagventil, wobei nur die Eintrittöffnung der Querbohrung als sichtbare Kante durchgängig gezeichnet ist, da der Rest ebenfalls unsichtbar ist.
Die Einspritzdüse ist ähnlich aufgebaut wie im Stand der Technik aufgeführt, hat aber entscheidende Vorteile, die vorzugsweise aufgrund von einer oder zwei Zwischenhülsen behoben werden können. Vorteilig ist die eine Auslegung, bei der beispielsweise die Distanz-Hülse 141 am Anschlag-Auflage 148 axial in die untere (spritzloch-seitige) Richtung begrenzt ist und die darüber befindliche Führungs-Hülse 142 dadurch ebenso eine axiale Begrenzung nach unten erfährt, wobei vorzugsweise die Führungs-Hülse 142 außen am Düsenkörper 143 geführt ist und innen die Düsennadel 144 führt, die somit zentriert ist, wobei beide Führungen vorzugsweise hydraulisch circa dichtend wirken und daher wie im Stand der Technik sich vorteilhaft ein Raum oberhalb der oberen Führung und ein Raum zwischen der oberen und der unteren Führung der Düsennadel 144 ergibt, wobei vorzugsweise einer dann zum Steuern der Düse verwendet wird und der andere im Stand der Technik an den Rücklauf angeschlossen ist, jedoch hier in dieser Anmeldung vorteilhaft weitere Funktionen zugeteilt werden können, in diesem Beispiel jedoch auch nur die Anbindung an den Rücklauf 135 ausgebildet ist, die hier jedoch vorzugsweise direkt am Düsenkörper 143 abgleitet wird. Vorzugsweise ist die Führungs-Hülse 142 axial verschiebbar gelagert, weil dies dann vorteilhaft für den Öffnungs- und Schließvorgang der Düse genutzt werden kann, wobei die beiden Hülsen 142 und 143 so auch beispielsweise als ein einziges Bauteil ausgestaltet sein können.
Zum Öffnen der Düsennadel 144 wird vorzugsweise ein 3/2-Ventil betätigt, welches dann den Steuerraum der Einspritzdüse druckentlastet, weil dieser dann mit dem Rücklauf/Tank verbunden wird, wobei hier im Gegensatz zu 32 eine zweite Leitung zum Steuerraum führt und über die Zulauf-Drossel 133 ein permanenter Zulauf-Anschluss besteht, so dass wie bereits beschrieben beim Betätigen des 3/2-Ventils die Ablauf-Drossel 134 mit dem Tank verbunden wird und sich somit vorzugsweise ein Druckniveau zwischen Zulaufdruck und Rücklaufdruck einstellt, je nach Auslegung der Drosseln. Das Druckniveau ist dabei beispielsweise so niedrig, dass der Systemdruck unterhalb der Ventilnadel ausreicht um die Düsennadel 144 anzuheben, wobei dies dadurch ermöglicht wird, dass der Düsennadel-Sitzdurchmesser größer ist als der Hülsen-Außendurchmesser 145 und sich somit eine hydraulische Resultierende ergibt, die entgegen der Federkraft und entgegen der noch verbliebenen axialen Druckkraft im Steuerraum die Düsennadel 144 öffnet, jedoch nur bis diese beispielsweise das vorteilhafte axiale Spiel 146 durchfahren hat und dann auf die Führungs-Hülse 142 trifft, die dann die Düsennadel 144 vorzugsweise aufhält, was durch die zusätzliche axiale hydraulische Druckkraft der Führungs-Hülse 142 ausgelöst wird, die ja zusätzlich zur Druckfläche der Ventilnadel 144 eine Druckfläche im Steuerraum bietet. Erst wenn beispielsweise der Druck im Steuerraum weiter abfällt (wie zum Beispiel bei der 32 insbesondere) oder wenn die Druckverstärkung einsetzt erhöht sich die Öffnungskraft weiter, so dass die Düsennadel 144 weiter öffnet und hierbei die Führungs-Hülse 142 mit nach oben schiebt, bis diese beispielsweise anschlägt oder alternativ vorteilhaft der Düsennadel-Anschlag 147 dafür vorgesehen wird, weil dies dann in Kombination mit dem Nadelsitz der Ventilnadel 144 herstellbar ist, oder alternativ vorteilhaft über die Dicke der Führungs-Hülse 142 eingestellt werden kann. Der Zeitgewinn der entsteht, dadurch das die Ventilnadel 144 im Hubverlauf aufgehalten wird, ist vorteilhaft nutzbar, um kleine Einspritzmengen exakt bereitstellen zu können, außerdem kann zwischenzeitlich des 3/2-Ventil wieder abgeschaltet werden, was dann die Einspritzung unterbricht, bevor der Druckverstärker mit der Arbeit begonnen hat, was wiederum viele Vorteile wie Wirkungsgradverbesserung, Reduzierung von Druckschwingungen, Erhöhung der Maximaleinspritzmenge... hat. Das axiale Spiel 146 ist durch die Ventilnadel herstellbar oder über die Dicke der Distanz-Hülse 141 einstellbar oder über die Tiefe der Anschlag-Auflage 148 im Düsenkörper 143 oder ähnliche Varianten herstellbar. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Hülsen besteht darin, dass zum Schließen der Düsennadel 144 eine große schließend wirkende Druckfläche (die zudem beispielsweise durch eine weitere, dritte Hülse außen von der Führungs-Hülse 142 weitere Einstellmöglichkeiten für die Größe der Druckfläche erhalten kann) und somit eine große Druckkraft bereit steht, so dass der Schließdruck (Druck ab dem die Düsennadel beginnt zu schließen) und somit auch der Schließenddruck (Druck ab dem die Düsennadel geschlossen ist) im Vergleich zu Düsen aus dem Stand der Technik vorteilig hoch ist (besser Emissionen usw.) und vorzugsweise dennoch die hydraulische Druckkraft wenn die Düsennadel 144 in ihren Nadelsitz geht, viel geringer ist als bei den Einspritzdüsen mit zentralem Zulauf aus dem Stand der Technik, weil beispielsweise sich die Führungs-Hülse 142 über die Distanz-Hülse 141 sich auf der Anschlag-Auflage 148 abstützt, statt auf dem Nadelsitz zu wirken. Zudem wird bei diesem Beispiel auch vorteilhaft die Massenträgheitskraft reduziert ist, weil die Massen der Hülsen ebenfalls auf Anschlag-Auflage 148 treffen, und somit diese Massenkräfte nicht über die Düsennadel bzw. deren Sitz auf den Ventilkörper übertragen werden. Im Vergleich zum Stand der Technik sind also die hydraulische Kraft und die Massenträgheits-Kraft reduziert. Somit ergeben sich vorteilhaft auch neue Auslegungsmöglichkeiten, die große hydraulische Schließkräfte beispielsweise durch einen großen Außendurchmesser der Führungs-Hülse 142 am Anfang des Schließvorganges bereitstellen, ohne dabei die Ventilnadelmasse und deren Abmessungen zu erhöhen, und vorzugsweise ohne dass im Moment des Auftreffens der Ventilnadel 144 auf den Düsenkörper 143 an deren Sitz die große hydraulische Schließkraft vorhanden bleibt, sondern durch die kleinere hydraulische Schließkraft der Düsennadel 144 abgelöst wird, nachdem vorzugsweise das axiale Spiel 146 wieder im Schließvorgang entsteht. Somit werden vorteilhaft der Nadelsitz und die gesamte Kuppe des Düsenkörpers 143 geschont bzw. deren Haltbarkeit und Betriebsfestigkeit verbessert und gleichzeitig besseres Schließ- und Öffnungsverhalten ermöglicht. 33 zeigt zudem eine andere Auslegung für die Feder 131 aus 32, wobei die Feder 131 vorzugsweise über eine Lochscheibe 149 axial gehalten ist, die sich beispielsweise an der Stelle abstützt, an der sich in 32 die Feder 131 abgestützt hatte. Dies ist vorteilhaft für die Federauslegung, als auch den Querschnitt hinter dem Ventilnadel-Sitz 126 (Richtung Tank), weil die Feder 131 innen weniger stört und die Lochscheibe 149 die Löcher für den Querschnitt bereitstellt und gleichzeitig beispielsweise als Einstellscheibe dient.
Die 34 zeigt den Vergleich einer bekannten Einspritzdüse mit zentralem Zulauf nach dem genannten Stand der Technik (obere Zeichnungshälfte) mit einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse 151 (untere Zeichnungshälfte), die auch Fertigungsaspekte berücksichtigt, denn das Schleifen von der unteren Führung 152 ist bei kleinen Abmessungen/Durchmessern des Düsenschaftes 153 desto einfacher, je größer das Schleifwerkzeug sein darf und je näher dieses an die untere Führung 152 herankommt, um dann mit einem kurzen Schleifstift die untere Führung 152 möglichst oszillierend zu schleifen und sogar vorteilhafter Weise optional noch den Nadelsitz-Fläche 154 am Düsenkörper mit dem gleichen Schleifstift schleifen zu können, so dass die Koaxialitätgenauigkeit von Nadelsitz-Fläche 154 relativ zur unteren Führung 152 Sitz sozusagen maximal ist und zudem auch die Koaxialität der unteren Führung zur oberen Führung 155 möglichst mit der gleichen Schleifscheibe geschliffen werden kann, die dazu hinter der vorderen stiftförmigen Form eine größere Form bzw. einen größeren Durchmesser aufweist, so dass die Schleifscheibe insgesamt ähnlich wie die Innenkontur des Düsenkörpers aussieht, wobei auch unterschiedliche Schleifkörnungen verwendet werden können und zum Beispiel die obere Führung über einen galvanisch beschichteten Schleifscheibenbelag verfügt, der hier vorteilhaft eingesetzt werden kann, um dann im Anschluss die obere Führung zu finishen, was zum Beispiel über Feinschleifen oder besser noch Honen durchgeführt wird, da das Honen die Koaxialität nicht verschlechtert, sondern Form und Rauhigkeit der oberen Führung 155 optimiert.
Zudem stellt sich bezüglich der oberen Führung 155 keine neue Herausforderung im Vergleich zu anderen Düsen. Um ein großes Werkzeug einführen zu können, sollte also der Durchmesser der oberen Führung 155 möglichst groß sein, was aber funktional vielleicht gar nicht benötigt ist, sondern eventuell schadet und um diesen Nachteil zu beheben wird vorzugsweise die Zwischenhülse 156 erfindungsgemäß eingesetzt, die dann beispielsweise entweder form- oder kraftschlüssig in dem Düsenkörper sitzt und am Innendurchmesser 150 die Düsennadel beweglich und circa hydraulisch dichtend führt, so dass hier auch Hartdrehen als Verfahren für die Innenbearbeitung des Düsenkörpers eingesetzt werden könnte, was enorme Kostenvorteile bietet und insbesondere vorteilhaft bei druckübersetzten Einspritzsystemen zur Geltung kommt, da hier die Anforderungen an die Form- und Lagetoleranzen sowie Oberflächengüte viel niedriger sein können, weil die Dichtwirkung ja aufgrund der niedrigeren Systemsdrücke (unübersetzt) geringer sein darf, vor allem weil die Düsennadel ja bereits offen ist, wenn die Druckübersetzung einsetzt, zumindest bei den meisten Konzepten, oder nur sehr kurzzeitig Maximaldruck an dem Düsennadelsitz anliegt.
35 zeigt die vorteilhafte Ausführung bzw. deren einzelne Schaltpositionen einer Einspritzdüse, ähnlich wie sie in 33 bereits ausgeführt wurde. Die obere Abbildung zeigt die Schaltposition bei geschlossener Düsennadel. Die mittlere Abbildung zeigt einer mittlere Schaltposition bei geöffneter Düsennadel, jedoch in der mittleren Lage durch die Führungs-Hülse aufgehalten, für die Einspritzung von geringeren Mengen und/oder die Einspritzung bei nicht aktiviertem Druckübersetzer usw. Die untere Abbildung zeigt die komplett geöffnete Düsennadel, wobei die Distanzhülse auch am Anschlag verbleiben könnte, oder sogar fest mit dem Düsenkörper verbunden sein könnte oder beide Hülsen zu einer einzigen zusammengefasst werden können usw.
36 zeigt ein vorteilhafte Variante, bei der beispielsweise zusätzlich noch eine Tellerfeder über der Führungs-Hülse angeordnet ist, wobei die Tellerfeder lose oder vorgespannt ausgebildet sein kann und dazu dient, die mehr Kraft der Düsennadel entgegen zu setzen, wenn diese das axiale Spiel durchlaufen hat, also in der mittleren Schaltposition auf die Führungs-Hülse trifft. Falls die Tellerfeder oder eine andere Federart vorgespannt ist, so ergibt sich ein Kraftsprung, der zusätzlich zu dem bereits ausgeführten hydraulischen Kraftsprung (durch die Führungs-Hülse ausgelöst) dem weiteren Öffnen der Düsennadel vorteilhaft entgegen wirkt, so dass diese trotz Massenträgheit in der mittleren Schaltposition verbleiben muss, um dann erst bei weiterer Druckabsenkung im Steuerraum oder bei Steigerung des Druckes unterhalb der Düsennadel den weiteren Hub durchführen zu können, der dann je nach Federkraft vorteilhaft beeinflusst werden kann. Ohne Vorspannung tritt nur ab dem weiteren Hub (aus der mittleren Schaltposition) ein entsprechend der Federkennlinie Kraft ein, die gegen die Öffnungsbewegung steht, um vorteilig diese beeinflussen zu können.
37 zeigt zwei von drei möglichen Schaltpositionen einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse, bei der vorzugsweise die Tellerfeder zwischen den beiden Hülsen angeordnet ist, so dass die Düsennadel beispielsweise auch öffnen kann, ohne dass der Steuerraum aktiviert wird, was zum Beispiel durch eine Druckerhöhung unterhalb der Düsennadel ausgelöst sein würde, die wiederum durch eine Druckverstärker-Aktivierung unabhängig von einer Steuerraumaktivierung denkbar ist, wie dies beispielsweise in 25 ausgeführt ist oder auch bei zum Beispiel nockengesteuerten Systemen der Fall sein kann, so dass die Düsennadel dann beispielsweise nur die Tellerfeder (oder sonstige Feder) zusammendrückt, um maximal das axiale Spiel 157 zu durchfahren, um dann von der Führungs-Hülse aufgehalten zu werden, die erst freigibt, wenn der Steuerraum druckentlastet wird oder der Druck unterhalb der Düsennadel weiter ansteigt.
Die obere Abbildung zeigt die erste Schaltposition bei geschlossener Düsennadel. Die zweite Schaltposition mit teilweisem oder ganzen Aufbrauchen des axialen Spiels 157 und entsprechender Zusammendrückung der Feder ist nicht dargestellt, sondern hier in der unteren Abbildung nur die letzte Schaltposition dargestellt, bei der beispielsweise die Düsennadel in ihrem Anschlag ist und der Steuerraum beispielsweise zumindest so weit druckentlastet wurde, dass die Tellerfeder zumindest teilweise entspannen konnte oder aber komplett entspannt ist, oder dass aufgrund der Mitnahme der Führungs-Hülse durch die Innennadel bei weiterer Druckerhöhung unter der Düsennadel bzw. weiterem Hub (bis in den Anschlag) die Tellerfeder dadurch entspannt wird, oder dass es eine Mischung aus beidem ist. Vorstellbar ist auch hier, dass der Steuerraum kein Steuerraum ist, sondern permanent wie in 25 mit dem Systemdruck beaufschlagt ist oder auch andere Konzepte vorteilhaft sein können, was im Übrigen auch für alle Figuren und Beschreibungen dieser Anmeldung gilt.
Zudem ist in 37 ersichtlich, dass das axiale Spiel auch durch einen Absatz an der Führungs-Hülse ausgebildet sein kann, oder es kommt alternativ vorteilhaft eine oder mehrer Hülsen und/oder Ringe an der Düsennadel dazu, um gezielt das axiale Spiel bereitzustellen. Zudem kann vorzugsweise die Distanz-Hülse am Innen- und/oder Außendurchmesser geführt sein oder an keinem von beiden, was je nach Bedarf vorteilhaft genutzt werden kann. Falls also wie hier skizziert beispielsweise beide Durchmesser hydraulisch dichten, so gibt es gewisses Druckniveau auch im Bereich der Tellerfeder, wobei dieses dann entsprechend der Führungslängen sich ausbildet, da der Druckabbau des Steuerraum über die Führungen circa linear bis zum Zwischenraum der Einspritzdüse verläuft. Vorzugsweise würde im Falle der 37 eine der beiden Führungen der Distanz-Hülse nicht hydraulisch dichtend sein, um somit den gleichen Druck im Bereich der Tellerfeder zu haben, wie er im Zwischenraum ist. Außerdem kann die Führungshülse noch einen Anschlag zur Distanz-Hülse erhalten, damit die Tellerfeder nur begrenzt vorgespannt wird, durch den Druck im Steuerraum. Prinzipiell ist dies, wie auch in den anderen Figuren gezeigt auch nutzbar für eine Einspritzdüse, die den Zwischenraum zum Ansteuern nutzt, während oberhalb der Nadel(n) vorzugsweise der Rücklauf angeschlossen ist, wie dies in 28 und 39 gezeigt ist.
