DE102015016034B3 - fuel injector - Google Patents

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Abstract

Kraftstoffinjektoranordnung (1) mit einem Kraftstoffinjektor (3) für den Betrieb mit Brenngas, wobei – der Kraftstoffinjektor (1) ein Brenngas-Düsenventilglied (13) mit einem Kolbenteil (29) und einem Ventilgliedteil (31) aufweist, wobei der Kolbenteil (29) in einem Gehäuse (39) aufgenommen ist und darin einen ersten (47) und einen zweiten (49) Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel abteilt; wobei – der Kraftstoffinjektor (3) eingerichtet ist, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt (57) um den Kolbenteil (29) in eine um den Ventilgliedteil (31) gebildete Sperrfluiddichtkammer (59) eines Sperrfluiddichtungssystems (61) des Kraftstoffinjektors (3) umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung (63) am Ventilgliedteil (31) zu bilden.A fuel injector assembly (1) having a fuel injector (3) for operation with fuel gas, wherein - the fuel injector (1) comprises a fuel gas nozzle valve member (13) having a piston member (29) and a valve member member (31), the piston member (29) is housed in a housing (39) and divides a first (47) and a second (49) hydraulic control space in a volume-variable manner therein; wherein - the fuel injector (3) is arranged to divert gap leakage from a piston guide gap (57) around the piston member (29) into a barrier fluid seal chamber (59) of a barrier fluid seal system (61) of the fuel injector (3) formed around the valve member member (31) Barrier fluid seal (63) on the valve member part (31) to form.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektoranordnung nach Anspruch 1.The present invention relates to a fuel injector assembly according to claim 1.

Im Stand der Technik ist es bekannt, dass bei Kraftstoffinjektoren, welche für das Ausbringen von Brenngas vorgesehen sind und welche für die Steuerung der Brenngas-Injektoreinheit Hydraulikfluid nutzen, insbesondere Flüssigkraftstoff, das Problem besteht, dass Brenngas unbeabsichtigt in den Hydraulik-Steuerkreis gelangt, insbesondere Kriechpfaden entlang jeweiliger Brenngas-Nadelführungen bzw. -Ventilgliedführungen geschuldet.In the prior art, it is known that in fuel injectors, which are provided for the discharge of fuel gas and which use hydraulic fluid for the control of the fuel gas injector, in particular liquid fuel, the problem is that fuel gas inadvertently enters the hydraulic control circuit, in particular Creep paths along respective fuel gas needle guides or valve member guides owed.

In diesem Kontext zeigt die Druckschrift DE 10 2013 017 853 A1 ein Dual-Fuel-Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Brenngas-Kraftstoffinjektor, welcher eine Düsennadel aufweist, um welche herum ein Leckagesammelraum entlang eines Leckagekriechspalts gebildet ist, wobei der Leckagesammelraum mit einer Druckreguliervorrichtung zusammenwirkt. Die Druckschriften DE 11 2012 003 567 T5 und DE 11 2012 004 430 T5 offenbaren daneben je eine Dual-Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einer hydraulisch verriegelnden Dichtung an einem Leckagekriechpfad um ein Brenngas-Nadelventilglied, welche mittels eines Rückschlagventils gebildet ist. Hierdurch wird verhindert, dass Hydraulikfluid bei niedrigem Brenngasdruck in eine Brenngas-Düsenkammer überströmt.In this context, the document shows DE 10 2013 017 853 A1 a dual-fuel fuel injection system including a fuel gas fuel injector having a nozzle needle around which a leakage collection space is formed along a leakage creeping gap, the leakage collection space cooperating with a pressure regulating device. The pamphlets DE 11 2012 003 567 T5 and DE 11 2012 004 430 T5 next to each disclose a dual fuel injector with a hydraulically locking seal on a leakage creep around a fuel gas needle valve member, which is formed by means of a check valve. This prevents hydraulic fluid from flowing over at low fuel gas pressure in a fuel gas nozzle chamber.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kraftstoffinjektoranordnung anzugeben, welche einen Brenngas-Eintrag in das Hydraulikfluid effektiv und baulich unaufwändig vermeidet.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a fuel injector arrangement which effectively and structurally avoids a fuel gas entry into the hydraulic fluid.

Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffinjektoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a fuel injector arrangement having the features of claim 1.