38 zeigt die erfindungsgemäße Lösung für eine Koaxial-Vario-Düse mit mehreren, vorzugsweise zwei Düsennadeln und einer vorteilhaften Auslegung wie sie bereits in 36 beschrieben ist, wobei auch die anderen Figuren für die Anwendung mehrerer Düsennadeln vorteilhaft anwendbar sind. Die Innennadel 158 öffnet wie bereits beschrieben, während die Außennadel 159 hier vorzugsweise öffnet, sobald der Druck an der Druckstufe 160 groß genug ist um die Federkraft der optionalen Feder 161 zu überwinden oder die hydraulischen Kraft von oben aus dem Zwischenraum zu überwinden oder beispielsweise eine Mischung beider Varianten. Die Außennadel 159 schließt vorzugsweise ausgelöst durch die Schließbewegung der Innennadel 158, die dann die Außennadel 159 über den Außennadel-Anschlag 162 mitnimmt, so dass im Anschluss vorzugsweise die Außennadel über Feder- und/oder Druckkraft in den Sitz geschoben wird oder über die Massenträgheit die Bewegung bis zum Sitz aufrecht erhält, so dass dann die hydraulisch öffnende Kraft unter der Außennadel 159 größtenteils wegfällt.
39 zeigt eine erfindungsgemäße Einspritzdüse, für den Anwendungsfall, dass der Hülsen-Außendurchmesser 163 größer ist als der Düsennadel-Sitzdurchmesser und vorzugsweise auch größer als der untere Führungsdurchmesser der Düsennadel, so dass die hydraulische Resultierende hier schließend auf die Düsennadel wirkt. Dies hat dann zur Folge, dass der Zwischenraum zwischen den Führungen vorzugsweise als Steuerraum benutzt wird, in dem eine Druckbeaufschlagung ein Öffnen der Düsennadel bewirkt, während eine Druckentlastung das Schließen zur Folge hat, was umgekehrt zu sonstigen Düsen ist, jedoch vorteilhaft genutzt werden kann, wenn erfindungsgemäß die Masse der Düsennadel reduziert ist und zudem die hydraulische wirkende Fläche unterteilt ist, so dass zu Beginn die Düsennadel nur öffnet bis das axiale Spiel verbraucht ist, um dann vorteilhaft durch die Führungs-Hülse aufgehalten zu werden, weil diese durch eine Federkraft nach unten gedrückt ist und/oder durch eine Druckkraft ebenfalls nach unten gedrückt wird, die durch eine Druckbeaufschlagung des stirnseitigen Raumes 164 hervorgerufen wird. Diese Druckbeaufschlagung kann vorzugsweise permanent vorhanden sein, oder ebenfalls ansteuerbar oder sie ergibt sich vorteilhaft automatisch dadurch, dass die Düsennadel nach oben fährt, also ihren Hub durchläuft, und dabei Volumen im stirnseitigem Raum verdrängt, was dann vorteilhaft zu einer Druckerhöhung dort führt, besonders dann, wenn beispielsweise eine Drossel 165 den Durchfluss hemmt. Diese Drossel wirkt beim Schließen auch, jedoch ist hier der Effekt viel geringer und falls Kavitationsprobleme entstehen würden, könnte über eine Parallelschaltung von Drossel 165 und Rückschlagventil (nicht hier dargestellt sondern in anderen Figuren) dieses Problem behoben werden und zu dem die Düsenadel schneller schließen.
40 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in 32 und 33, jedoch ist hier auch das 3/2-Ventil als Baugruppe dargestellt, weshalb nun die Verbindungsbohrung 139 aus 33 hier über die Verbindungsbohrung 166 dargestellt ist. Außerdem ist hier beispielsweise das Rückschlagventil des Druckübersetzers nicht mehr zwischen den beiden Kolben des Druckübersetzers angeordnet, sondern näher an der Einspritzdüse, was im Detail Y bzw. 42 vergrößert dargestellt ist und den Vorteil hat, dass der die Kolben des Druckverstärkers ohne zentrale Bohrung und ohne Dichtsitz zwischen den beiden Kolben auskommt, so dass insbesondere bei einem kleinen Durchmesser des Verdränger-Kolbens weniger Einschränkungen bezüglich dessen Festigkeit und Druckverformungen bestehen und vorzugsweise auch das Rückschlagventil anderswo (siehe Detail Y) größer auslegbar ist. Die Verbindungsbohrung 122 aus 32 ist hier als Verbindungsbohrung 167 größtenteils gestrichelt gezeichnet, da sie hier nicht mehr in der Zeichnungsebene liegt, und somit größtenteils nicht sichtbar ist. Beispielsweise ragt sie teilweise in die Sammel-Ringnut hinein, weshalb die Sammel-Ringnut die Verbindungsbohrung 167 teilweise aufschneidet und somit die Öffnung nach unten geschaffen ist. Dies wird später weiter ausgeführt. Beispielsweise kann die Verbindungsbohrung 167 am unteren Ende dann mit der Ringnut 168 überschneiden, um hier eine Verbindung herzustellen. Diese Ringnut 168 wird dann vorzugsweise ebenfalls von einem weiteren Rückschlagventil genutzt, welches in 32 mit Rückschlagventil 108 dargestellt war und nun vorzugsweise direkt am Druckverstärker-Steuerraum angrenzt, und bei dem beispielsweise eine Kugel 170 hier zwischen dem Sitz der Kugel 170 und der Ringnut 168 gefangen ist. Ein weiterer Unterschied zu 32 besteht darin, dass die Verbindung zwischen dem Düsen-Steuerraum beispielsweise direkt mit dem Druckverstärker-Steuerraum ausgebildet ist, was vorzugsweise über die Axialbohrung 177 geschieht, und somit die Verbindung hinter dem Rückschlagventil (Kugel 170) bereit gestellt wird, statt wie in zum Beispiel in 32 vor dem Rückschlagventil 108 (was in den entsprechenden Figuren, zum Beispiel auch in 19 bereits beschrieben wurde). Dadurch dass die Verbindungsbohrung 167 aus der Zeichnungsebene gedreht wurde, kann nun eine vorteilhafte Spülung/Kühlung des Zwischenraumes der Einspritzdüse dargestellt werden, wobei vorzugsweise hier die Rücklaufbohrung 169 einerseits in den Zwischenraum mündet, während von der anderen Seite der Zulauf für die Spülung/Kühlung von der Steuerbohrung 176 herkommt und über die Drossel 171 der Durchfluss vorteilhaft begrenzbar ist, so dass vom nicht-übersetztem Systemdruck kühler Kraftstoff wirkungsgradgünstig zugeführt werden kann und der druckübersetzte Kraftstoff in der Zentralbohrung und unterhalb der Düsennadel indirekt gekühlt wird, was vorteilhaft für die Stabilität des Kraftstoffes ist und die Einspritzmenge temperatur-bereinigt erhöht. In 32 und 33 war der Entlüftungsraum des Druckverstärkers über die Bohrung 138 mit dem Rücklauf verbunden, während hier hingegen vorzugsweise eine Verbindung durch den Druckverstärker-Zylinder hindurch in ein weiteres Bauteil geleitet wird, was vorteilhaft der Motorkopfzylinder ist, und von dort aus beispielsweise über einen Filter 172 nach außen gelangt, wobei die Abdichtung von zwei O-Ringen 173 übernommen wird. Das Detail X zeigt dies vergrößert in 41. Besonders vorteilhaft die Bereitstellung einer beispielsweisen separaten Verbindung nach außen, um vorzugsweise ein anderes Medium/Fluid einzusetzen, welches innerhalb des Entlüftungs-Raumes Verwendung findet und nun kein Kraftstoff mehr sein muss, weil der Entlüftungs-Raum nach oben durch den Arbeitskolben und nach unten durch den Verdränger-Kolben und den Rückstellungskolben abgedichtet ist und die O-Ringe 173 eine weitere Abgrenzung bieten und die Verbindung zum Tank über die Bohrung 138 entfällt, weshalb dieser Raum auch einfach beispielsweise an die Umgebungsluft oder den Ansaugtrakt des Motor oder ähnlichem angeschlossen sein kann und dann gegebenenfalls lediglich Luft die Volumenverschiebungen ausgleichen muss, die entstehen, wenn die Kolben sich bewegen. Zum Beispiel entsteht beim nach unten Verfahren der Kolben eine Sogwirkung in den Entlüftungs-Raum hinein, falls der Rückstellungskolben im Vergleich zur Fläche des Arbeitskolbens abzüglich der Fläche des Verdränger-Kolbens eine größere Fläche bereitstellt, wobei denn beim Zurückstellen der Kolben wieder dieses Volumen zurückströmt. Im Falle, dass Luft verwendet wird, wird die Leckage der Kolben in den Entlüftungs-Raum hinein durch die Luft größtenteils aufgenommen, insbesondere weil je nach Auslegung der Dampfdruck des Kraftstoffes unterschritten werden kann. Durch den Filter 172 am Ausgang und/oder andere Maßnahmen, auf die später noch eingegangen wird, kann hier vorteilhaft die Luft gesäubert werden und dann weiter geleitet werden. Zudem ist in 40 die Druckquelle ausführlicher durch die Pumpe, das Rückschlagventil und das Druckbegrenzungsventil dargestellt, was dem Stand der Technik entspricht. Außerdem sind hier vorzugsweise Hydrospeicher 174 und Druckspeicher/Behälter 175 vorgesehen, die vorteilhaft Druckschwingungen ausgleichen können und teilweise auch das Gesamteinspritzsystem besser abbilden und die eventuell auch im Rücklauf vorzugsweise zwischen dem Filter und der Pumpe angeordnet sind, damit so der Filter weniger Durchfluss hat, weil die bereits gereinigte Kraftstoffmenge unmittelbar wieder der Pumpe zugefügt wird, und beispielsweise noch eine Kühlung oder andere Baugruppen durchläuft. Die Speicher können auch zur Speicherung von beispielsweise Bremsenergie verwendet werden, wie in anderen Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Das 3/2-Ventil ist hier gezeigt, wie es bereits im Stand der Technik enthalten ist, jedoch ist eine vorteilhafte Ausgestaltung derart, dass die verwendeten Bauteil zweiteilig ausgeführt sein können. Hierbei ist vorzugsweise die Hülse (mit den Hülsen-Drosseln 260) zu nennen, die als zweiteiliges Bauteil andere Montagekonzepte ermöglicht, was ebenso für die darüber angeordnete Niederhalter-Scheibe zum Niederhalten der Hülse gilt, als auch für die Hülse, die über dieser Niederhalter-Scheibe angeordnet ist zur weiteren Niederhaltung dient und auf der dann der Magnettopf über den Deckel das ganze axial fixiert. Auch die Einstellscheibe oder Tellerfeder unter der Niederhalter-Scheibe kann zwei- oder wie die anderen Bauteil mehrteilig sein.
41 zeigt das Detail X aus 40 bzw. die vorteilhafte Durchführung aus dem Entlüftungs-Raum heraus, die vorzugsweise so ausgeführt ist, dass über die Radialbohrung 178 eine Verbindung zwischen dem Entlüftungsraum und dem äußeren Bereich des Zylinders hergestellbar ist, wobei die sichtbare Überschneidung im Innern durch die Bohrungskante 179 und im Äußeren durch die unsichtbare/gestrichelte Bohrungskante 180 gekennzeichnet ist, wobei beide in Form einer Ellipse dargestellt sind, weil die Radialbohrung 178 nicht in der Zeichnungsebene verläuft, sondern dahinter beginnt und nach hinten weggeht, um dann in die Außen-Ringnut 181 zu münden, wodurch vorteilhaft die Verbindung des Entlüftungs-Raumes nach außen realisierbar ist.
42 zeigt das Detail Y aus 40 und wie die Ringnut 168 Verbindungsbohrung 167 aufbricht, wobei diese Öffnung 182 in der Zeichnungsebene durch die axial verlaufende vordere Überscheidungskante 183 und die parallel dazu verlaufende hintere Überschneidungskante 184 begrenzt ist, während die sichtbare untere Rand 185 und der sichtbare obere Rand 186 der Ringnut 168 die Öffnung 182 nach oben und unten in der Zeichnungsebene eingrenzen, während diese Öffnung 182 dreidimensional ja größer ist als der in die Zeichnungsebene hinein projizierte Querschnitt der Öffnung 182, wie er zweidimensional in 42 ersichtlich ist. Zudem kommt die axiale Öffnungsfläche 187 am oberen Rand der Ringnut 168 hinzu, weil dort ein Teil der Rücklaufbohrung 169 als axiale Öffnungsfläche 187 freiliegt. Die axiale Öffnungsfläche 187 ist in 43 schattiert aufskizziert, nicht maßstabsgetreu.
44 zeigt ein Beispiel für einen vorteilhaften Injektor, der im Unterschied zu 40 vorzugsweise so aufgebaut ist, dass das erste Ventil zusätzlich zur Funktion der Entleerung des Druckverstärker-Steuerraumes vorzugsweise noch zusätzlich die Funktion für dessen Rückbefüllung beinhaltet, weshalb dieses Ventil vorzugsweise so aufgebaut ist, dass über die Zulauf-Verbindung 321 mit dem Zulauf/Systemdruck verbunden ist, wobei die Zulauf-Verbindung 321 in die Zulauf-Ringnut 322 mündet, während die Ventilnadel eine Ventilnadel-Schieberfläche 323 erhält, die mit der fluchtend darüber angeordneten Zylinder-Schieberfläche 324 in Überdeckung geht, wenn die Nadel öffnet, was dann dazu führt, dass die Zulauf-Ringnut 322 verschlossen ist, und somit die Zulauf-Verbindung 321 getrennt wird von der Sammel-Ringnut, die ja wiederum die Verbindungsbohrung zum Druckverstärker-Steuerraum beinhaltet. Dies bedeutet, dass bei geschlossener Ventilnadel der Druckverstärker-Steuerraum mit dem Zulauf/Systemdruck verbunden ist und somit der Druckverstärker inaktiv ist oder rückbefüllt wird, falls die Kolben noch nicht am oberen Anschlag sind, oder alternativ bei einer beispielsweise geöffneten Ventilnadel mit dem Rücklauf verbunden wird, während der Zulauf gesperrt ist, was dann zur Druckentlastung des Druckverstärker-Steuerraums führt und zur Aktivierung des Druckverstärkers. Vorteilhaft ist hier, dass somit zwei 3/2-Ventile zum Einsatz kommen und die Rückbefüllung durch das zweite Ventil entfallen kann, weshalb dieses zum Beispiel noch kleiner gebaut werden kann und auch das Rückschlagventil 170 in 40 bzw. 108 in 32 entfallen kann.
45 zeigt das Detail Z aus 44 vergrößert, bei dem man den Freihub des Schiebers als Abstand der Ventilnadel-Schieberkante 188 und der unteren Zylinder-Schieberkante 189 sehen kann. Zudem ist beispielhaft ersichtlich, dass hier die Schieberüberdeckung im Falle, dass die Nadel von der geschlossenen in die geöffnete Schaltposition fährt beispielsweise ungefähr die Hälfte des Nadelhubes 190 beträgt und beispielsweise der in der 45 gezeichnete Freihub (geschlossene Ventilnadel gezeichnet) ebenfalls circa die Hälfte des Nadelhubes 190 beträgt. Im Verlauf des Nadelhubes besteht also ein Kurzschluss zwischen Zulauf und Rücklauf, der erst beendet wird, wenn der Freihub durchfahren wurde, was deshalb vorzugsweise möglichst schnell sein sollte, weshalb jegliche Dämpfungsmaßnahmen den Nachteil haben, dass Wirkungsgrad des Einspritzsystems verloren geht, weshalb die gezeigten Maßnahmen (Dämpfungskopf, Anschlag als Verzögerung bei der Aktivierung...) vorteilhaft sind, im Vergleich zum Stand der Technik. In der 45 ist unter anderem die Verbindungsbohrung zusätzlich nochmals vergrößert dargestellt. Die schattierte Öffnungsfläche 191 ist wieder lediglich zweidimensional in Zeichnungsebene darstellbar und dreidimensional in Wirklichkeit größer. Die an ihr angrenzenden Kanten und die Kanten, die in ihr liegen sind sichtbare Kanten, da sie Teil der Öffnung sind und nicht durch die Ventilnadel oder die Drucksperre verdeckt werden. Dabei ist Bohrerkante 192 die sichtbare Kante des Innern der Bohrung, während die anderen bereits beschriebenen sichtbaren Kanten an der schattierten Öffnungsfläche 191 die Schnittkontur ist, die die Sammel-Ringnut an der Verbindungsbohrung bildet und sichtbar sind, während die restlichen Kanten, die dann links von der mit Dreiecken befüllten Fläche 193 und 194 befindlich sind, nämlich Kante 195, Kante 196 und Kante 197 im Prinzip sichtbare Kanten wären, wenn sie jedoch hier nicht durch die Ventilnadel oder die Drucksperre verdeckt würden.
46 zeigt hier eine ähnliche Variante wie 44, jedoch ist hier vorteilhaft eine andere Kühlung als bislang vorgesehen, die vorzugsweise so ausgelegt ist, dass eine Kühlpumpe 198 über ein Rückschlagventil und einen Filter 199 und die Kühlbohrung 200 vorzugsweise ein separates Kühlmittel bis in den Zwischenraum der Einspritzdüse pumpt, um von dort aus beispielsweise über die Düsenkörper-Bohrung 201 und die Düsenspannmutter-Bohrung 202 und den Spalt außerhalb der Düsenspannmutter in eine erste Zylinder-Ringnut 203 gefördert zu werden und dann über eine Zylinder-Radialbohrung 204 durch den Entlüftungs-Raum und durch das Verbindungsrohr in die Zylinder-Austrittsbohrung 205 und die zweite Zylinder-Ringnut 206 und eine Anschlussbohrung 207 des Zylinderkopfes oder ähnlichem in den Kühlkreislauf zurückzukehren und beispielsweise über einen Behälter/Druckspeicher und Kühler 208 wieder zur Pumpe zu gelangen, um von dort aus wie beschrieben weiter zu strömen und auch eventuell andere Kühlkreisläufe zu bedienen, was an der Trennung 209 ersichtlich ist. Vorteilhaft ist hier, dass große Mengen an Kühlmittel mit nur wenig Pumpendruck zur Kühlung bereit gestellt werden können, um somit den Injektor so gut zu kühlen, dass selbst empfindliche Kraftstoffe problemlos eingespritzt werden können, weil die Temperatur auf ein gewünschtes Maximalmaß nicht hinaus geht. Vorstellbar ist dies in den normalen Kühlwasserkreislauf zu integrieren, was beispielsweise über die bestehenden Kühlwasserbohrungen und Kühlräume im Zylinderkopf geschehen könnte, oder beispielsweise diese nur als Ablauf dienen, während der Zulauf über eine separaten Kühleintritt 210 bereitgestellt wird, über den dann vorteilhaft frisch gekühltes Kühlmittel zugeführt wird. Weiter Elemente, Kühler, Filter, Hydrospeicher... können natürlich auch vorteilhaft Verwendung finden. Der obere O-Ring und der mittlere O-Ring dichten vorzugsweise die zweite Zylinder-Ringnut 206 ab, während beispielsweise der mittlere O-Ring zusätzlich zusammen mit dem unteren O-Ring die Düsenspannmutter und die erste Zylinder-Ringnut 203 abdichten. Es können beispielsweise auch andere Dichtungen eingesetzt werden oder teilweise ganz auf zusätzliche Dichtungen verzichtet werden, je nach Zylinderkopfvariante usw.
47 hat den gleichen oder ähnlichen Kühlweg, jedoch ist hier eine vorteilhafte Lösung beschrieben, bei der vorzugsweise die Kühlpumpe entfällt, was dadurch ermöglicht ist, dass der Pumpeffekt des Druckverstärkers wie er bereits in 40 beschrieben wurde für die Förderung des Kühlmittels eingesetzt wird. Hierzu saugt der Rückstellungs-Kolben das Kühlmittel beim Runterfahren in den Entlüftungs-Raum, weil dessen Kolbenfläche größer ist, als die Arbeitskolben-Fläche (abzüglich der Verdränger-Kolbenfläche) und er saugt dies hier über das erste Rückschlagventil 211 und den Filter aus dem Tank und/oder dem Rücklauf 212, während das zweite Rückschlagventil 213 verhindert, dass Kühlmittel aus dem Behälter über die Leitung 214 in den Entlüftungs-Raum strömt. Die Rückschlagventile legen also hier vorzugsweise die Strömungsrichtung fest, während die Flächenverhältnisse der Kolben festlegen, ob beim Rauf- oder Runterfahren der Kolben Volumen aus dem Entlüftungs-Raum verdrängt oder in den Entlüftungs-Raum hinein gesaugt wird. Hier ist es beispielsweise so, dass dann bei der Rückstellung der Kolben Volumen aus dem Entlüftungs-Raum herausströmt und über die Leitung 214 und das zweite Rückschlagventil 213 strömt, während das erste Rückschlagventil 211 ein Zurückströmen in Richtung Filter verhindert. Die Pfeile in der Figur zeigen die Strömungsrichtung an die zuerst als Beispiel beschrieben wurde, also beim Runterfahren der Kolben. Weil das Rückstellen der Kolben wesentlich langsamer als das Runterfahren verläuft, ist die Strömungsgeschwindigkeit dann ebenfalls langsamer, dafür aber länger.
48 zeigt eine vorteilhafte Lösung auf, die vorzugsweise eine umgekehrte Strömungsrichtung vorsieht, was hier beispielsweise durch die umgekehrte Anordnung der Rückschlagventile geschieht, wobei die anderen Bauteile ebenfalls sinnvoller Weise umgeordnet sind. Hier wird dann aus dem beispielsweise Zylinderkopf Kühlmittel eingesaugt, um dann über den Entlüftungs-Raum und die Einspritzdüse wieder zum Kühler bzw. Tank bzw. Filter zu gelangen. Dies kann vorteilhaft genutzt werden, wenn das schnelle Einsaugen beim Runterfahren der Kolben über größere Querschnitte bedienen will, oder andere Gründe dies sinnvoll machen. Natürlich kann auch Kraftstoff als Kühlmittel eingesetzt werden oder ander Medien, je nachdem ob zum Beispiel eine Kraftstoff-Vorförderpumpe vorhanden ist oder nicht, oder wie die Möglichkeiten sind und auch die Beschaffenheit des Kraftstoffes selbst. Ein Kühlmittel würde ein zweites Fluid im Injektor darstellen, welches vorteilhaft genutzt werden kann zum Beispiel als Wasser mit Frostschutz analog zu Öl-Wasser-Emulsion usw., wobei diese Vorteile bereits beschrieben wurden.
49 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem vorteilhaft ebenfalls mindestens zwei Fluide im Injektor Verwendung finden, wobei hier vorzugsweise ein Arbeitsfluid und ein Kraftstoff-Fluid integriert sind und beide notwendig sind, um diesen Injektor zu betreiben, während man auf Kühl-Fluide eventuell verzichten könnte. Beispielsweise ist die Auslegung so, dass eine Kraftstoff-Quelle 215 vorhanden ist, die über die Kraftstoff-Bohrung 216 und das die Rückschlagventil-Zulaufbohrung 217 zum Rückschlagventil 218 gelangt, wo es von dort im Falle des Rückstellens der Kolben die entstehenden Räume unterhalb des Verdränger-Kolbens befüllt, während die Kraftstoffverbindung zur Kraftstoffquelle 215 vom Rückschlagventil 218 gesperrt wird, wenn der Verdränger-Kolben nach unten fährt und die Druckverstärkung stattfindet. Hier besteht vorzugsweise also keine Verbindung mehr zu dem zweiten Ventil und auch nicht zu dem ersten Ventil bzw. dem Rückbefüllungs-Raum des Druckverstärkers. Zudem kann Kraftstoff über das Rückschlagventil 218 zur Einspritzdüse strömen, wenn diese öffnet, was vorzugsweise geschieht wenn das 3/2-Ventil den Einspritzdüsen-Steuerraum druckentlastet, ohne dass die Kolben des Druckverstärkers losgefahren wären, wie dies bereits in vorherigen Figuren ausgeführt wurde. Allerdings sollte die Kraftstoff-Quelle 215 vorzugsweise einen Druck haben, der mindestens so hoch ist, dass der für eine saubere Verbrennung beispielsweise der Voreinspritzung ausreicht, was ja bereits bei niedrigen Drücken der Fall ist, oder sogar für weitere Einspritzformen (Leerlauf...), was eventuell vor allem durch einen Einspritzdüse mit zwei Düsennadeln und zwei Spritzloch-Lochkreisen ermöglichbar ist. Auf diese Einspritzdüse wird später noch eingegangen. Vorteilhaft ist es den Druck der Kraftstoff-Quelle 215 niedrig zu halten, um somit dessen Druckerzeugung durch einfache Pumpen, beispielsweise Zahnradpumpen, bereitstellen zu können und auch wenig Temperaturerhöhung vorhanden sind und der Kraftstoff somit wenig Qualitäts-Veränderungen erfährt. Am niedrigsten kann der Kraftstoffdruck gehalten sein, wenn er gar nicht mit dem Druck aus der Kraftstoff-Quelle 215 eingespritzt wird, auch nicht zur Voreinspritzung wie oben geschildert. Falls jedoch eine Voreinspritzung... möglichst ohne Arbeitsaufnahme des Druckverstärkers zu Stande kommen soll, benötigt man vorzugsweise eine zusätzlichen Druckverstärker, wie dies in mehreren Beispielen ab 60 aufgezeigt ist. Im Allgemeinen ist ein niedriger Druck im Verdränger-Raum, hier also als Kraftstoffdruck, hauptsächlich nur möglich falls ein Druckverstärker mit hydraulischer Rückstellung vorgesehen ist, da somit genügend Rückstell-Kraft bereit gestellt werden kann, was über die Druckfeder alleine nicht sinnvoll umsetzbar ist, weil diese ja auch den maximalen Übersetzungsdruck senkt und zudem sehr viel Bauraum benötigen würde. Die 49 hat vorzugsweise ein Arbeitsfluid, welches vorzugsweise den Druckverstärker und/oder auch das Steuerventil, vorzugsweise als 3/2-Ventil bedient, und beispielsweise Kraftstoff ist oder auch Hydrauliköl oder anders sein könnte. Somit könnte auch ein Injektor Verwendung finde, der für das erste Ventil ein 2/2-Ventil benutzt und wobei dann das zweite Ventil (als 3/2-Ventil) die Rückbefüllung des Rückbefüllungs-Raumes zwecks Rückstellung der Kolben über ein Rückschlagventil bedient, während ja die Druckentlastung des Rückbefüllungs-Raumes über das 2/2-Ventil läuft und das Rückschlagventil vorzugsweise verhindert, dass das 3/2-Ventil ebenfalls dabei hilft. 40 und andere zeigten bereits solche Varianten, wobei auch hier Kombinationen aus einzelnen Ausführungen vorteilhaft denkbar sind, so zum Beispiel die Verwendung des Kühlkreislaufes aus den gezeigten 46 bis 48. Auch kann der Steuerraum der Einspritzdüse wieder vor das Rückschlagventil verlegt werden, was ja in 32 und 33 gegeben ist und bereits beschrieben wurde.
50 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, welches vorzugsweise so gestaltet ist, dass die Kraftstoffquelle 219 das 3/2-Ventil 220 (zweite Ventil) mit Kraftstoff (oder für Sonderanwendungen ein anderes Fluid) statt mit Arbeitsfluid wie in 49 versorgt oder lediglich Kraftstoff als Fluid zu benutzen (ungeachtet des Themas Kühlung), weil somit vorteilhaft für das Arbeitsfluid sein eigener optimaler Systemdruck gewählt werden kann und für die Kraftsttoffquelle 219 ebenso ihr eigener optimaler Systemdruck gewählt werden kann, um somit die Gesamtrandbedingungen einzelner Systemanwendungen besser berücksichtigen zu können und dadurch Effizienz zu steigern und Verbrauch zu senken und gleichzeitig auch bestehende Arbeitsfluid-Druckquellen 221 nutzen zu können, die sowieso für die Gesamtanwendung des Fahrzeuges, Schiffes oder der Maschine bzw. des Gerätes benötigt werden. Die Funktionsweise ist ähnlich zu den bisherigen Figuren oder eine Synergie davon, weshalb hier nur kurz eingegangen wird, dass der Steuerraum des ersten Ventils 222 mittels Kraftstoff (bzw. dem entsprechendem Fluid) angesteuert wird, während das erste Ventil 222 selbst das Arbeitsfluid schaltet, welches vorzugsweise den Rückbefüllungs-Raum des Druckverstärkers mit der Arbeitsfluid-Druckquelle 221 oder mit dem Arbeitsfluid-Tank 223 verbindet, der hier größer gezeichnet ist als der Kraftstoff-Tank 224. Die Abdichtung zwischen Kraftstoff und Arbeitsfluid im ersten Ventil 222 geschieht vorzugsweise über dessen hydraulisch dichtende Nadelführung und die Dichthülse. Im Falle dass der Druck der Kraftstoffquelle 219 größer ist als der Druck der Arbeitsfluid-Druckquelle 221 strömen maximal sehr geringe Leckagemengen von Kraftstoff in das Arbeitsfluid, was unbedenklich ist (zum Beispiel wenn Diesel in Hydrauliköl einginge), weil die Mengen viel zu gering sind im Vergleich zu der größeren Menge des Arbeitsfluids, welches vorzugsweise ja noch andere Funktionen der Gesamtsanwendung bedient. Im umgekehrten Falle würde Arbeitsfluid in den Kraftstoff fließen. Hier ist es so, dass diese Menge dann über das zweite Ventil in den Kraftstofftank 224 fließt, statt zur Einspritzdüse zu gelangen, wobei selbst in diesem Falle die Menge aufgrund der engen Führungsspiele viel zu gering wäre, um verbrennungstechnisch Probleme zu bereiten. Dennoch gibt es Ersatzlösungen, die vorteilhaft sozusagen vollständig trennen, was in 51 und 52 weiter aufgezeigt wird. In 50 ist beispielsweise nur eine Zulaufdrossel 225 vorgesehen, während der Ablauf des Steuerraums der Einspritzdüse nur durch das zweite Ventil gedrosselt wird, aufgrund der Einschränkungen für Hub, Durchmesser usw. des zweiten Ventils. Die weitere Schnittstelle zwischen beiden Fluiden befindet sich im Entlüftungs-Raum, da dort entlang der Führung des Verdränger-Kolbens Kraftstoff in den Entlüftungs-Raum fließt, welcher in der 50 beispielsweise über die Bohrung 226 mit dem Arbeitsfluid-Tank 223 verbunden ist, so dass der Kraftstoff sich im Arbeitsfluid verdünnt, was aufgrund der geringen Mengen für das Arbeitsfluid unbedenklich ist (insbesondere bei Diesel und Hydrauliköl, aber auch bei Diesel und Öl-in-Wasser-Emulsion usw.). Es könnten aber auch Abscheider den Diesel vom Arbeitsfluid trennen, welches dann beispielsweise bei Wartungen abgelassen wird, oder automatisch in den Kraftstofftank 224 fließt oder im Ansaug- oder Abgastrakt in günstigen Zeitpunkten entsorgt wird, beispielsweise beim Reinigungsprozess des Rußfilters usw. In den Entlüftungs-Raum fließt gegebenenfalls auch geringe Leckagemenge von Arbeitsfluid, entlang der Führung des Arbeits-Kolben. Da der Entlüftungs-Raum hier vorzugsweise mit dem Arbeitsfluid-Tank verbunden ist, ergeben sich keine Nachteile.
51 zeigt ein Beispiel für eine Abdichtung zusätzlich zur Nadelführung, die vorzugsweise ein Dichtring 227 ist und vorteilhaft die Trennung zwischen dem Arbeitsfluid und dem Kraftstoff (oder einem anderen Fluid) ermöglicht. Hier hat die vorzugsweise eine Ringnut 228 an der Nadel (die auch am Zylinder angebracht werden kann, oder an beiden Bauteilen) den Vorteil, dass diese bespielsweise mit Arbeitsfluid-Tank oder Kraftstoff-Tank oder anderen günstigen Räumen (die auch separate Behälter usw. sein können) verbunden werden kann, was vorzugsweise mittels Bohrungen realisiert wird, so dass hier Leckage-Menge abgeleitet werden kann und auch der Druck der noch innerhalb der Führung besteht (und wegen des Dichtrings einen anderen Verlauf entlang der Führung hat), abgeleitet werden kann, so dass zumindest zwischen Dichtring 227 und Ringnut 228 circa Tankdruck (bwz. der Druck des angeschlossenen Raumes) anliegt, was für die Dichtwirkung/Trennung des Dichtringes und auch der Führung selbst vorteilhaft ist. Dies ist beispielsweise auch nutzbar ohne Dichtring 227 oder andere Maßnahmen.
52 zeigt als Beispeil die Verwendung einer Membrane 229, die vorzugsweise vorgefaltet ist, so dass beim Öffnen der Ventilnadel die Membrane in günstige Richtung verformt. Die Ringnut ist hier vorteilhaft, um ähnlich wie beim O-Ring Fluid in den Tank abzuleiten und auch den Druck an der anliegenden Membranseite 230 gering zu halten. Auch hier sind, wie in 51, die Bohrungen nicht dargestellt, die die Ringnut mit dem jeweiligem Raum/Tank usw. verbinden.