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

Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß eine Kraftstoffinjektoranordnung mit einem Kraftstoffinjektor für den Betrieb mit Brenngas, zum Beispiel in Form von Erdgas, Sondergas, Deponiegas, Biogas, Wasserstoff o. ä. Der Kraftstoffinjektor kann ein Single-Fuel-Injektor sein, welcher insbesondere einen hydraulischen Steuerkreis zur Steuerung eines Brenngas-Düsenventilglieds aufweist, alternativ und bevorzugt ein Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor, welcher neben Brenngas auch Flüssigkraftstoff ausdüsen kann, zum Beispiel Dieselkraftstoff, Schweröl oder Bioöl. Hierbei wird der Flüssigkraftstoff bevorzugt auch zur Bereitstellung bzw. Bildung des hydraulischen Steuerkreises für das Brenngas-Düsenventilglied verwendet. Ein solcher Kraftstoffinjektor kann zum Beispiel für einen Zündstrahlbetrieb vorgesehen sein, bei welchem mittels einer geringen Flüssigkraftstoff-Einspritzmenge (Zündstrahl) das Brenngas entzündet wird. Die Kraftstoffinjektoranordnung, welche einen wie vorstehend erörterten Kraftstoffinjektor aufweist ist bevorzugt Bestandteil einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzeinrichtung.According to the invention, a fuel injector arrangement with a fuel injector for operation with fuel gas, for example in the form of natural gas, special gas, landfill gas, biogas, hydrogen or the like is proposed. The fuel injector can be a single-fuel injector, which in particular controls a hydraulic control circuit a fuel gas nozzle valve member has, alternatively and preferably, a dual-fuel fuel injector, which can also eject liquid fuel in addition to fuel gas, for example diesel fuel, heavy oil or bio-oil. Here, the liquid fuel is preferably also used to provide or formation of the hydraulic control circuit for the fuel gas nozzle valve member. Such a fuel injector can be provided, for example, for an ignition jet operation in which the fuel gas is ignited by means of a small quantity of liquid fuel injection (ignition jet). The fuel injector assembly having a fuel injector as discussed above is preferably part of a common rail fuel injector.

Allgemein kann die Kraftstoffinjektoranordnung z. B. mit einem Großmotor verwendet werden, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug wie etwa einem Schiff oder einem Nutzfahrzeug, oder zum Beispiel für eine stationäre Einrichtung vorgesehen sein, z. B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-)Stromaggregat, z. B. auch für Industrieanwendungen.In general, the Kraftstoffinjektoranordnung z. B. be used with a large engine, for example, in a motor vehicle such as a ship or a commercial vehicle, or be provided for example for a stationary device, for. B. for a combined heat and power plant, an (emergency) generator, z. B. also for industrial applications.

Der Kraftstoffinjektor der erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektoranordnung weist ein Brenngas-Düsenventilglied auf, welches einen Kolbenteil und einen Ventilgliedteil umfasst bzw. aus denselben besteht. Das Brenngas-Düsenventilglied, insbesondere der Ventilgliedteil, wirkt zur Bildung eines Brenngas-Düsenventils des Kraftstoffinjektors bevorzugt mit einem Düsenventilsitz zusammen, um in Abhängigkeit einer Hubstellung des Brenngas-Düsenventilglieds einen Brenngas-Strömungsweg hin zu einer Brenngas-Düsenanordnung des Kraftstoffinjektors selektiv öffnen und schließen zu können. Der Kolbenteil ist weiterhin dazu vorgesehen, im Rahmen einer hydraulischen Kolbensteuervorrichtung eine Hubsteuerung des Brenngas-Düsenventilglieds zu bewirken, d. h. für einen Einspritzbetrieb. Als Hydraulikfluid für die Kolbensteuerung dient bevorzugt ein Flüssigkraftstoff wie zum Beispiel Dieselkraftstoff.The fuel injector of the fuel injector arrangement according to the invention has a fuel gas nozzle valve member which comprises or consists of a piston part and a valve member part. The fuel gas nozzle valve member, particularly the valve member part, preferably cooperates with a nozzle valve seat to form a fuel gas nozzle valve of the fuel injector to selectively open and close a fuel gas flow path toward a fuel gas nozzle assembly of the fuel injector depending on a stroke position of the fuel gas nozzle valve member can. The piston part is furthermore intended to effect a stroke control of the fuel gas nozzle valve member in the context of a hydraulic piston control device, i. H. for an injection operation. As a hydraulic fluid for the piston control is preferably a liquid fuel such as diesel fuel.