53 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie 50, jedoch ist das zweite Ventil in die Zeichnung integriert, wie auch das Rückschlagventil 231 usw., wobei dieses vorzugsweise ähnlich gestaltet ist wie in 49, jedoch hier die Verbindung zum zweiten Ventil geht, statt direkt zur Kraftstoffquelle wie in der 49 gezeigt. In der 53 ist zudem der Entlüftungs-Raum wieder nach außen statt zum Arbeitsfluid-Tank angeordnet, was für die Trennung der beiden Fluide somit die Möglichkeit ergibt, den Entlüftungs-Raum als Trennraum zu verwenden und somit als separaten dritten Bereich neben den anderen beiden Bereichen der Fluide. Falls hier zudem ein drittes Fluid für diesen dritten Bereich verwendet würde, so kann dieses sozusagen Trennfluid vorteilhaft auch als Kühlmittel verwendet werden und eine Kühlung des Entlüftungs-Raumes und/oder der Einspritzdüse vorteilhaft vorgenommen werden, wobei Einträge von Kraftstoff oder Arbeitsfluid in dieses dritte Fluid problemfrei sind, da das Kühlmittel in großen Mengen verfügbar ist und sich dies nur geringfügig auswirkt, teilweise sogar die Schmierwirkung für die Wasserpumpe verbessert, falls die Kühlung des Motors verwendet würde. In 53 ist vorzugsweise der Entlüftungs-Raum über einen Filter mit der Umgebung verbunden, was beispielsweise so aussehen kann, dass Luft im Entlüftungs-Raum als Trennmedium verwendet wird, die dann Verbindung ins Freie haben kann oder anderswo hin, zum Beispiel in den Ansaugtrakt, oder in den Tank, aber bei Verwendung von Luft dann oberhalb des Kraftstoffspiegels. In 53 wird ebenfalls Kraftstoff vorzugsweise zur optionalen Kühlung eingesetzt, mit Wirkungsgradvorteilen, je tiefer der Druck der Kraftstoffquelle sein kann. Die Drossel 232 ist entsprechend dimensionierbar. Der Druckverstärker-Steuerraum könnte beispielsweise auch mittels des zweiten Ventils, also mit Kraftstoff gesteuert werden, wobei dann vorzugsweise das erste Ventil entfallen würde. Alternativ könnte auch das erste Ventil wie es in 53 gezeigt ist, den Steuerraum der Düse ansteuern, wobei dann das zweite Ventil vorzugsweise als 2/2-Ventil ausgelegt sein könnte. Ein 2/2-Ventil für das zweite Ventil würde auch für die 53 funktionieren, wobei dann vorzugsweise der Steuerraum des ersten Ventils mit einer Zu- und Ablaufdrossel ausgelegt sein würde und der Zulauf permanent gelegt wäre, während der Ablauf vom 2/2-Ventil (oder gegebenenfalls 3/2-Ventil) mit dem Tank verbunden und gesperrt wäre, je nach Schaltstellung des zweiten Ventils. Dann kann auch der Steuerraum der Einspritzdüse vorzugsweise so wie für den Steuerraum des ersten Ventils ausgelegt sein oder auch beispielsweise die Einspritzdüse über das erste Ventil (vorzugsweise als 3/2-Ventil) geschaltet werden. Beispielsweise kann auch die Einspritzdüse permanent an einen der beiden Zuläufe/Druckquellen angebunden sein, wobei sie dann vorzugsweise öffnet, wenn die Druckerhöhung durch den Druckübersetzer hier einen höheren Druck an den Düsennadel-Sitz bringt, und somit die hydraulische Kraft hoch genug ansteigt, um die Düsennadel zu öffnen. Dies wurde und wird in dieser Anmeldung an anderen Stellen auch ausgeführt.
54 zeigt eine Variante für den Ausgang der Entlüftungsbohrung wie er zum Beispiel auch in 53 an dessen Ausgang integriert ist und auch dort schon beschrieben wurde.
55 zeigt auf, dass vorteilhaft die Luft nach oben weggeführt wird, um Flüssigkeit möglichst weg vom Filter zu halten, wobei dann an einem unteren Leitungsende auch ein Ablass vorgesehen sein kann, der bei Wartung oder gesteuert oder automatisch Flüssigkeit ablässt. Automatisch zum Beispiel dann, wenn der Druck im Entlüftungs-Raum und/oder der Abflussleitung aufgrund von Zunahme von Fluid ansteigt und somit zum Öffnen einen Überdruckventils führt, in dem dann vorzugsweise Fluid abgelassen wird, was so die 56 darstellen soll, wobei hier zusätzlich ein Hydrospeicher und ein Behälter/Druckspeicher optional eingesetzt sind, die es auch erlauben den Abfluss in sich und somit den Entlüftungs-Raum in sich als geschlossenes System darzustellen, was lediglich durch das optionale Überdruckventil/Ablassventilnach außen Zugang hätte. Optional auch hier der Kühler.
57 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wobei hier an Stelle des Überdruckventils eine Sperrventil eingefügt ist, beispielsweise als 2/2-Ventil, was beispielsweise manuell oder elektrisch schaltbar ist, oder beides, um Flüssigkeit abzulassen, die sich hinter dem optionalen Kühler im Behälter ansammeln kann, wobei der Behälter selbst bereits genügend Kühlwirkung erzielen dürfte, falls er außerhalb des Motors befindlich wäre.
58 zeigt wieder eine Variante mit Behälter/Druckspeicher und einem Rückschlagventil, was nur ein Reinziehen von Medium (vorzugsweise Luft) über den optionalen Filter erlaubt.
59 zeigt eine Variante in der ein Rückschlagventil oder ähnliches Ventil nur zulässt, dass vorzugsweise Luft über einen Filter in den Bereich des Abflusses des Entlüftungs-Raumes gelangen kann, was vorzugsweise dazu genutzt wird, dass im Falle des Ablassen von Flüssigkeit/Medium/Luft, über das Sperrventil, frische Luft nachströmen kann, um das Ablassen zu ermöglichen, falls keine Entlüftungsbohrung oder ähnliches vorgesehen wäre.
60 zeigt Ausführungsbeispiel, welches vorzugsweise dazu dient, die Möglichkeit zu bieten den Druck der Kraftstoffquelle tiefer festzulegen als in den vorherigen Figuren, weil hier zusätzlich vorteilhaft ein zweiter Druckverstärker eingesetzt wird. Die Funktionsweise und Gestaltung wird vorzugsweise so definiert, dass über die Bohrung 233 und die Bohrung 234 der Kraftstoff (oder anderes Fluid) von der Kraftstoff-Druckquelle 235 in den Zylinder des Verstärkers bzw. in die Zulauf-Bohrung 236 eingespeist wird, um von dort aus in eine Nut 240 zu münden, die dann den Druckverstärker-Arbeitskolben des kleinen Druckverstärkers oberhalb mit Zulaufdruck versorgt und über das Rückschlagventil 241 den Verdränger-Kolben 242 des kleinen Druckverstärkers mit dem Zulauf verbindet, wenn dieser nach der Arbeit wieder noch oben fährt, wobei zusätzlich über das Rückschlagventil 241 und das zweite Rückschlagventil 243 der Verdränger-Raum des großen Druckübersetzers und die anderen größtenteil zentral angelagerten Räume bis zur Düsenkuppe eine Verbindung zur Kraftstoffdruckquelle möglich ist, wenn zum Beispiel der Verdränger-Kolben des großen Druckverstärkers zurück nach oben fährt oder die Einspritzdüse öffnet, ohne das der kleine Druckverstärker aktiviert wäre. Die Bohrung 233 und 234 verlaufen hier beispielsweise nach hinten (in die Zeichnungsebene hinein), und treffen sich im Innern an der Überschneidung 237, und somit ergeben sich lediglich für beide Bohrung nur zwei sichtbare Kantenverläufe 238 und 239 in der gezeichneten Zeichnungsebene, auch um somit in der Skizze besser alle notwendigen Bohrungen ersichtlich zu machen, denn vorzugsweise würden die Bohrungen so angeordnet, dass sie möglichst direkt und gerade verlaufen bzw. auf eine der beiden Bohrungen 233 oder 234 verzichtet werden könnte, was im Übrigen auch für die anderen verdeckt/gestrichelt gezeichneten Bohrungen gilt, und in einer anderen Schnittebene möglich ist, da hier Bauraum zur Integration bereit steht. Die Aktivierung des kleinen Druckverstärkers wird vorzugsweise, wie im folgenden beschrieben, über das zweite Ventil ausgelöst, wenn das zweite Ventil über die Bohrung 244, 245 und 246 und über die Nut 247 der Steuerraum 248 des kleinen Druckverstärkers mit dem Rücklauf bzw. dem Kraftstoff-Tank 249 verbunden wird, was vorteilhaft dazu führt, dass die Kolben des kleinen Druckverstärkers nach unten fahren und sich das Rückschlagventil 241 schließt, während der druckübersetzte Kraftstoff über das Rückschlagventil 243 über eine oder mehrere Verbindungs-Bohrungen 252 in eine oder mehrere Radialnuten 249 zur Zentralbohrung der Einspritzdüse gelangt und dort die Einspritzdüse öffnet, falls die hydraulischen Flächen bzw. die hydraulischen Druckverhältnisse dies erlauben und/oder weil der Druck im Steuerraum 250 der Einspritzdüse so weit abgefallen ist, dass die Düsennadel öffnen muss. Vorzugsweise werden auch Drosseln eingesetzt, wie auch schon in anderen Ausführungsbeispielen gezeigt und sowieso an jeder Bohrung vorstellbar sind in dieser Anmeldung. Vor allem aufgrund der Steuerbohrungs-Drossel 251 gibt es nämlich ein vorteilhaftes Druckniveau, was vorzugsweise so ausgelegt wird, dass der kleine Druckverstärker aufgrund seiner Arbeit bzw. seines Verfahrens nach unten Volumen aus dessen Steuerraum 248 entgegen dieser Drossel schiebt und somit sich ein Druckniveau ergibt, was auch abhängig davon ist wie groß diese Drossel ist bzw. wieviel Staudruck hier entsteht, der dann vorzugsweise dazu genutzt wird, dass die Düse nur öffnet wenn der kleine Druckverstärker bereits genügend Druck aufgebaut hat, oder beispielsweise genutzt wird um ein dieses Druckniveau für ein schnelleres Schließen (Vorspannung des Steuerraumes 250) bereit zu halten, um die Voreinspritzung leichter zu ermöglichen, wobei es hier so einstellbar ist, dass die Vorspannung des Steuerraumes ausreicht die Düse unmittelbar nach deren Öffnen wieder zu schließen, weil der Druckabfall am Düsensitz (und beispielsweise auch am kleinen Druckverstärker) zu groß ist, als dass die Düsennadel weiter verfahren könnte, sondern wieder zugedrückt wird. Dies kann sich sogar mehrmals wiederholen, was Mehrfach-Voreinspritzungen entsprechen würde, so lange bis der Verdränger-Kolben 242 nicht mehr weiter fährt, weil ein Anschlag erreicht wurde, der beispielsweise über einen Anschlag 253 am Arbeitskolben ermöglicht werden kann, oder vorher bereits der Druck am zweiten Ventil (hinter der Steuerbohrungs-Drossel 251) so weit abgefallen war, dass sich die Ventilnadel 254 des ersten Ventils bereits geöffnet hatte und der große Druckverstärker aktiviert wurde, und nun dessen Kolben abwärts fahren und die Druckübersetzung zu beginnen, deren Druckniveau vorzugsweise ein höheres Druckniveau hat, als das Druckniveau des kleinen Druckübersetzers, was somit vorteilhaft dazu führt, dass das Rückschlagventil 243 schließt, und der hohe Druck an der Einspritzdüse und diese dann öffnet oder die bereits im Gange gewesene Einspritzung weiterzuführen. Die höhere Druck bewirkt zudem ein weiteres Öffnen der Düsennadel (größerer Hub), was aber beispielsweise und vorzugsweise auch dadurch geschieht, dass durch das Verschließen des Rückschlagventiles 243 der kleine Druckverstärker gestoppt wird und somit kein Volumen mehr aus dessen Steuerraum 248 gefördert wird, so dass der Druck im Steuerraum 250 der Einspritzdüse abfällt und für die größeren Einspritzraten dann auch ein größerer Hub für die Ventilnadel bereit steht, die dann bis zu deren Anschlag öffnet. Vorzugsweise ist eine Auslegung statt Mehrfach-Einspritzungen derart, dass die Druckerhöhung am und vor dem Sitz der Düsennadel nach deren erstmaligem Verschließen bzw. nach der ersten Vor-Einspritzung so hoch ansteigt, dass die Düse beim zweiten Öffnen den Bereich durchfährt, bei dem die Drosselung unterm/am Sitz sehr stark ist, so dass bis zur unteren Führung der Düsennadel dann fast der volle Druck anliegt. Dies wird beispielsweise dadurch unterstützt, dass nach dem erstmaligen Verschließen auch der kleine Druckverstärker gestoppt wird, und somit aufgrund dessen Massenträgheit (und des Kraftstoffes) eine Druckerhöhung auftritt, die zudem noch unterstützt wird durch den Druckabfall im Steuerraum 248 (aufgrund des Stoppens der Bewegung und weiter geöffnetem zweiten Ventil), so dass diese Druckerhöhung weit über der Druckerhöhung liegt, die bei der ersten Aktivierung des kleinen Druckverstärkers entstand und nur zum kurzzeitigen Öffnen für die Voreinspritzung reichte. Bei der zweiten Aktivierung kann dann vorzugsweise die Düsennadel geöffnet bleiben und der kleine Druckverstärker fördert so lange bis er von dem großen Druckverstärker abgelöst wird oder alternativ durch das Schließen des zweiten Ventils wieder vorzugsweise alle drei Steuerräume mit Zulaufdruck der Kraftstoffquelle 235 verbunden werden und somit die Einspritzdüse schließt und auch der kleine Druckverstärker abgebremst oder gestoppt wird, vor oder nach dem Schließen der Düse, was je nach System über die Drosseln eingestellt werden kann. So hat beispielsweise die Drossel 255 Einfluss auf die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Düsennadel, aber auch auf die Drücke vor und hinter der Drossel 255 und zudem ist die Schließdrossel 256 ähnlich beteiligt, wenn die Düse geschlossen wird, da nur dann das optionale Steuerraum-Rückschlagventil 257 geöffnet ist, die Düse also in diesem Beispiel mehr Drosselquerschnitt für den Schließvorgang erhält als für den Öffnungsvorgang. Eine umgekehrte Anordnung kann je nach Systemanforderung auch wichtig sein, jedoch wird man vorzugsweise auf das Steuerraum-Rückschlagventil 257 verzichten können, weil in dieser Anmeldung genügend andere Möglichkeiten zur Optimierung der Einspritzperformance geboten sind und hier über den kleinen Druckverstärker weitere Möglichkeiten entstehen. So kann beispielsweise auch die gesamte Voreinspritzmenge über die Abmessungen des kleinen Druckverstärkers festgelegt werden, falls diese circa dem maximalen Fördervolumen des Verdränger-Kolbens entspricht. Dann ist es auch sehr vorteilhaft den Steuerraum 250 der Einspritzdüse mit einer permanenten Anbindung an den Zulauf vorzusehen wie er in 25 ausgeführt ist, da dann die Einspritzdüse selbstständig schließt, was einfach realisiert werden kann, indem die Anbindung des Steuerraumes 250 an die Bohrung 245 des zweiten Ventils entfällt bzw. durch die permanente Anbindung über eine ähnliche Bohrung wie die Bohrung 236 zu realisieren, wobei dann das zweite Ventil nur den Steuerraum 248 des kleinen Druckübersetzers und den Steuerraum des ersten Ventils (mit Ventilnadel 254) ansteuert. Alternativ kann auch beispielsweise das zweite Ventil wie in anderen Ausführungsbeispielen die Rückbefüllung des Druckverstärker-Steuerraums über das zweite Ventil ganz oder teilweise erfolgen, während das erste Ventil hauptsächlich für die Druckentlastung des Druckverstärker-Steuerraumes zuständig ist, oder wie in diesem Ausführungsbeispiel als 3/2-Ventil für Druckentlastung und Wiederbefüllung zuständig ist, wobei dann das gleiche Fluid verwendet werden würde, was in einem späteren Ausführungsbeispiel aufgezeitgt wird. Oder es kann beispielsweise das erste Ventil entfallen, weil aufgrund der neuen Funktionalität mit zwei Druckübersetzern die Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit geringer werden, was dann auch beispielsweise eine Verwendung eines 2/2-Ventils zum Ansteuern des zweiten Ventils interessant machen könnte, wie es im Stand der Technik oft verwendet wird. Die Wahl der Anzahl unterschiedlicher Fluide und Drücke ist dann eventuell anders als gezeigt, so dass beispielsweise auch das erste Ventil so erhalten bleiben könnte, während das zweite Ventil als 2/2-Ventil ausgelegt ist, was dann bedingt, dass eine permanente Druckanbindung an einen oder mehrere Steuerräume vorhanden sein müsste, wie dies in 63 aufgezeigt ist. Auch andere Kombinationen von Schaltventilen sind adaptierbar, auch grundsätzlich für andere Ausführungsbeispiele. Die 71 zeigt den oben beschriebenen Fall der Verwendung des (zusätzlichen) kleinen Druckübersetzers, wobei eine direkte Druckanbindung an den Zulauf integriert ist, allerdings dort für eine Einspritzdüse mit zwei Düsennadeln, aber ähnlicher Funktionsweise. Weitere Alternative: Falls der kleine Druckübersetzer für einen Anwendungsfall ähnlich wie 19 oder 40 benutzt würde, die ja beide mit einem Fluid und einem ersten Ventil als 2/2-Ventil arbeiten, kann auch die Anbindung des Steuerraumes 250 direkt mit dem Verdränger-Raum vollzogen werden, was in 40 mittels Axialbohrung 177 gemacht wurde. Dieser kleine Druckübersetzer ist daher für fast alle Anwendungsbeispiele dieser Anmeldung anwendbar und darüber hinaus auch.