Bevorzugt ist der Ventilgliedteil in Form einer Düsennadel gebildet, insbesondere stangen- oder stabförmig, wobei der Kolbenteil weiterhin insbesondere mit größerem Querschnitt als der Ventilgliedteil bereitgestellt ist, insbesondere an dem Ventilgliedteil (düsenfern endseitig) angeordnet, z. B. angeformt oder integral mit diesem gebildet, zum Beispiel als (zylinderförmige) Verdickung.Preferably, the valve member part is formed in the form of a nozzle needle, in particular rod or rod-shaped, wherein the piston part is further provided in particular with a larger cross-section than the valve member part, in particular on the valve member part (nozzle-remote end side) arranged, for. B. formed or integrally formed therewith, for example as (cylindrical) thickening.

Der Kolbenteil ist in einem (Steuer-)Gehäuse des Kraftstoffinjektors aufgenommen (welches Gehäuse zum Beispiel durch wenigstens ein Injektorgehäuseelement, zum Beispiel einen Düsenkörper und ein Deckelelement desselben bereitgestellt wird) und teilt darin einen ersten und einen zweiten Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel ab. Im Rahmen der derart gebildeten Kolbensteuervorrichtung aus erstem und zweitem Hydraulik-Steuerraum und Kolbenteil bzw. des damit gebildeten Hydraulik-Steuerkreises wird eine Hubsteuerung des Brenngas-Düsenventilglieds durch selektive hydraulische Entlastung- und Belastung der Steuerräume ermöglicht, wobei eine Belastung über hochdruckbeaufschlagtes Hydraulikfluid mit Druckniveaus von z. B. 380 bar bis 550 bar vorgesehen ist.The piston member is housed in a (control) housing of the fuel injector (which housing is provided by, for example, at least one injector housing member, for example, a nozzle body and a lid member thereof) and distributes a variable volume therein first and second hydraulic control chambers. In the context of the piston control device thus formed from the first and second hydraulic control chamber and piston part or the hydraulic control circuit formed therewith, a stroke control of the fuel gas nozzle valve member is made possible by selective hydraulic relief and load the control chambers, with a load on hochdruckbeaufschlagtes Hydraulic fluid with pressure levels of z. B. 380 bar to 550 bar is provided.

Allgemein bevorzugt wird hierbei eine axial ausgerichtete Anordnung, bei welcher das Brenngas-Düsenventilglied axial hubverschieblich ist, mithin auch der Kolbenteil im Gehäuse. Der erste Hydraulik-Steuerraum kann hierbei düsennäher, der zweite Hydrauliksteuerraum düsenferner im – ebenfalls axial orientierten – Gehäuse gebildet sein.Generally preferred here is an axially aligned arrangement in which the fuel gas nozzle valve member is axially displaceable stroke, thus also the piston part in the housing. The first hydraulic control chamber can hereby be closer to the nozzle, the second hydraulic control chamber to be further away from the nozzle in the likewise axially oriented housing.

Erfindungsgemäß ist der Kraftstoffinjektor eingerichtet, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt (insbesondere Ringspalt) um den Kolbenteil, das heißt gebildet zwischen Kolbenteil und Gehäuse(wand), in eine um den Ventilgliedteil gebildete Sperrfluiddichtkammer (insbesondere Ringkammer) eines Sperrfluiddichtungssystems des Injektors umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung am Ventilgliedteil zu bilden.According to the invention, the fuel injector is arranged to divert gap leakage from a piston guide gap (in particular annular gap) around the piston part, ie formed between piston part and housing (wall), into a barrier fluid seal chamber (in particular annular chamber) of a barrier fluid seal system of the injector formed around the valve member part, to form a barrier fluid seal on the injector Valve member part to form.

Mit dieser Ausgestaltung wird es somit vorteilhaft einfach möglich, eine (Sperr-)Fluiddichtung am Ventilgliedteil mittels des Hydraulikfluids (Spaltleckage) zu bilden, welche ein Überströmen von Brenngas in den Hydrauliksteuerkreis entlang einer Führung des Ventilgliedteils zu verhindern vermag, d. h. mittels (Sperr-)Fluid an der Führung sperrt. Hierbei kann sich die Erfindung weiterhin vorteilhaft zu Nutze machen, dass über den Kolbenspalt zwischen Kolbenteil und Gehäuse eine Druckminderung im Sinne einer Vordrosselung erzielbar ist, so dass über die Bemessung des Kolbenführungsspalts oder auch über die Wahl einer Abgriffposition ein Druckniveau der umgeleiteten Spaltleckage für die Bildung der Sperrfluiddichtung vorteilhaft voreinstellbar ist.With this configuration, it is thus advantageously easy to form a (barrier) fluid seal on the valve member part by means of the hydraulic fluid (gap leakage), which is able to prevent an overflow of fuel gas in the hydraulic control circuit along a guide of the valve member part, d. H. by means of (blocking) fluid on the guide locks. Here, the invention can continue to make advantageous advantage that over the piston gap between the piston part and the housing, a pressure reduction in the sense of Vordrosselung is achieved, so that on the design of the piston guide gap or on the choice of a tap position, a pressure level of the redirected gap leakage for education the barrier fluid seal is advantageously preset.

Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors wird – neben der Sperrfluiddichtkammer – bevorzugt auch das gesamte Sperrfluiddichtungssystem ausschließlich über die Spaltleckage aus dem Kolbenspalt, welche an die Sperrfluiddichtung umgeleitet wird, mit hydraulischen Dichtungsfluid bzw. Sperrfluid (Spaltleckage) versorgt, so dass ein zusätzlicher Sperrfluid-Versorgungsanschluss am Kraftstoffinjektor vorteilhaft entfallen kann.In the proposed embodiment of the fuel injector - in addition to the Sperrfluiddichtkammer - preferably the entire Sperrfluiddichtungssystem exclusively via the gap leakage from the piston gap, which is redirected to the barrier fluid seal, supplied with hydraulic sealing fluid or barrier fluid (gap leakage), so that an additional barrier fluid supply port can advantageously account for the fuel injector.

Insbesondere um die Spaltleckage stets hinreichend zuverlässig an die Sperrfluiddichtung umleiten zu können, wird mit einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffinjektoranordnung vorgeschlagen, dass der Kraftstoffinjektor für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut um den Kolbenteil aufweist. Eine solche Sammelnut ist bevorzugt eine Ringnut, wobei in die Sammelnut z. B. von der Gehäusewand abgestriffene Spaltleckage einbringbar ist. Um die Spaltleckage aus der Sammelnut weiterhin an die Sperrfluiddichtkammer zu verbringen, kann der Kraftstoffinjektor hierbei für die Umleitung der Spaltleckage einen Leitungszweig aufweisen, z. B. einen eigens gebildeten Bohrkanal, welcher über die Sammelnut anströmbar ist und an die Sperrfluiddichtkammer geführt ist.In particular, in order always to redirect the gap leakage sufficiently reliably to the barrier fluid seal is proposed in a preferred embodiment of the Kraftstoffinjektoranordnung that the fuel injector for the diversion of the gap leakage has a collecting groove around the piston part. Such collecting groove is preferably an annular groove, wherein in the collecting groove z. B. stripped by the housing wall Spaltleckage can be introduced. In order to continue to spend the gap leakage from the collecting groove to the Sperrfluiddichtkammer, the fuel injector may have a line branch for the diversion of the gap leakage, z. B. a specially formed drilling channel, which can be flowed over the collecting groove and is guided to the barrier fluid seal chamber.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftstoffinjektors gehen hierbei zum Beispiel dahin, dass das Brenngas-Düsenventilglied für die Ausbildung des Leitungszweigs eine (sich axial erstreckende) Hohlbohrung aufweist, insbesondere eine Sackbohrung. Eine solche Hohlbohrung kann sich durch den Kolbenteil und einen längsmittleren Abschnitt des Ventilgliedteils erstrecken und zum Beispiel über wenigstens eine radiale Stichbohrung seitens der Sammelnut angeströmt werden. Über z. B. eine weitere radiale Stichbohrung ausgehend von der Hohlbohrung – andernends an der Hohlbohrung gebildet – kann sodann die Sperrfluiddichtkammer mit aus der Hohlbohrung abströmendem Sperrfluid (Spaltleckage) angeströmt bzw. versorgt werden. Ein offenes (Bohrwerkzeug-)Eintrittsende der Hohlbohrung, welches bevorzugt düsenfern am Kolbenteil gebildet ist, kann hierbei mit einem Verschlusselement bzw. einem Stopfen verschlossen sein.Advantageous embodiments of the fuel injector are in this case, for example, that the fuel gas nozzle valve member for forming the line branch has a (axially extending) hollow bore, in particular a blind bore. Such a hollow bore may extend through the piston part and a longitudinally-central portion of the valve member part and be flowed, for example via at least one radial tap hole from the collecting groove. About z. B. a further radial tap hole, starting from the hollow bore - formed at the other end of the hollow bore - then the Sperrfluiddichtkammer with flowing out of the hollow bore barrier fluid (gap leakage) are supplied or supplied. An open (Bohrwerkzeug-) inlet end of the hollow bore, which is preferably formed remote from the nozzle on the piston part, in this case can be closed with a closure element or a plug.

Allgemein ist somit vorgesehen, dass der Leitungszweig – als Bestandteil des Sperrfluiddichtungssystems, wie im Übringen auch die Sammelnut – die Sammelnut mit der Sperrfluiddichtkammer kommunizierend verbindet.In general, it is thus provided that the line branch - as a component of the barrier fluid sealing system, as in bringing also the collecting groove - connects the collecting groove communicating with the barrier fluid sealing chamber.

Eine alternative Ausgestaltung der Kraftstoffinjektoranordnung kann daneben zum Beispiel vorsehen, dass der Kraftstoffinjektor für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut aufweist, welche in der Gehäuse-Umfangswand um den Kolbenteil gebildet ist. Hierbei kann die Sammelnut z. B. Spaltleckage vom Kolbenteil abstreifen, d. h. zur Versorgung an die Sperrfluiddichtkammer. Eine solche Ausgestaltung erfordert jedoch eine Innenbearbeitung der Gehäuseumfangswand und könnte in dieser Hinsicht aufwändiger in der Herstellung sein. Ein Leitungszweig bzw. Kanal, welcher die Sammelnut und die Sperrfluiddichtkammer kommunizierend verbindet, könnte hierbei in einem Injektorgehäuseelement, z. B. sich benachbart zu dem Gehäuse erstreckend – gebildet sein, zum Beispiel wiederum mit einer Längsbohrung und erster und zweiter Stich- bzw. Querbohrung.An alternative embodiment of the fuel injector arrangement may additionally provide, for example, that the fuel injector for the diversion of the gap leakage has a collecting groove, which is formed in the housing peripheral wall around the piston part. Here, the collection groove z. B. Slip off leakage from the piston part, d. H. for supply to the barrier fluid seal chamber. However, such an embodiment requires an internal processing of the housing peripheral wall and could be more expensive to manufacture in this regard. A conduit branch or channel communicating the collecting groove and the barrier fluid sealing chamber could in this case in an injector housing element, for. B. adjacent to the housing extending - be formed, for example, in turn with a longitudinal bore and first and second stub or transverse bore.

Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, den Kolbenteil mit einem ersten und einem zweiten Querschnitt bzw. gestuft auszugestalten. Eine solche Lösung wird insbesondere mit bevorzugten Ausgestaltungen erwogen, bei welchen die Sammelnut im Wesentlichen nur über den düsenferneren Steuerraum mit Hydraulikfluid gespeist wird. Dieser ist hierbei weiterhin bevorzugt ein mit Schließdruck beaufschlagbarer Steuerraum, das heißt ein Steuerraum, welcher über die überwiegende Betriebszeit – zur Einhaltung der Schließstellung des Brenngas-Düsenventilglieds – druckbeaufschlagt bzw. belastet ist. Ein Abschnitt des Kolbenteils mit kleinerem Querschnitt – unter Ausbildung eines relativ weiteren Kolbenspaltabschnitts – erstreckt sich hierbei seitens des düsenferneren Steuerraums bis an die Sammelnut, ein Abschnitt mit größerem Querschnitt – unter Ausbildung eines relativ engeren Kolbenspaltabschnitts – von der Sammelnut in Richtung düsennäherer Steuerraum.Advantageously, it is also provided in the context of the invention to design the piston part with a first and a second cross section or stepped. Such a solution is considered, in particular, with preferred embodiments, in which the collecting groove is supplied with hydraulic fluid essentially only via the nozzle-remote control chamber. This is still preferably a pressurizable with closing pressure control chamber, that is, a control room, which over the vast period of operation - to comply with Closed position of the fuel gas nozzle valve member - pressurized or loaded. A portion of the piston part with a smaller cross-section - forming a relatively further piston gap portion - extends from the nozzle remote control chamber to the collecting groove, a section with a larger cross-section - forming a relatively narrow piston gap portion - from the collecting groove in the direction of the nozzle-closer control chamber.

Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass der Kolbenteil einen Dichtring aufweist, welcher Dichtring zwischen der Sammelnut und dem ventilgliedteilseitigen Kolbenteilende gegen die Gehäuse- bzw. Umfangswand um den Kolben dichtend an demselben angeordnet ist. Mit obigen Maßnahmen kann einerseits eine vorteilhaft gute Abdichtung zwischen den Steuerräumen erfolgen, andererseits eine zuverlässige Versorgung von Hydraulikfluid an die Sperrfluiddichtkammer sichergestellt werden (insoweit der relativ weitere Kolbenspaltabschnitt während des Injektorbetriebs im Wesentlichen ständig mit druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid befüllt ist).Alternatively or additionally, it can be provided that the piston part has a sealing ring, which sealing ring between the collecting groove and the valve member part side piston part end against the housing or peripheral wall around the piston is sealingly arranged on the same. With the above measures, on the one hand, an advantageously good seal between the control chambers can take place, on the other hand a reliable supply of hydraulic fluid to the barrier fluid sealing chamber can be ensured (insofar as the relatively further piston gap section is substantially constantly filled with pressurized hydraulic fluid during injector operation).