Die optionale Drossel 258 grenzt vorzugsweise den Durchfluss in den Kraftstoff-Tank 249 ein, was vorteilhaft für den Wirkungsgrad ist, wenn während der Bewegung der Ventilnadel 259 des zweiten Ventils (vorzugsweise als 3/2-Ventil ausgeführt) beide Ventilsitze gleichzeitig offen sind und somit ein Kurzschluss zwischen Kraftstoff-Druckquelle 235 und Kraftstoff-Tank 249 vorliegt, der dann erhöhten Durchfluss zur Folge hat, falls das zweite Ventil große Strömungsquerschnitte bereit stellt und keine Drosseln vorliegen, die beispielsweise mit Drossel 258 oder Drosseln im Zulauf beispielsweise die beiden Hülsen-Drosseln 260 vorliegen. Alle verwendeten Drosseln haben aber gleichzeitig zusätzlich einen Drosseleffekt, wenn die Ventilnadel 259 in einem der beiden Ventilsitze befindlich ist (die auch als Schieber oder ähnlichem ausgeführt sein könnten), und eine Strömung durch die Drosseln stattfindet. So hat die Drossel 258 den beispielsweise Effekt, dass beim Verbinden von Bohrung 244 und Bohrung 261 über das zweite Ventil mit dem Kraftstoff-Tank, und einer Durchströmung der Drossel 258 der Druck vor ihr größer ist, als tankseitig. So lange noch beispielsweise die Einspritzdüse noch in der Öffnungsbewegung ist und/oder gegebenenfalls der kleine Druckverstärker noch fördert, fließt Kraftststoff (oder ein anderes Fluid) über die Bohrung 245 die optionale Drossel 251 und die Bohrung 244 in die Ventilkammer 262 und von dort aus weiter über den offenen Ventilsitz 263 durch die Drossel 258 zum Kraftstoff-Tank 249, wodurch dann bei geeigneter Auslegung aller Drossel einen Staudruck vor der Drossel 258 entsteht, der auch in die Ventilkammer sich auswirkt und über die Bohrung 261 und die optionale Drossel 264 bis in den Steuerraum des ersten Ventils gelangt um dort eine hydraulische Kraft auf die Ventilnadel 254 zu bewirken, die diese geschlossen halt, weil der Ventilnadel-Sitz einen Durchmesser hat, der zwischen dem Innendurchmesser der Dichthülse und dem Durchmesser der Ventilnadel-Führung 265 angeordnet ist, und somit am ersten Ventil vorzugsweise die hydraulische Schließfläche größer ist als die hydraulische Öffnungsfläche bei geschlossener Nadel und daher ein geringerer Druck im Steuerraum ausreicht, um einen größeren Druck vor dem Ventilnadel-Sitz bzw. in der Sammel-Ringnut abzudichten bzw. die Ventilnadel 254 geschlossen zu halten. Erst wenn von den anderen Baugruppen oder beispielsweise einer von ihnen die Volumenförderung aus dem dazugehörigen Steuerraum beendet ist, fällt der Druck weiter ab (auch im Steuerraum des ersten Ventils) und dann kann beispielsweise die Ventilnadel 254 öffnen und die Aktivierung des großen Druckverstärker bzw. des Druckverstärkers (falls kein zusätzlicher Verwendung findet) beginnen. Die Parameter/Durchmesser aller beteiligten Bauteile (insbesondere am ersten Ventil, der Einspritzdüse und des kleinen Druckverstärkers (falls verwendet) beeinflussen sich rein geometrisch stark, so dass hier enormes Potential geboten ist, um vorteilhaft im Vergleich zur Technik wirkliche Verzögerung einzelner Baugruppen in der Öffnungs-/Startverhalten aber auch deren Schließ-/Beendigungsverhalten erreichen zu können. Im Allgemeinen können die Drosseln nur aufgrund der Fluid-Volumen in den einzelnen Räumen zeitverzögernd wirken, weil aufgrund der leichten Inkompressibilität der Fluid-Volumen und der Druckausdehnung der Räume eine gewisse Speicherwirkung vorhanden ist, die jedoch so schnell aufgebraucht ist, dass der Effekt des Staudruckes, wie bezüglich Drossel 258 und Ventilnadel 254 exemplarisch beschrieben, notwendig wird, um längere zeitliche Verzögerungen zu erreichen. Hierbei ist vorteilhaft, dass das erste Ventil vorzugsweise als Hohlnadel konzipiert ist, um den zusätzlichen Einstellparameter des Innendurchmesser der Dichthülse nutzen zu können, weil somit trotz sehr großem Durchmesser des Ventilnadel-Sitz der Ventilnadel (hier Bezugszeichen 254) die angesprochenen hydraulische Schließfläche relativ gering gehalten werden kann und hierdurch beispielsweise der Öffnungsdruck des ersten Ventils über den Innendurchmesser der Dichthülse geometrisch festzulegen, ohne dass die anderen Parameter (Führungsdurchmesser, Durchmesser des Ventilnadel-Sitzes, Durchmessers der Schieberfläche ändern zu müssen, was sehr vorteilhaft im Vergleich zum Stand der Technik ist.
Als Alternative zu der Drossel 258 hat die Drosselung am Ventilsitz 263 bei öffnender oder ganz geöffneten Ventilnadel 259 den ähnlichen Effekt zum Erreichen der beschriebenen Verzögerung für das Öffnen vom ersten Ventil. Zudem kann die Verzögerung auch umgekehrt genutzt werden, dass zum Beispiel die Einspritzdüse später oder langsamer öffnet, weil die Öffnungsbewegung der Ventilnadel 254 Volumen aus dem Steuerraum des ersten Ventils schiebt welches dann über eine Drosselung am Ventilsitz 263 und/oder Drossel 258 den Druck im Steuerraum der Einspritzdüse angehoben hält.
Falls erforderlich kann aber auch der Effekt anders genutzt werden. Falls beispielsweise die Drosselung am Ventilsitz 263 und/oder Drossel 258 kleiner ist, als die Drosselung der Drossel 264, oder vereinfacht gesagt die Drossel 264 kann dann auch vorzugsweise entfallen, so ist im Falle das die Baugruppen über ihre Parameter so ausgelegt sind, dass das erste Ventil bzw. die Ventilnadel 254 zuerst öffnet, ein Verzögern des Öffnen der Einspritzdüse umsetzbar, weil der Staudruck beispielsweise am Ventilsitz 263 sich auch auf den Druck im Steuerraum 250 der Einspritzdüse auswirkt und diese geschlossen hält, wenn die Einspritzdüsen-Durchmesser/Parameter entsprechend ausgelegt sind, dass hier die hydraulischen Schließflächen im Vergleich zu den hydraulischen Öffnungsflächen unter Rücksichtnahme der jeweiligen Druckverhältnisse dies bewirken, wobei man vorzugsweise den kleinen Druckverstärker bei dieser Ausnutzung des Effektes entfallen lassen würde.
In 60 ist der Steuerraum 248 mit Steuerraum 250 parallel geschaltet und beide dann wieder in Parallelschaltung mit dem Steuerraum des ersten Ventils. Man könnte auch die Parallelschaltung der beiden mit einer Reihenschaltung mit dem Steuerraum des ersten Ventils kombinieren, wie im folgenden vorzugsweise als Variante beschrieben, in dem nämlich die Bohrung 245 durch beispielsweise eine Nut mit dem Steuerraum des erstens Ventils verbunden ist und die Bohrung 244 entfällt und durch die Drossel 264 bzw. Bohrung 261 würde so das Volumen aus allen drei Steuerräumen abgeführt. Falls man jedoch für die beiden Steuerräume 248 und 250 die Drossel 251 erhalten will so müsste diese vor der Verbindung (Nut) eingebracht sein, falls so nur diese Drossel 251 relevant für die Volumen der beiden Steuerräume 248 und 250 sein soll oder es kann vorteilhaft sein auch die Bohrungen und Drosseln so zu belassen wie sie sind und dann lediglich eine Verbindung vor oder hinter der Drossel 251 mit dem Steuerraum des ersten Ventils bereit zu stellen, mit jeweils unterschiedlichem Effekt. Außerdem kann es dann sinnvoll sein eine Drossel in die Bohrung 244 zu installieren.
Statt einer Parallelschaltung der beiden unteren Steuerräume 248 und 250 kann es auch je nach Systemrandbedingungen sinnvoll sein eine Reihenschaltung dazustellen, was umsetzbar ist, in dem die Bohrung 246 nicht nach oben, sondern nach unten in den Steuerraum 250 geleitet würde, was zur Folge hat, dass alle Volumina beider Steuerräume durch die Drossel 255 bzw. auch die Schließdrossel 256 (falls Steuerraum-Rückschlagventil 257 vorhanden) strömen muss. Falls bei der Reihenschaltung die Reihenfolge beispielsweise umgekehrt sein sollte, so müsste dazu der Steuerraum 250 vorteilhaft durch eine Bohrung mit dem Steuerraum 248 verbunden werden, während die anderen Bohrungen usw. die vorgesehen waren und wie die Drosseln 255 und 256, das Rückschlagventil 257 usw. (links in 60 gezeichnet) entfallen würden, jedoch falls notwendig in die neue Verbindung auf ähnliche Weise integriert sein könnten, jedoch die Verbindung des Steuerraums 250 zum zweiten Ventil wie beschrieben nur über den Steuerraum 248 des kleinen Druckverstärkers erfolgt. Die zuletzt beschriebene Reihenfolge hat unter anderem den Vorteil, dass das Volumen aus dem Steuerraum des kleinen Druckverstärkers nicht durch eine Drossel für den Steuerraum 250 der Einspritzdüse geleitet werden müsste.
Falls man eine beispielsweise eine Parallelschaltung aller drei Steuerräume bevorzugt, so müsste die Bohrung 246 nicht über die Bohrung 245 mit der Ventilkammer 262 verbunden sein, sondern eine eigene Bohrung erhalten, die relativ leicht integrierbar ist, da ja 360 Winkelgrad zur Verfügung stehen und nicht nur eine Zeichnungsebene. Diese Parallelschaltung hat den Vorteil, dass jeder Steuerraum seine eigenen Drosseln unabhängig von anderen gemeinsamen Drosseln hätte, bis auf die danach folgende Drosselung am Ventilnadel-Sitz 263 oder Drossel 258 Richtung Kraftstoff-Tank 249.
Auch kann es vorteilhaft sein, je nach Randbedingung, nur einen der beiden unteren Steuerräume in Reihe mit dem Steuerraum des ersten Ventiles zu schalten, was dann auf die oben beschriebene Art umsetzbar ist und der andere untere Steuerraum dann über eine separate Bohrung in die Ventilkammer geleitet wird.
Auch ist eine Parallelschaltung von vorzugsweise einem der beiden unteren Steuerräume mit dem Steuerraum des ersten Ventils umsetzbar, die dann wiederum in einer Parallelschaltung mit dem anderen unteren Steuerraum geschaltet sein könnte, wenn dabei die beispielsweise die Ventilkammer 263 hier der Sammelraum für die beiden Bohrungen der letztgenannten Parallelschaltung wäre. Die erstgenannte Parallelschaltung in diesem Absatz kann auch in Reihe mit dem anderen unteren Steuerraum geschaltet werden. Beispielsweise kann, so ähnlich wie bereits beschrieben, über eine Nut eine Verbindung der Bohrung 245 (mit oder ohne Drossel 251) mit dem Steuerraum des ersten Ventils erfolgen und die Bohrung 244 entfallen, während und der Steuerraums 248 des kleinen Druckverstärkers über eine Bohrung mehrere Bohrungen mit der Ventilkammer 262 verbunden ist, was somit bedeutet, dass der Steuerraum 250 der Einspritzdüse mit dem Steuerraum des ersten Ventils die Parallelschaltung darstellt, die dann über die gemeinsame Bohrung 261 und optionale Drossel 264 eine durch Ventilkammer parallel geschaltet wird mit dem Steuerraum des kleinen Druckverstärkers und über die gemeinsame optionale Drossel 258 dann in den Kraftstofftank 249 verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass der Steuerraum 248 des kleinen Druckverstärkers die beiden anderen Steuerräume über die Bohrung 261 gleichermaßen bedient und zudem nur durch die Drosselung am Ventilsitz 263 gedrosselt sein müsste, ohne durch andere Drosseln zusätzlich gebremst zu werden. Falls die Parallelschaltung des Steuerraumes 248 mit dem Steuerraum des ersten Ventils ausgebildet sein sollte, so ist dies vorzugsweise erreichbar, in dem eine Bohrung mehrere Bohrungen die Verbindung des Steuerraums 248 des kleinen Druckverstärkers mit dem Steuerraum des ersten Ventils herstellt und diese gemeinsam dann über die Bohrung 261 und die Ventilkammer eine Parallelschaltung mit dem Steuerraum 250 über die Bohrung 244 eingehen würden, weil ja die Bohrung 246 entfallen würde. Hier ist der Vorteil, dass man die Auswirkungen des kleineren Druckverstärkers größtenteils auf das erste Ventil beschränken kann, was am effektivsten über die Auslegung der Drosseln und insbesondere der Drossel 264 umsetzbar ist.
Die oben beschriebenen Möglichkeiten sind grundsätzlich in weiteren Schaltmöglichkeiten anwendbar/umsetzbar und zudem auch für andere Figuren aber auch dem Stand der Technik oder neue Lösungen übertragbar.
Bezüglich 60 ist die Anbindung des Zwischenraumes der Einspritzdüse über eine halbrund-förmige Nut 266, die in der Zeichnungsebene die Bohrung 267 aufnimmt und dann nach hinten weg in die Zeichnungsebene hinein an die Hinterseite des Injektors geführt ist, um von dem hinteren Rand nach oben zur Dichtfläche 268 zu führen und dort in die Bohrung 269 überzugehen, die dann in die Rücklauf-Bohrung 270 mündet und dort als sichtbare Kante 271 im Injektorschnitt ersichtlich zu sein. Prinzipiell können so alle verdeckt/gestrichelt gezeigten Bohrungen in der Anmeldung erklärt werden, wie auch die Zulaufbohrungen 272 und 273, die beide einerseits im Injektorschnitt als sichtbare Kanten ersichtlich sind, aber dann nach hinten weg, vorzugsweise zum äußeren Rand des Injektors, in die Zeichnungsebene hinein zu verlaufen und sich dort am Übergang 274 treffen. Prinzipiell kann auch hier statt der Rücklaufverbindung des Zwischenraumes eine Kühlung/Spülung/Trennung mit einem anderen Fluid/Kühlmittel/Trennmittel durchgeführt werden, wie in zum Beispiel in 48 beschrieben und anderen Figuren oder ähnlich, was beispielsweise nur den Kühlkreislauf durch die Einspritzdüse verlaufend hat und über Bohrungen vorzugsweise nach oben und Anschlüsse als Kreislauf angelegt wird. Dann wären drei Fluide innerhalb des Injektors verwendet, wovon zwei für die Funktion erforderlich sind, während die Kühlung/Spülung/Trennung optional ist.
61 zeigt eine Vergrößerung des unteren Teil von 60
62 ist beispielsweise ähnlich wie 60, jedoch mündet hier die Rücklauf-Anbindung des Zwischenraumes der Einspritzdüse vorzugsweise vor der Drossel 275 (unterhalb des Ventilsitzes), damit so das höhere Druckniveau beim Öffnen der Ventilnadel 276 des zweiten Ventils (im Vergleich zum Druck an der anderen Seite der Drossel 275) vorteilhaft zu nutzen, um die Düsennadel schneller öffnen, da dieser Druck über die Bohrungen und die ringförmige Nut weiter in den Zwischenraum übertragen wird. Um hier eine Eingrenzung zu ermöglichen ist vorzugsweise eine Zulaufdrossel 277 vorgesehen. Beim Schließvorgang der Einspritzdüse wäre diese Zulaufdrossel dann einschränkend für die Schließgeschwindigkeit der Düsennadel weshalb beispielsweise auch noch ein Rückschlagventil 278 eingesetzt werden kann, was beim Schließvorgang öffnet und somit zusätzliches Volumen aus dem Zwischenraum ausströmen kann, gegebenenfalls noch durch eine Ablaufdrossel 279 definiert im Durchflussverhalten. Auch kann im Falle eines Druckimpulses, der je nach Drosselauslegung der einzelnen Steuerräume entsteht, dieser vorzugsweise genutzt werden um die Düsennadel kurzzeitig anzuheben, wobei der Hub der Düsennadel dabei ebenfalls gering ist, weil aufgrund der großen hydraulischen Flächen beim Öffnen viel Volumen in den Zwischenraum der Düse einfließt, und somit entlastend für den Druck unterhalb der Ventilnadel des zweiten Ventils wirkt, so dass der Druck bei steigendem Hub der Düsennadel abfällt, was wiederum die Hubbewegung der Düsennadel stoppt und aufgrund des zeitlich absinkenden Druckes durch das geöffnete zweite Ventil, abgeleitet in den Kraftstoff-Tank, und aufgrund des Druckes im Steuerraum der Einspritzdüse diese wieder schließt, wobei auch hier die bereits beschriebenen Szenarien auch an der Einspritzdüse mithelfen, so dass beispielsweise eine Voreinspritzung automatisch erfolgt und das zweite Ventil zum Schließen der Düsennadel gegebenenfalls nicht aktiv beteiligt ist, was wiederum ermöglicht ein langsameres zweites Ventil verwenden zu können, und dies dann beispielsweise für größere Querschnitte genutzt werden kann, so dass eventuell das zweite Ventil auch den Steuerraum des großen Druckverstärkers bedient und somit das erste Ventil entfallen könnte, mit der Notwendigkeit die Fluid-Anzahl anzupassen, oder alternativ die hydraulische Fläche am Rückstell-Kolben so groß zu machen, so dass diese den vorzugsweise geringeren Kraftstoffdruck im Vergleich zum beispielsweise Hydrauliköl kompensiert und die Rückstellung des großen Druckverstärkers beispielsweise mittels Kraftstoff statt Hydrauliköl ermöglicht. Die Verwendung eines kleinen Druckverstärkers erleichtert das Szenario der Voreinspritzung usw., weil dieser die bereits beschriebenen Möglichkeiten bietet oder Vorteile aus den folgenden Figuren noch beschrieben werden, wobei auch der kleinere Druckverstärker immer optional ist in dieser Patentanmeldung.
Die 63 zeigt die 60, jedoch mit einem anderen Schaltventil für das zweite Ventil, welches vorzugsweise als 2/2-Ventil ausgebildet ist und eine einfache Ventilnadel 280 hat, welches die Verbindung zum Kraftstoff-Tank bereitstellt oder in der anderen Schaltstellung sperrt, und vorzugsweise wie folgt im Injektor integrierbar ist, in dem nämlich der Steuerraum der Einspritzdüse ausgehend vom Arbeitsraum des kleinen Druckverstärkers über die Nut 281, die Bohrung 282 (unsichtbar/gestrichelt, wie fast die ganze Verbindung), die Zulaufdrossel 283 und weitere Bohrungen, mit der Kraftstoff-Quelle verbunden ist, was somit beim Öffnen des 2/2-Ventil dazu führt, dass sich abhängig von der Auslegung der Zulaufdrossel 283 und der Ablaufdrossel 284 ein Druck im Steuerraum einstellt, der prinzipiell das Öffnen der Einspritzdüse vorsehen könnte. Hier kann nun noch optional das Mitwirken des Staudruckes, ausgelost durch die Bewegung des kleinen Druckverstärkers, ähnlich genutzt werden wie dies bereits in 60 beschrieben wurde, jedoch vorzugsweise die Einspritzdüse unabhängig davon, sondern hauptsächlich aufgrund der Druckverhältnisse im Steuerraum der Einspritzdüse und Inneren öffnet, wobei hier das Öffnen relativ unmittelbar beginnen kann oder erst wenn der kleine Druckübersetzer genügend Druck in die Einspritzdüse einspeist, dessen Steuerraum ja ebenfalls über das 2/2-Ventil mit dem Kraftstoff-Tank verbunden wird. Beim erneuten Schließen des 2/2-Ventils baut sich aufgrund der Zulaufanbindung Druck im Steuerraum des Einspritzdüse auf, der zum Schließen der Düse führt, wobei gegebenenfalls anfangs auch vom kleinen Druckverstärker aufgrund der Massenträgheit Druck aus dessen Steuerraum über die Ablaufdrossel 284 in den Steuerraum der Einspritzdüse gelangen kann und hier vorteilhaft den Schließvorgang der Einspritzdüse unterstützt. Die Einspritzdüse schließt und der Steuerraum des kleinen Druckverstärkers wird für dessen Rückstellung über die Ablaufdrossel 284 bzw. Zulaufdrossel 283 mit Kraftstoff aus der Kraftstoff-Quelle versorgt bzw. rückbefüllt. Ebenso würde der Steuerraum des ersten Ventils mit Druck der Kraftstoff-Quelle befüllt, falls beispielsweise eine direkte Verbindung des Steuerraumes des ersten Ventils mit dem Steuerraum der Einspritzdüse durch Bohrungen hergestellt wäre und die Bohrung 261 aus 60 gegebenenfalls entfallen würde und vorzugsweise die Drossel 264 in die neu erstellte Verbindung zur Einspritzdüse integriert wäre, und somit vorzugsweise das erste Ventil abhängig von der Auslegung der hydraulischen Flächen, Federn, Drossel usw. vor oder während bzw. gleichzeitig mit der Düse öffnen bzw. schließen würde. Dieses Variante ist jedoch in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt, sondern die Variante bei der vorzugsweise der Steuerraum des ersten Ventils über die Ventilkammer mit dem Steuerraum der Einspritzdüse parallel geschaltet ist, und somit ebenfalls eine eigene Zulaufanbindung benötigt, die über die Drosselbohrung 285 die Nut 286 und die Bohrung 287 beispielsweise darstellbar ist, so dass hier die Auslegung der Druckverhältnisse bezüglich des Steuerraums des ersten Ventils vorteilhaft eigene und freiere Möglichkeiten bietet, wobei zusätzlich ein Vorteil genutzt werden kann, weil nach dem Schließvorgang des ersten Ventils über die Drosselbohrung 285 diese Zulaufanbindung für die Rückstellung des kleinen Druckverstärkers nutzbar ist, bzw. in dessen Steuerraum fließt. Zudem kann vorzugsweise auch die Einspritzdüse aufgrund des zusätzlichen Volumenstroms aus der Drosselbohrung 285 bei geschlossenem ersten Ventil schneller schließen oder alternativ kann über die Auslegung der Drosseln, der hydraulischen Flächen... der Schließzeitpunkt der Einspritzdüse nach dem Schließen des ersten Ventils gelegt werden, weil dann zusätzlich zur Zulaufdrossel 283 nun auch die Drosselbohrung 285 für den Druckaufbau bereit steht, wobei der Druckaufbau noch während der Schließbewegung des ersten Ventils durch den Volumen-Verbrauch an Kraftstoff in dessen Steuerraum auf niedrigerem Niveau stand. Der Volumen-Verbrauch an Kraftststoff im Steuerraum des kleinen Druckverstärkers ist abhängig von dessen Rückstellgeschwindigkeit, die wiederum abhängig von den Drosselauslegungen und dessen Federkraft ist.
Sehr vorteilhaft ist insgesamt, dass die Steuerräume beim Öffnen relativ unabhängig voneinander funktionieren können, insbesondere wenn die Nadeldrosselung der Ventilnadel 280 im geöffneten Zustand (und weiter in Richtung Tank) so gering ist, dass hier die gegenseitige Beeinflussung der Steuerräume aufgrund Staudruckes gering gehalten werden kann, während beim Schließen die Abhängigkeit wie beschrieben genutzt werden kann, nämlich das die Einspritzdüse zumindest teilweise erst nach dem Schließen des ersten Ventils schließt oder die Schließbewegung beginnt, oder bei umgekehrter Auslegung das erste Ventil zumindest teilweise erst nach dem Schließen der Einspritzdüse zu Stande schließt oder die Schließbewegung beginnt. Hierbei ist es sekundär (je nach Auslegung), ob der kleine Druckverstärker teil des Systems ist oder entfällt, was somit für andere Figuren (ohne kleinen Druckverstärker) auch eine Auslegungsmöglichkeit ist, was selbst bei der Verwendung eines anderen Schaltventil (zum Beispiel 3/2-Ventil) statt des 2/2-Ventils als zweites Ventil genutzt werden kann, also auch dort eine oder mehrere zusätzliche Zulaufanbindungen für einen oder mehrere Steuerräume vorteilhaft genutzt werden kann, was auch teilweise in der folgenden Figur beinhaltet ist. Vorteilhaft ist hier auch, dass wegen den beiden Druckübersetzungen bzw. der einen Druckübersetzung (im Falle, dass ein Druckübersetzer entfällt), die Wirkungsgradsverluste aufgrund von den Zu- und Ablaufdrosseln viel geringer sind, als heute im Stand der Technik, weil der dazu gehörige Zulaufdruck entsprechend viel niedriger ist als bei nicht übersetzten Systemen.
64 zeigt eine vorteilhafte Variante, die vorzugsweise so ausgestaltet ist, dass der kleine Druckverstärker zusätzlich zur Aufgabe der Druckverstärkung eine aktive Steuerung über vorzugsweise einen Schieber ausübt, der beim Verfahren der Kolben des kleinen Druckverstärkers eine Verbindung vorzugsweise zum Steuerraum des Druckverstärkers öffnet bzw. schließt, wobei die Verbindung gegebenenfalls auch an anderen Räumen des kleinen Druckverstärkers angebracht sein könnte, um dort durch einen Schieber oder alternativ einen Ventilsitz geschaltet zu werden, wobei die Funktionsweise ähnlich ist wie die beispielhafte Funktion hier oder in weiteren Figuren beschrieben wird. Vorzugsweise ist die Gestaltung hier derart, dass die Einspritzdüse über eine permanente Zulaufanbindung verfügt, die über die Nut 288 und die Zulaufdrossel 289 und andere Bohrungen in den Steuerraum der Einspritzdüse mündet, wobei von dem Steuerraum beispielsweise wieder eine Leitung abgeht, die über die Ablaufdrossel 290, die eckige Nut 291 und die Verbindungsbohrung 292 in den Steuerraum des kleinen Druckverstärkers gelangt und bei der Ausgangsposition mit oben gestellten Kolben die Verbindung über die Steuerraum-Nut 293 zum zweiten Ventil führt, was somit eine Reihenschaltung der beiden Steuerräume (der Einspritzdüse und des kleinen Druckverstärkers) bedeutet und beide Steuerräume bei geöffnetem zweiten Ventil mit dem Kraftstoff-Tank verbunden werden. Beispielsweise folgt daraus eine Funktionsweise, bei der der kleine Druckverstärker gleichzeitig mit der Einspritzdüse von Druck entlastet wird, wobei der kleine Druckverstärker erst Volumen aus seinem Steuerraum fördert, wenn seine Kolben in Bewegung sind, was jedoch durch eine geschlossene oder nur kurzzeitig geöffnete Einspritzdüse verhindert bzw. eingeschränkt wird, ohne längere Öffnung der Einspritzdüse größtenteils nicht erfolgt, sondern sich durch Abbau des Druckes in den beiden Steuerräumen ein erhöhter Druck unterhalb des Verdränger-Kolbens des kleinen Druckverstärkers aufbaut und zusätzlich die Einspritzdüse öffnet, sobald die Druckverhältnisse in deren Steuerraum sowie innerhalb der Einspritzdüse die bewirken können. Beispielweise öffnet somit die Einspritzdüse noch vor dem Erreichen des Druckmaximums des kleinen Druckverstärkers oder erste wenn dieses erreicht ist und der Druck im Steuerraum der Einspritzdüse weiter abfällt. Vorzugsweise öffnet die Einspritzdüse bei einem Misch-Zustand, bei dem der Druck am Sitz der Düsennadel aufgrund der Druckübersetzung angestiegen ist und im Steuerraum der Düse der Druck so weit abgefallen ist, wie er bei diesem Ausführungsbeispiel sich auch aufgrund der Auslegung der Zulaufdrossel 289 und Ablaufdrossel 290 einstellt. Beim Öffnen der Düse verfahren die Kolben des kleinen Druckverstärkers, was dann abhängig von der Drosselauslegung wie bereits in anderen Figuren beschrieben zu einem Staudruck führen kann, was wiederum vorzugsweise genutzt werden kann, um die Düsennadel wieder zu schließen, beispielsweise für eine Voreinspritzung.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Trennung des Steuerraumes der Einspritzdüse vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass der Arbeitskolben des kleinen Druckverstärker die Verbindungsbohrung 292 verschließt, wenn dieser weit genug runter gefahren ist, so dass der Steuerraum der Einspritzdüse keinen Ablauf mehr erfährt, sondern nur Zulauf über die Zulaufdrossel 289, was wiederum eine Druckerhöhung im Steuerraum der Einspritzdüse hervorruft, und diese Druckerhöhung beispielsweise direkt zum Schließen der Einspritzdüse führt oder erst zum Schließen führt, wenn der Arbeitskolben des kleinen Druckverstärkers auf Anschlag geht und ein Druckabfall am Sitz der Düsennadel (innerhalb der Einspritzdüse) erfolgt. Natürlich ist ein Beenden des Einspritzvorganges wie bislang auch durch Verschließen des zweiten Ventils möglich. Das erste Ventil öffnet beispielsweise, wenn der kleine Druckverstärker auf Anschlag gegangen ist, weil dann die Volumenförderung aus dem Steuerraum des kleinen Druckverstärkers entfällt bzw. der Staudruck am Nadelsitz der offenen Ventilnadel des zweiten Ventils absinkt, was dann etwas zeitverzögert die Druckübersetzung des großen Druckverstärkers zur Folge hat, und diese Druckübersetzung dann die wieder verschlossene oder in der Schließbewegung befindlichen Düsennadel oder noch offene Düsennadel wieder bzw. weiter öffnet, da der Druck dann innerhalb der Einspritzdüse so hoch ansteigt, dass der Druck im Steuerraum der Einspritzdüse nicht ausreicht, um die Düsennadel nach unten zu drücken. Das Wiederöffnen der Düsennadel hat dann wiederum zur Folge, dass der Kraftstoff oder das Fluid aus dem Steuerraum beispielsweise über die Zulaufdrossel 289 zurück in den Zulauf gedrängt wird, weil die Ablaufdrossel 290 vorzugsweise immer noch durch den Arbeitskolben des kleinen Druckverstärkers gesperrt ist und somit die Hubbewegung gedrosselt stattfindet. Alternativ kann diese Drosselung der Hubbewegung durch vorzugsweise ein Rückschlagventil 294 aufgehoben werden, da dieses öffnet, wenn der Staudruck vor der Zulaufdrossel 289 (ausgelöst durch den hohen Druck des großen Druckübersetzers in der Düse) die hydraulischen Bedingungen am Rückschlagventil 294 ändert, so dass von der Einspritzdüse herkommend ein höherer Druck anliegt bzw. die Strömungsrichtung entgegen dem Zulauf ist, so dass das Rückschlagventil 294 öffnet, was beispielsweise für eine angelagerte Nacheinspritzung wichtig sein kann, da dann die Düsennadel schneller öffnet. Da das Rückschlagventil 294 als Ventilnadel ausgelegt sein kann, dass einen Dichtsitz mit bestimmten Durchmesser aufweist, kann die Auslegung so sein, dass das Rückschlagventil geschlossen bleibt, wenn die kleinere Druckerhöhung des kleinen Druckverstärkers stattfindet, weil Druckfläche zum Öffnen der Ventilnadel kleiner ist als die Druckfläche Richtung Kraftstoff-Quelle, die also schließend mit Zulaufdruck verbunden ist. Das Detail X ist zur weiteren Beschreibung in 65 gezeigt.