Allgemein und bevorzugt ist in Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Sperrfluidsystem an ein Leckagesystem des Kraftstoffinjektors kommunizierend angebunden ist, insbesondere abströmseitig. Hierbei ist die Sperrfluiddichtkammer insoweit als Durchgangsvolumen bereitgestellt. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel vorsehen, dass Sperrfluid aus der Sperrfluiddichtkammer über eine Leitungsverbindung an das Leckagesystem absteuerbar ist, welche z. B. eine Drosselvorrichtung aufweist, z. B. weiterhin ein Rückschlagventil.Generally and preferably, it is also provided in a development of the invention that the barrier fluid system is connected in a communicating manner to a leakage system of the fuel injector, in particular downstream. Here, the barrier fluid sealing chamber is provided as a throughput volume. Such a configuration may provide, for example, that barrier fluid from the barrier fluid sealing chamber via a line connection to the leakage system can be absteuerbar which z. B. has a throttle device, for. B. continue a check valve.

Noch weiterhin bevorzugt ist es, dass das Sperrfluidsystem über eine Druckreguliervorrichtung desselben an das Leckagesystem des Kraftstoffinjektors kommunizierend angebunden ist. Mittels einer solchen Druckreguliervorrichtung, beispielweise einem Druckregulierventil, kann der Druck im Sperrfluidsystem zum Beispiel in Abhängigkeit eines aktuell vorherrschenden Brenngas-Drucks eingestellt werden, zum Beispiel wenn dieser im Teil-/Volllastbetrieb des Kraftstoffinjektors unterschiedlich ist, oder zum Beispiel auf einen Konstantdruck geregelt werden. Bevorzugt wird im Sperrfluiddichtungssystem ein Sperrfluiddruck eingestellt, welcher um ca. 10 bis 30 bar über dem Brenngas-Druckniveau liegt (welches zum Beispiel 350 bar beträgt). Ein etwaiges Überströmen von Sperrfluid in den Brenngas-Teil des Kraftstoffinjektors über eine Ventilgliedteil-Führung in einen Brenngas-Düsenraum kann hierbei als unbeachtlich angesehen werden, da dieses im Brenngasbetrieb schlicht mitverbraucht wird.Still further preferred is that the barrier fluid system is connected via a pressure regulating device of the same communicating to the leakage system of the fuel injector. By means of such a pressure regulating device, for example a pressure regulating valve, the pressure in the barrier fluid system can be adjusted, for example, as a function of a currently prevailing fuel gas pressure, for example if this is different in the partial / full load operation of the fuel injector, or for example regulated to a constant pressure. Preferably, a barrier fluid pressure is set in the barrier fluid sealing system, which is about 10 to 30 bar above the fuel gas pressure level (which, for example, is 350 bar). A possible overflow of barrier fluid in the fuel gas part of the fuel injector via a valve member part guide in a fuel gas nozzle chamber can here be regarded as irrelevant, since this is simply mitverraucht in fuel gas operation.

Das Sperrfluiddichtungssystem kann bei der vorgeschlagenen Kraftstoffinjektoranordnung auch wenigstens eine weitere Sperrfluiddichtung aufweisen, welche über das Sperrfluiddichtungssystem bzw. Leitungswege desselben mit Sperrfluid versorgt wird. Zum Beispiel kann eine Abströmleitung aus der Sperrfluiddichtkammer um den Ventilgliedteil, welche über die Druckreguliervorrichtung an das Leckagesystem des Kraftstoffinjektors führt verzweigen, insbesondere stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung, wobei über den Abzweig die weitere Sperrfluiddichtung mit Sperrfluid versorgt werden kann. Eine Abströmleitung aus der zweiten Sperrfluiddichtung kann hierbei, insbesondere stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung und stromabwärts des Abzweigs, wieder in die Abströmleitung aus der Sperrfluiddichtung um den Ventilgliedteil einmünden.In the proposed fuel injector arrangement, the barrier fluid sealing system may also have at least one further barrier fluid seal, which is supplied with barrier fluid via the barrier fluid seal system or conduit paths thereof. For example, a discharge line from the barrier fluid sealing chamber can branch around the valve member part, which leads via the pressure regulating device to the leakage system of the fuel injector, in particular upstream of the pressure regulating device, whereby the further barrier fluid seal can be supplied with barrier fluid via the branch. An outflow line from the second barrier fluid seal can in this case, in particular upstream of the pressure regulating device and downstream of the branch, re-open into the outflow line from the barrier fluid seal around the valve member part.