65 zeigt die Schieberkante 295 und die Schieberlänge 296 und die Ringnut 297, die wie folgt vorzugsweise auslegbar sind, dass nämlich die Ringnut 297 einerseits die Verbindungsbohrung 292 aufnimmt und andererseits die Schieberkante 295 definiert, die alternativ auch als Ventilsitzkante definiert sein könnte, und hier den Beginn der Trennung der Verbindungsbohrung 292 mit der Steuerraum-Nut 293 bzw. den Bohrungen Richtung zweites Ventil kennzeichnet, die dann über die gesamte Schieberlänge 296 bestehen bleibt, bzw. die Dichtwirkung sich steigert, was wiederum vorteilhaft genutzt werden kann, um eine zunehmende Trennung statt plötzliche Trennung bereitstellen zu können. Der Anschlag 298 ist hier ähnlich wie bei anderen Figuren ausgebildet ist. Im Verlauf des Verfahrens im Bereich der Schieberlänge 296 ist die Einspritznadel beispielsweise im Schließvorgang, weshalb hier gezielt die Schieberlänge 296 so lang gestaltet werden kann, dass die Düsennadel vor oder beim oder nach Auftreffen des Arbeitskolben auf den Anschlag 298 ganz geschlossen wird. Außerdem ist die Schieberlänge mitverantwortlich für die Kraftstoffmenge die noch eingespritzt wird, falls das Schließen der Düsennadel erst nach dem Auftreffen des Arbeitskolbens auf den Anschlag 298 und dem damit verbundenen Druckabfall stattfindet, wobei vorzugsweise ein teilweiser, kontinuierlicher Druckabfall auch erreicht werden kann, dadurch dass der Arbeitskolben den Abfluss-Querschnitt im Übergang zur Steuerraum-Nut 293 (Richtung zweites Ventil) verkleinert, wenn der Arbeitskolben in dessen Nähe sich bewegt, so dass im Steuerraum des Druckverstärkers der Druck mehr und mehr ansteigt, was dann zu einer Reduzierung der Druckübersetzung führt und somit das Schließen der Einspritzdüse erfolgen kann, oder alternativ durch die zunehmende Absperrung des Steuerraumes bzw. der damit verbundenen Reduzierung des Volumenstroms aus dem Steuerraum hinaus zum Ventilsitz der offenen Ventilnadel des zweiten Ventils, dort am Ventilsitz des zweiten Ventils der Druck ebenfalls nachlässt und somit das erste Ventil öffnet und die Druckübersetzung des großen Druckübersetzers hier beispielsweise fließend in die Druckübersetzung des kleinen Druckverstärkers übergehen kann, auch wenn letztere vorher eine Reduzierung erfahren hat. Es gibt also einen Übergangsbereich der circa der Schieberlänge entspricht und auch abhängig von der Drosselwirkung am Übergang des Steuerraumes in die Steuerraum-Nut 293 ist, wobei der Übergangsbereich dann vorteilhaft genutzt werden kann die ganze Einspritzung durch Schalten des zweiten Ventils abzubrechen, ohne dass größere Streuungen von Hub zu Hub oder Injektor zu Injektor hervor gerufen werden, was im Vergleich zum Stand der Technik bezüglich Druckübersetzer Injektoren sehr vorteilhaft ist. Beispielsweise kann die Veränderung des Abfluss-Querschnittes im Übergang zur Steuerraum-Nut 293 (Richtung zweites Ventil) auch genutzt werden, falls der kleine Druckübersetzer keine Schieberfunktion erfüllt, wobei dieser Abfluss-Querschnitt auch komplett verschlossen werden kann und dann ähnlich wie der Schieber wirkt, nämlich als Druckerhöhung in dem Steuerraum der Einspritzdüse aufgrund der Zulaufanbindung (ohne Ablaufverbindung), die unterstützt wird durch die Druckerhöhung im Steuerraum des kleinen Druckverstärkers aufgrund der Massenträgheit seiner Kolben und des Fluids.
Falls das zweite Ventil offen bleibt, wird die Einspritzung entsprechend lange mittels des großen Druckübersetzers fortgesetzt, und dann erst durch Schließen des zweiten Ventils beendet. Für eine angelagerte Nacheinspritzung reicht ein Wiederöffnen aus, weil der kleine Druckübersetzer noch im Anschlag ist oder nur kaum zurückgefahren ist, da hierfür fast zwei Kurbelwellenumdrehungen (beim Viertakter) zur Verfügung stehen und die Federkraft des kleinen Druckverstärkers entsprechend klein gehalten sein kann. Dadurch, dass er noch im Anschlag oder in dessen Nähe ist, gibt es entsprechend wenig Staudruck am Ventilsitz der Ventilnadel des zweiten Ventils und das erste Ventil öffnet relativ sofort und die Druckverstärkung des großen Druckverstärkers öffnet dann die geschlossene Düsennadel, da der Druck auch dafür ausreicht.
66 zeigt eine ähnliche Variante wie 64, wobei hier eine vorteilhafte Ausführung vorzugsweise eine zusätzliche Anbindung des Steuerraumes der Einspritzdüse vorliegt, die über Bohrung 299 und die Drossel 300 in die Steuerraum-Nut zu münden und von dort aus vorzugsweise gemeinsam mit dem Steuerraum des kleinen Druckverstärkers mit dem zweiten Ventil verbunden zu sein, was dann beispielsweise die Funktion hat, dass zeitweise zwei Ablaufdrosseln den Druckabfall im Steuerraum der Einspritzdüse bereitstellen und dort der Druck dann schneller und tiefer abfällt. Bei einer Einspritzung, die ohne den großen Druckverstärker erfolgen bereit gestellt werden, ist der Druck und somit die öffnenden Druckkräfte innerhalb der Einspritzdüse geringer, weshalb innerhalb des Steuerraums der Einspritzdüse der Druck niedriger abfallen muss, als bei einer Öffnung durch den Druck des großen Druckübersetzers und somit die Drossel 300 beim Öffnen des zweiten Ventils als zusätzliche Ablaufdrossel fungiert, die diese tiefere Absenkung bewirkt und zudem auch ein schnelleres Öffnen der Düsennadel. Beim Wiederschließen des zweiten Ventils fungiert sie dann als Zulaufdrossel, was ein schnelleres Schließen der Düsennadel bewirkt. Somit kann also auch beispielsweise eine Voreinspritzung bereitgestellt werden, ohne dass der kleine Druckverstärker bereits losgefahren ist, weil die Aktivierungszeit des kleinen Druckverstärkers länger dauert als die der Düse (je nach Auslegung). Zudem kann auch der kleine Druckverstärker mit arbeiten bzw. den entsprechenden Übersetzungsdruck bereitstellen, bis dieser in den Anschlag geht und vorher noch den Schieber durch Arbeitskolben (ähnlich wie in 64) verschließt, wobei durch das Verschließen die Verbindung der Ablaufdrossel unterbrochen ist und das Druckniveau im Steuerraum der Düse steigt, was dann vorzugsweise zum Schließen der Düsennadel führt, insbesondere wenn der kleine Druckverstärker seinen Übersetzungsdruck absenkt (ähnlich 64) und entweder das zweite Ventil geschlossen wird oder offen bleibt und dann wie in 64 beschrieben das erste Ventil öffnet und den hohen Übersetzungsdruck des großen Druckverstärkers ausübt, der dann trotz geschlossener Ablaufdrossel bzw. gegen den höheren Druck im Steuerraum der Einspritzdüse aufgrund des hohen Druckes in der Einspritzdüse die Düsennadel offen hält bzw. weiter öffnet bzw. wieder öffnet und dann über die Zulaufdrossel und die Drossel 300 das Volumen aus dem Steuerraum der Einspritzdüse schiebt. Beim Schließen des zweiten Ventils ist vorzugsweise der Schieber des kleinen Druckverstärkers durch den Arbeitskolben verschlossen, weshalb die Düsennadel durch die Zulaufdrossel und die Drossel 300 geschlossen wird, dabei auch das erste Ventil geschlossen wird und Anschluss und längerer Zeit der Steuerraum des kleinen Druckverstärkers über das zweite Ventil wieder befüllt wird. Es können auch ähnliche Szenarien oder Mischvarianten eingesetzt werden, was aufgrund der gezeigten Gestaltungsmöglichkeiten relativ leicht umsetzbar is. Natürlich können auch hier wie in 64 und den anderen Figuren zusätzliche Bohrungen hinzugefügt und teilweise auch Bohrungen entfallen oder an anderer Stelle verbunden werden.
67 zeigt eine ähnliches Ausführungsbeispiel wie vorher gezeigt, hier ist jedoch der Schieber vorzugsweise anders ausgelegt, wodurch beispielsweise ein langsames Öffnen der Einspritzdüse erreicht werden kann, was bei verschiedenen Anwendungen und Systemen vorteilhaft genutzt werden kann. Hier sind die Bohrungen ähnlich wie in 66, weshalb im Detail Y bzw. 67 die andere Schieberauslegung größer dargestellt wird und dort beschrieben.
67b zeigt die Vergrößerung und die Ringnut 301, die hier vorzugsweise höher angeordnet ist und der Schieber anders herum funktioniert, wobei vorzugsweise die Verbindungsbohrung 302 in der Ausgangsstellung des kleinen Druckübersetzers gesperrt ist, weil der Schieber geschlossen ist, weil die Nut 303 (die auch mehrmals am Umfang des Arbeitskolben angebracht sein kann) durch die Schieberüberdeckung 304 vom Steuerraum des kleinen Druckverstärkers getrennt ist und somit beispielsweise die Ablaufdrossel (siehe 66) ebenfalls gesperrt ist, weshalb der Steuerraum der Einspritzdüse nur über die Drossel 305 druckentlastet oder druckbelastet werden kann (die Zulaufdrossel ist ja vorzugsweise permanent angeschlossen, falls vorhanden), was wiederum vorzugsweise durch das zweite Ventil schaltbar ist. Somit ergibt sich vorzugsweise ein langsames Öffnen der Einspritzdüse, geöffnet durch die öffnenden Druckkräfte innerhalb der Einspritzdüse, die wiederum durch den Zulaufdruck oder übersetzten Druck eines der beiden Druckverstärker hervorgerufen sein können, was vorteilhaft für beispielsweise eine Voreinspritzung genutzt werden kann. Wenn der Arbeitskolben des kleinen Druckverstärkers die Schieberüberdeckung durch nach unten fahren auflöst, wird zunehmend die Ablaufdrossel mit dem zweiten Ventil verbunden und somit öffnet die Düse immer schneller. Wenn dann beispielsweise im weiteren Einspritzverlauf der große Druckverstärker dazu kommt, kann diese Druckerhöhung dann vollends auch die Führungs-Hülse der Einspritzdüse anheben, was dann mit der großen Volumenverdrängung im Steuerraum der Düse einher geht und diese hier über die Ablaufdrossel und die Drossel 305 also zwei Drossel abgeführt werden kann. Bei einer angelagerten Nacheinspritzung ist der Arbeitskolben noch in Nähe des Anschlages, weshalb dann ein schnelles Öffnen direkt möglich ist und entsprechend vorteilhaft ist.
68 zeigt das gleiche wie 67b, jedoch ist hier die Parallelschaltung vor die Drossel 305 (aus 67) gelegt, wobei die Drossel 305 in 67b durch die Drossel 306 ersetzt wird.
69 zeigt, dass beispielsweise 60 auch mit drei Fluiden (unabhängig des Fluid für eine optionale Kühlung) vorteilhaft umsetzbar ist, was vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass die Kraftstoff-Quelle 307 nun ähnlich wie in 49 vorgesehen ist, nämlich direkt zur Befüllung des Verdränger-Raumes des kleinen und des großen Druckverstärkers und somit auch als Zulaufanbindung für den zentralen Kanal der Einspritzdüse, wobei der Druck der Kraftstoff-Quelle sehr niedrig sein darf, weil für die Rückbefüllung viel Zeit besteht und der große Druckübersetzer aufgrund der hydraulischen Rückstellung nicht auf einen Mindestdruck unterhalb des Verdränger-Kolbens angewiesen ist, um diesen zurückzustellen und die Federkraft des kleinen Druckverstärkers ausreicht, um die kleine Fläche seines Verdränger-Kolbens bzw. die fehlende Druckkraft zu ersetzen oder der kleine Druckverstärker optional ebenfalls hydraulisch zurückgestellt wird, was im Übrigen für alle betreffenden Figuren gilt. Nun könnte die Druckquelle 308 beispielsweise eine Öl-in-Wasser-Emulsion als Fluid benutzen, die bereits in vorherigen Figuren erläutert wurde, und beispielsweise andere Komponenten im Fahrzeug antreibt und hier optional auch die Kühlung des Injektors übernimmt. Die Druckquelle 308 speist vorzugsweise das zweite Ventil und somit die Steuerräume für das erste Ventil, für die Einspritzdüse und für den kleinen Druckübersetzer ähnlich wie bereits in 60 und anderen beschrieben. Die Druckquelle 308 kommt vorzugsweise ebenfalls mit einem relativ niedrigem Druck aus, weil die hydraulischen Wirkflächen im Injektor wie in der Anmeldung beschrieben viele Möglichkeiten zur Gestaltung bilden, was hier für den Wirkungsgradverlust durch Kühlung vorteilhaft ist, die beispielsweise über das zweite Ventil bzw. die Drossel 309 hier in den Zwischenraum der Düse gelangt und von dort über ein Rückschlagventil 310 und weitere Bohrungen in den Eintritts-Querschnitt 311 des Entlüftungs-Raum gelangt und von dort über den Austrittsquerschnitt 312 und weitere Bohrungen in den Querschnitt 313 im Rücklauf mündet, wobei die Strömungsrichtung die meiste Zeit diesem beschriebenen Weg folgt, weil die meiste Zeit das zweite Ventil geschlossen ist und somit die Verbindung mit der Druckquelle 308 zur Drossel 309 gewährleistet ist. Wenn das zweite Ventil diese Verbindung schließt, so verhindert das Rückschlagventil 310, dass über die Bewegung der Kolben des großen Druckverstärkers Volumen in den Zwischenraum der Düse gelangt und dort aufgrund Drossel 309 für eine Druckerhöhung sorgt. Falls diese Druckerhöhung erwünscht ist, so würde das Rückschlagventil 310 entfallen. Falls ein anderes zweites Ventil verwendet würde, beispielsweise wie in 63 dargestellt als 2/2-Ventil würde die Drossel 309 ähnlich verwendet werden können oder alternativ beispielsweise direkt mit der Druckquelle 308 verbunden sein, so ähnlich wie hier beispielsweise der Zulauf des Arbeits-Raumes des kleinen Druckverstärkers über eine nach hinten verlaufende halbrund-förmige Nut und der daran angeschlossenen Bohrung 314 ausgestaltet ist. Hier in 69 ist jedoch vorzugsweise die Steuerbohrung 315 für die Zulaufverbindung vorteilhaft benutzt und übt somit eine Zusatzfunktion aus. Die dritte Druckquelle 316 kann hier ähnlich zu anderen Figuren mit beispielsweise Hydrauliköl betrieben sein, weil beispielsweise eine Hydraulikpumpe sowieso am Fahrzeug, der Maschine usw. integriert ist oder eine Integration sinnvoll wäre, falls man die Dieseleinspritzpumpe entfallen lassen kann, was hier und auch in anderen Figuren ermöglicht ist und große Vorteile bezüglich Robustheit/Haltbarkeit des Einspritzsystems hat und zudem Kosten reduziert, um dafür hingegen neue Nutzungsmöglichkeiten für NKW und PKW zu schaffen, die auch in der hydraulischen Fahrwerksteuerung liegen. Die Kraftstoff-Quelle 307 kann hier aufgrund der niedrigen Drücke durch sehr einfache Pumpen usw. bereitgestellt werden, weshalb beispielsweise eine Zahnradpumpe hier nicht als Dieseleinspritzpumpe bezeichnet wird, die im normalen Sprachgebrauch entsprechend hohe Drücke bereitstellen muss. Die Druckquelle 308 könnte wie in 14 gezeigt vorgesehen werden und somit kann der Motor gestartet werden ohne, dass die Druckquelle 316 Druck hat, da beispielsweise der Leerlauf des Motors auch ohne die große Druckübersetzung funktioniert und dann nach dem Start des Motors auch die Druckquelle 316 hinzu kommt. Der Antrieb der Pumpe für die Kraftstoff-Quelle kann auch über den Niederdruckbereich erfolgen, wie in 12 gezeigt, was hier vorteilhaft dazu kommen würde.
70 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die Kraftstoffquelle beispielsweise ähnlich wie in 69 angeordnet ist, während der Rest des Injektor vorzugsweise mit einem Arbeitsfluid aus der Arbeitsfluid-Druckquelle 317 arbeitet, welches beispielsweise Hydrauliköl oder Öl-in-Wasser-Emulsion oder anderes sein kann, und dieses Arbeitsfluid vollzieht die Injektorfunktion ähnlich wie diese bereits in anderen Figuren beschrieben wurde. Auch hier könnte also die Dieseleinspritzpumpe entfallen. Falls das Arbeitsfluid Kraftstoff wäre, so könnte die Kraftstoffquelle entfallen und durch eine Verbindung mit dem Zulauf der Arbeitsfluid-Druckquelle 317 ersetzt werden. In 70 ist die Kühlung mittels eines separaten Fluid ausgebildet, was hier als Kühlkreislauf ähnlich wie bereits in anderen Figuren beschrieben funktioniert, wobei dieser Kühlkreislauf auch mit Kraftstoff bereitgestellt werden könnte. Die Kraftstoff-Druckquelle wäre dann vorzugsweise mittels einer Drossel mit diesem Kreislauf verbunden, der dann im Kraftstoff-Tank enden würde, statt wie gezeichnet in sich geschlossen mit optionaler Verbindung 318 zu anderen Injektoren oder Bereichen der Anwendung.
71 zeigt die Verwendung des gleichen Ausführungsbeispiels wie 70, jedoch wird hier eine Einspritzdüse mit zwei Nadeln verwendet, um hier beispielsweise eine vorteilhafte Integration in den Injektor zu zeigen. Hier ist dabei vorzugsweise eine permanente Anbindung des Steuerraumes des Einspritzdüse gezeigt, die über die Bohrung 319 weiter bis über die Bohrung 320 umgesetzt ist, die hier beispielsweise gleichzeitig die einzige Verbindung dieses Steuerraumes darstellt und somit die Einspritzdüse vorzugsweise so funktioniert, dass die Innennadel nur öffnet, wenn der kleine Druckverstärker den notwendigen Öffnungsdruck bereitstellt, und die Außennadel nur öffnet, wenn der große Druckverstärker einen Druck bereit stellt, der noch höher liegt als der vom ersten Druckverstärker und somit die Außennadel erst jetzt öffnet, was unter anderem durch die kleine Druckstufe 160 (38) ermöglicht ist bzw. eingestellt werden kann. Beim Schließen wird die Innennadel wie bereits in 38 beschrieben über die Führungs-Hülse 142 nach unten bewegt und fährt dann entweder weiter in den Sitz (aufgrund von Massenkräften und Druckabfall am Sitz usw.) oder macht den restlichen Hub erst wenn, der Druck in der Düse so weit abgefallen ist, dass dies ermöglicht ist, was dann jedoch aufgrund des geringen restlichen Hubes bzw. axiale Spiel 146 schnell geschieht, während die Außennadel wie bereits beschrieben über den Außennadel-Anschlag 162 mitgenommen wird und aufgrund des massiven Druckabfalls an den Sitzen über die Federkraft der Feder 161 oder über die Massenträgheitskräfte der Außennadel und Feder schließt. Der Steuerraum dieser Düse kann gegebenenfalls auch wie in anderen Figuren geschaltet werden. Die koaxiale Variodüse erlaubt in Verbindung mit anderen Möglichkeiten: dem Zwischenhub (axiales Spiel 146), einer oder mehreren Druckübersetzern, hydraulische Rückstellung, Druckspeicherung von Bremsenergie usw. einmalige Möglichkeiten für Optimierungen an Effizienz, Wirkungsgrad, Performance, Robustheit und nicht zuletzt Gesamt-Wirkungsgrad der Maschine, ähnlich wie für andere Ausführungen dieser Patentanmeldung auch und hat enormes Potential zur Kraftstoff-Verbrauchsreduzierung. Die höheren Einspritzraten erlauben auch die Drehzahlen der Motoren zu erhöhen, was somit zu kleineren Bauweisen bei gleicher Leistung führt und zur Ressourcenschonung beiträgt, aber auch hier wieder verbrauchsreduzierend wirkt.
Bezugszeichenliste

1: Druckspeicher
2: Einspritzpumpe
3: Behälter
4: Hydrospeicher
5: Antrieb
6: Druckübersetzer
7: Einspritzdüse
8: erste Steuerventil
9: zweite Steuerventil
10: Einspritzpumpen-Rückschlagventil
11: Einspritzpumpen-Überdruckventil
12: Kraftstoff-Tank
13: Einspritz-Injektor
14: Schaltelement
15: Leitung
16: Leitung
17: Druckspeicher
18: Druckbegrenzungsventil
19: Leitung
20: Rückschlagventil
21: Druckübersetzer
22: 4/3-Wegeventil
23: großer Kolben
24: Kolben-Ende
25: Rückschlagventile
26: Wechselventil
27: dreiteiliger Kolben
28: Kraftstoffpumpe
29: Leitung
30: Druckbegrenzungsventil
31: Kraftstofftank
32: Hydrauliktank
33: Hydraulikpumpe
34: Stromgenerator
35: Hydraulikmotor
35: Lenkung
36: Bremssystem
37: Radaufhängung
38: sonstige Funktionen
39: Kraftstoffsystem
40: Hydraulikkreis
41: Verbraucherbereich
42: Druckuntersetzer
43: Hydrauliktank
44: Niederdruckbereich
45: Arbeitsfluid-Tank
46: Fahrzeuggestelles/Fahrzeugchassis
47: Druckspeicher-Kissen
48: Druckuntersetzer
49: starren Verbindung
50: Ansteuerung
51: Leitung
52: Klimaanlage
53: Arbeitsfluidpumpe
54: Drossel
55: Hochdruckspeicher
56: Trennung
57: Rückstellungs-Kolben
58: Verdränger-Kolben
59: Führung
60: Zylinder
61: Rückstellungs-Raum
62: Entlüftungs-Raum
63: Arbeits-Kolben
64: Zulaufbohrung
65: Rückschlagventil
66: Verdränger-Raum
67: Verbindungsrohr
68: Dichtsitz
69: Feder
70: Zentralkanal
71: Ausfräsungen
72: Dichtscheibe
73: Verspannblech
74: Bolzen
75: Zentrierhilfe
76: Führungs-Bauteil
77: Rückschlagventil
78: erste Ventil
80: zweite Ventil
79: Druckverstärker-Steuerraum
81: Düsen-Steuerraum
82: Parallelschaltung
83: Drossel
84: Drossel
85: Schieberventil-Funktion
86: Anschlag
87: Deckel
88: Kurzschluss-Drossel
89: Anschlag-Außenraum
90: Anschlag-Innenraum
91: Drosselbohrung
92: Querbohrung
93: Führung
94: Schieber
95: Drossel
96: Drossel
97: Hülse
98: Zwischenraum
99: Druckverstärker-Anbindung
100: untere Führung
101: Drosselkopf
102: Bohrung
103: Zulauf
104: 3/2-Ventil
105: Steuerraum
106: Ventilnadel
107: Druckverstärker-Steuerraums
108: Rückschlagventil
109: Kraftstoff-Druckquelle
110: Bohrung
111: Bohrung
112: Rücklauf-Sammelanschluss
113: Tank
114: Drucksperre
115: Druckverstärker-Zulauf
116: Rücklauf-Raum
117: Druckverstärker-Arbeitsraum
118: Anschlag
119: Arbeitskolben
120: Sitzfläche
121: Dichtung
122: Bohrung
123: Sammel-Ringnut
124: Druckstufe
125: Anschlag
126: Ventilnadel-Sitz
127: Dichthülse
128: Feder
129: Dichtsitz
130: Injektorkörpers
131: Feder
132: Pumpenzulauf
133: Zulauf-Drossel
134: Ablauf-Drossel
135: Rücklauf
136: Entlüftungs-Raum
137: sichelförmige Nut
138: Bohrung
139: Verbindungsbohrung
140: Querbohrung
141: Distanz-Hülse
142: Führungs-Hülse
143: Düsenkörper
144: Düsennadel
145: Hülsen-Außendurchmesser
146: axiale Spiel
147: Düsennadel-Anschlag
148: Anschlag-Auflage
149: Lochscheibe
150: Innendurchmesser
151: Einspritzdüse
152: unteren Führung
153: Düsenschaft
154: Nadelsitz-Fläche
155: oberen Führung
156: Zwischenhülse
157: axiale Spiel
158: Innennadel
159: Außennadel
160: Druckstufe
161: Feder
162: Außennadel-Anschlag
163: Hülsen-Außendurchmesser
164: stirnseitigen Raumes
165: Drossel
166: Verbindungsbohrung
167: Verbindungsbohrung
168: Ringnut
169: Rücklaufbohrung
170: Kugel
171: Drossel
172: Filter
173: O-Ringen
174: Hydrospeicher
175: Druckspeicher/Behälter
176: Steuerbohrung
177: Axialbohrung
178: Radialbohrung
179: Bohrungskante
181: Außen-Ringnut
182: Öffnung
183: vordere Überscheidungskante
184: hintere Überschneidungskante
185: untere Rand
186: obere Rand
187: axiale Öffnungsfläche
188: Ventilnadel-Schieberkante
189: unteren Zylinder-Schieberkante
190: Nadelhubes
191: schattierte Öffnungsfläche
192: Bohrerkante
193: mit Dreiecken befüllten Fläche
194: mit Dreiecken befüllten Fläche
195: Kante
196: Kante
197: Kante
198: Kühlpumpe
199: Filter
200: Kühlbohrung
201: Düsenkörper-Bohrung
202: Düsenspannmutter-Bohrung
203: erste Zylinder-Ringnut
204: Zylinder-Radialbohrung
205: Zylinder-Austrittsbohrung
206: zweite Zylinder-Ringnut
207: Anschlussbohrung
208: Kühler
209: Trennung
210: Kühleintritt
211: erste Rückschlagventil
212: Rücklauf
213: zweite Rückschlagventil
214: Leitung
215: Kraftstoff-Quelle
216: Kraftstoff-Bohrung
217: Rückschlagventil-Zulaufbohrung
218: Rückschlagventil
219: Kraftstoffquelle
220: 3/2-Ventil
221: Arbeitsfluid-Druckquelle
222: erste Ventil
223: Arbeitsfluid-Tank
224: Kraftstoff-Tank
225: Zulaufdrossel
226: Bohrung
227: Dichtring
228: Ringnut
229: Membrane
230: Membranseite
231: Rückschlagventil
232: Drossel
233: Bohrung
234: Bohrung
235: Kraftstoff-Druckquelle
236: Zulauf-Bohrung
237: Überschneidung
238: sichtbarer Kantenverlauf
239: sichtbarer Kantenverlauf
240: Nut
241: Rückschlagventil
242: Verdränger-Kolben
243: Rückschlagventil
244: Bohrung
245: Bohrung
246: Bohrung
247: Nut
248: Steuerraum
249: Kraftstoff-Tank
250: Steuerraum
251: Steuerbohrungs-Drossel
252: Verbindungs-Bohrungen
253: Anschlag
254: Ventilnadel
255: Drossel
256: Schließdrossel
257: Steuerraum-Rückschlagventil
258: Drossel
259: Ventilnadel
260: Hülsen-Drosseln
261: Bohrung
262: Ventilkammer
263: Ventilsitz
264: Drossel
265: Ventilnadel-Führung
266: halbrund-förmige Nut
267: Bohrung
268: Dichtfläche
269: Bohrung
270: Rücklauf-Bohrung
271: sichtbare Kante
272: Zulaufbohrung
273: Zulaufbohrung
274: Übergang
275: Drossel
276: Ventilnadel
277: Zulaufdrossel
278: Rückschlagventil
279: Ablaufdrossel
280: Ventilnadel
281: Nut
282: Bohrung
283: Zulaufdrossel
284: Ablaufdrossel
285: Drosselbohrung
286: Nut
287: Bohrung
288: Nut
289: Zulaufdrossel
290: Ablaufdrossel
291: eckige Nut
292: Verbindungsbohrung
293: Steuerraum-Nut
294: Rückschlagventil
295: Schieberkante
296: Schieberlänge
297: Ringnut
298: Anschlag
299: Bohrung
300: Drossel
301: Ringnut
302: Verbindungsbohrung
303: Nut
304: Schieberüberdeckung
305: Drossel
306: Drossel
307: Kraftstoff-Quelle
308: Druckquelle
309: Drossel
310: Rückschlagventil
311: Eintritts-Querschnitt
312: Austrittsquerschnitt
313: Querschnitt
314: Bohrungen
315: Steuerbohrung
316: dritte Druckquelle
317: Arbeitsfluid-Druckquelle
318: Verbindung
319: Bohrung
320: Bohrung
321: Zulauf-Verbindung
322: Zulauf-Ringnut
323: Ventilnadel-Schieberfläche
324: Zylinder-Schieberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10063545 [0005]
DE 102005055451 [0005, 0008]
DE 102005059785 [0005, 0008]
DE 102011000872 [0005, 0008, 0016, 0035, 0047]
DE 102008040342 [0005]
US 005143291 [0007]
WO 2012/113582 [0008, 0008]
DE 102005060655 [0009]
DE 102005060656 [0009]
DE 502007003576 [0009]

Claims

Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass g) Behälter und/oder Gasmembranspeichern oder anderen Speicher zur Druckspeicherung eingesetzt werden und deren Funktion optional über Schaltelemente definierbar ist.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass g) ein oder mehrere Druckübersetzer optional zuschaltbar in die Vorrichtung integrierbar sind und dabei optional unterschiedliche Druckmedien nutzbar sind und optional unterschiedliche Funktionen bedienbar sind, wobei optional Druckspeicher integrierbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass h) ein oder mehrere Druckübersetzer/Druckuntersetzer optional zuschaltbar in die Vorrichtung integrierbar sind und dabei optional unterschiedliche Druckmedien nutzbar sind und optional unterschiedliche Funktionen bedienbar sind, wobei optional Druckspeicher integrierbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass i) die Einspritzvorichtung mit anderen Hydrauliksystemen/Systemen/Funktionen des Fahrzeugs bzw. der Anwendung verbindbar ist und optional mehrere Fluide Verwendung finden, die optional über Schaltventile funktional verbindbar sind und optional mehrere Druckübersetzer/Druckuntersetzer verwendbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass j) der Druckübersetzer hydraulisch über einen Rückstellungs-Kolben 57 rückstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Zentrier- und/oder Montagehilfen verwendbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzer prinzipiell auch für andere Hydrauliksysteme einsetzbar ist.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, der sich auf einem ersten Druckniveau befindet, b) einem Druckverstärker zur Erhöhung des Kraftstoffdruckes vom ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau, c) einer Einspritzdüse mit einer Düsennadel, die einen Düsenraum begrenzt, der mit Kraftstoff des zweiten Druckniveaus über eine erste Leitung befüllbar ist, d) einem ersten Ventil, mit dem ein Druck in einem Differenzraum des Druckverstärkers absenkbar ist, e) einem zweiten Ventil über das der Differenzraum mit Kraftstoff des ersten Druckniveaus der Druckquelle befüllbar ist, f) einem Steuerraum des ersten Ventils, der von dem zweiten Ventil ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass g) die Einspritzdüse durch das erste Ventil geöffnet wird oder alternativ der Steuerraum der Einspritzdüse direkt mit dem Rail verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbares Rückschlagventil verwendbar ist, welches nur bei einstellbarem Druck die Verbindung zum Steuerraum freigibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Differenzraum und dem Steuerraum der Einspritzdüse eine Parallelschaltung von einer Drossel und einem Rückschlagventil verwendbar ist.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, der sich auf einem ersten Druckniveau befindet, b) einem Druckverstärker zur Erhöhung des Kraftstoffdruckes vom ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau, c) einer Einspritzdüse mit einer Düsennadel, die einen Düsenraum begrenzt, der mit Kraftstoff des zweiten Druckniveaus über eine erste Leitung befüllbar ist, d) einem ersten Ventil, mit dem ein Druck in einem Differenzraum des Druckverstärkers absenkbar ist, e) einem zweiten Ventil über das der Differenzraum mit Kraftstoff des ersten Druckniveaus der Druckquelle befüllbar ist, f) einem Steuerraum des ersten Ventils, der von dem zweiten Ventil ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass g) die Einspritzdüse gleichzeitig vom ersten und vom zweiten Ventil ansteuerbar ist.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass e) die Anfangs- und/oder Endbewegung des Druckübersetzers durch Maßnahmen wie Anschlag und/oder Kurzschluss und/oder Schieber-Funktion am Schaltventil und/oder Druckkopf beeinflussbar ist, wobei auch zusätzliche Drosseln und Bohrungen verwendbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, der sich auf einem ersten Druckniveau befindet, b) einem Druckverstärker zur Erhöhung des Kraftstoffdruckes vom ersten Druckniveau auf ein zweites Druckniveau, c) einer Einspritzdüse mit einer Düsennadel, die einen Düsenraum begrenzt, der mit Kraftstoff des zweiten Druckniveaus über eine erste Leitung befüllbar ist, d) einem ersten Ventil, mit dem ein Druck in einem Differenzraum des Druckverstärkers absenkbar ist, e) einem zweiten Ventil über das der Differenzraum mit Kraftstoff des ersten Druckniveaus der Druckquelle befüllbar ist, f) einem Steuerraum des ersten Ventils, der von dem zweiten Ventil ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass g) das erste Ventil zeitweise zusammen mit dem zweiten Ventil den Differenzraum des Druckverstärkers rückbefüllt.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass e) unterschiedliche Druckmedien einsetzbar sind, weil beispielsweise der Steuerraum der Einspritzdüse im Zwischenraum befindlich ist und/oder ein 3/2-Ventil einsetzbar ist.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass e) Entlüftungsräume bzw. Entlüftungskonzepte für den Druckverstärker vorsehbar sind und/oder Kühlkreisläufe integrierbar sind, die optional durch die Bewegung des Druckverstärker-Kolbens angetrieben werden und/oder Dichtungskonzepte an Schaltventilen vorsehbar sind und/oder ein zusätzlicher Druckverstärker für eine Einspritzfunktion vorsehbar ist und/oder dieser auch als Schaltfunktion für die Einspritzdüse nutzbar ist und optional unterschiedliche Druckmedien verwendbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass e) eine Drucksperre einsetzbar ist, in die mehrere Funktionen integrierbar sind, wie beispielsweise Druckverstärkerkolben-Anschlag, Dämpfung Druckverstärker, Sitzfläche für Ventilnadel eines ersten Schaltventils, Trennung von Zulauf und Rücklauf und/oder Steuerraum, Verbindung zum Zulauf etc.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung d) einem oder mehreren Druckübersetzern dadurch gekennzeichnet, dass e) Drosseln für ein mittleres Druckniveau im Steuerraum der Einspritzdüse vorsehbar sind.
Vorrichtung zur Einspritzung eines Kraftstoffs in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, mit a) einer Druckquelle zur Bereitstellung von Kraftstoff, b) einer Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff, c) mit einem oder mehreren Schaltventilen zur Steuerung der Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass d) in die Einspritzdüse eine Zwischenhülse integrierbar ist und/oder ein Zwischenhub integrierbar ist und/oder eine Tellerfeder integrierbar ist, und/oder zusätzlich eine Außennadel mit optionalem, eigenem Hub integrierbar ist und/oder der Zwischenraum als Steuerraum nutzbar ist und/oder der Zwischenraum zur Kühlung nutzbar ist.