Eine weitere Sperrfluiddichtung kann zum Beispiel an einer Spaltführung am Kraftstoffinjektor gebildet sein, in welcher ein Element verschieblich geführt ist, insbesondere zwischen einer Brenngasseite und einer Hydraulikseite. Zum Beispiel kann eine solche Spaltführung an einem Niederhalteelement wie etwa einer Stelze gebildet sein, welche federbelastet eine Schließkraft auf das Brenngas-Düsenventilglied ausübt, insbesondere auf den Kolbenteil und hierbei zum Beispiel an einem Brenngas-Durchgangs- und/oder -Speicherraum, z. B. als Brenngas-Zwischenspeicher bereitgestellt, aufgenommen ist.A further barrier fluid seal can be formed, for example, on a gap guide on the fuel injector in which an element is displaceably guided, in particular between a fuel gas side and a hydraulic side. For example, such a gap guide may be formed on a hold-down member, such as a stilt, which resiliently exerts a closing force on the fuel gas nozzle valve member, in particular on the piston member and, for example, on a fuel gas passage and / or storage space, e.g. B. provided as a fuel gas buffer is received.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird weiterhin auch ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, welches wenigstens eine wie vorstehend erörterte Kraftstoffinjektoranordnung aufweist. Bevorzugt ist das Kraftstoffeinspritzsystem hierbei eingerichtet, mittels der Druckreguliervorrichtung ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30 bar über einem Brenngas-Versorgungsdruck liegt.In the context of the present invention, a fuel injection system is furthermore proposed which has at least one fuel injector arrangement as discussed above. In this case, the fuel injection system is preferably set up to set a pressure level in the barrier fluid sealing system by means of the pressure regulating device, which is above a fuel gas supply pressure in the range from 10 bar to 30 bar.

Weiterhin wird auch eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche eine wie vorstehend erörterte Kraftstoffinjektoranordnung oder ein wie vorstehend erörtertes Kraftstoffeinspritzsystem aufweist.Furthermore, an internal combustion engine is also proposed which has a fuel injector arrangement as discussed above or a fuel injection system as discussed above.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figure of the drawings, which shows details essential to the invention, and from the claims. The individual features may be implemented individually for themselves or for a plurality of different combinations in a variant of the invention.

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

1 exemplarisch und schematisch eine Kraftstoffinjektoranordnung gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung in einer abgebrochenen Schnittansicht. 1 exemplary and schematically a Kraftstoffinjektoranordnung according to a possible Embodiment of the invention in a broken sectional view.

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

1 exemplarisch und schematisch eine Kraftstoffinjektoranordnung 1 mit einem Kraftstoffinjektor 3 für den Betrieb mit Brenngas, wobei der Kraftstoffinjektor 3 als Single-Fuel- oder auch als Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor eingerichtet sein kann, d. h. bei Ausgestaltung als Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor auch für einen Flüssigkraftstoffbetrieb z. B. im Rahmen eines Zündstrahlverfahrens oder für einen reinen Flüssigkraftstoffbetrieb. 1 exemplary and schematically a fuel injector 1 with a fuel injector 3 for operation with fuel gas, the fuel injector 3 can be set up as a single-fuel or as a dual-fuel fuel injector, ie in design as a dual-fuel fuel injector for a liquid fuel z. B. in the context of a Zündstrahlverfahrens or for a pure liquid fuel operation.

Der Kraftstoffinjektor 3 weist ein Injektorgehäuse 5 auf, welches mittels einer Anzahl an Gehäuseelementen gebildet ist, zum Beispiel mittels eines Düsenkörpers 7, weiterhin einem den Düsenkörper 7 deckelnden Element 9 wie einer Zwischenplatte oder einem weiteren Gehäuseelement 11.The fuel injector 3 has an injector housing 5 which is formed by means of a number of housing elements, for example by means of a nozzle body 7 , continue to the nozzle body 7 lidding element 9 as an intermediate plate or another housing element 11 ,

Im Düsenkörper 7 ist ein Brenngas-Düsenventilglied 13 des Kraftstoffinjektors 3 aufgenommen, welches gegen einen Ventilsitz 15 wirkt, d. h. zusammen mit diesem ein Brenngas-Düsenventil 17 des Kraftstoffinjektors 3 bildet. In Abhängigkeit der Hubstellung des Brenngas-Düsenventilglieds 13 kann hierüber hochdruckbeaufschlagtes Brenngas aus einem Brenngas-Düsenraum 19 selektiv freigegeben werden, d. h. über eine nachgeordnete Brenngas-Düsenanordnung 21 des Kraftstoffinjektors 3. Zur Versorgung von Brenngas an den Brenngas-Düsenraum 19, zum Beispiel mit einem Druckniveau von ca. 350 bar, weist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 einen Versorgungsstrang 23 auf, welcher von einem Brenngas-Einlass 25 des Kraftstoffinjektors 3 an den Brenngas-Düsenraum 19 geführt ist. Hierbei kann in dem Versorgungsstrang 23 weiterhin ein Brenngas-Zwischenspeicher 27 gebildet sein, zum Beispiel bereitgestellt durch ein partiell vergrößertes Volumen im Versorgungsstrang 23.In the nozzle body 7 is a fuel gas nozzle valve member 13 of the fuel injector 3 taken up, which against a valve seat 15 acts, ie together with this a fuel gas nozzle valve 17 of the fuel injector 3 forms. Depending on the stroke position of the fuel gas nozzle valve member 13 can this pressurized fuel gas from a fuel gas nozzle chamber 19 be selectively enabled, ie via a downstream fuel gas nozzle assembly 21 of the fuel injector 3 , For supplying fuel gas to the fuel gas nozzle chamber 19 , For example, with a pressure level of about 350 bar, the fuel injector arrangement 1 a supply line 23 on which of a fuel gas inlet 25 of the fuel injector 3 to the fuel gas nozzle chamber 19 is guided. This can be in the supply line 23 furthermore a fuel gas buffer 27 be formed, for example, provided by a partially enlarged volume in the supply line 23 ,

Das Brenngas-Düsenventilglied 13 nunmehr weist einen Kolbenteil 29 und einen – sich daran anschließenden – Ventilgliedteil 31 auf, welche miteinander fest verbunden, insbesondere integral gebildet sind. Wie 1 veranschaulicht, ist der Ventilgliedteil 31 gleich einer bzw. als Düsennadel gebildet, weiterhin mit einem längsmittleren Bereich 33. An dem längsmittleren Bereich 33 ist der Ventilgliedteil 31 mittels einer denselben umfangenden Führung 35, gebildet mittels einer das Brenngas-Düsenventilglied 13 aufnehmenden Axialbohrung 37 (im Düsenkörper 7) eng anliegend bzw. mit sehr geringem Radialspiel geführt, d. h. mit einem Radialspiel A1. Über den geführten Abschnitt bzw. den längsmittleren Bereich 33 weist der Ventilgliedteil 31 hierbei einen Durchmesser D1 auf.The fuel gas nozzle valve member 13 now has a piston part 29 and a - subsequent thereto - valve member part 31 on, which are firmly connected to each other, in particular integrally formed. As 1 illustrates is the valve member part 31 formed equal to one or as a nozzle needle, further having a longitudinally central region 33 , At the longitudinal middle area 33 is the valve member part 31 by means of a same comprehensive guide 35 formed by means of a fuel gas nozzle valve member 13 receiving axial bore 37 (in the nozzle body 7 ) tightly or with very little radial play, ie with a radial clearance A1. Over the guided section or the longitudinal middle section 33 has the valve member part 31 in this case a diameter D1.

Der Kolbenteil 29 bzw. der Kolben ist an einem düsenfernen Ende des Brenngas-Düsenventilglieds 13, angrenzend an den Ventilgliedteil 31, gebildet, das heißt mit einem Durchmesser, welcher größer als D1 ist, allgemein mittels einer Querschnittsaufweitung des den Ventilgliedteil 31 bildenden stangenförmigen Abschnitts des Brenngas-Düsenventilglieds 13.The piston part 29 or the piston is at a nozzle distal end of the fuel gas nozzle valve member 13 , adjacent to the valve member part 31 , formed, that is, with a diameter which is greater than D1, generally by means of a cross-sectional expansion of the valve member part 31 forming rod-shaped portion of the fuel gas nozzle valve member 13 ,

Der Kolbenteil 29 ist in einem (Steuer-)Gehäuse 39 aufgenommen, welches mittels einer Bohrung im Düsenkörper 7 gebildet ist, ausgehend von welcher sich die Führung 35 des Ventilgliedteils 31 hin zum Brenngas-Düsenraum 19 wegerstreckt. Düsenfern gedeckelt wird das Gehäuse 39 weiterhin durch das den Düsenkörper 7 deckelnde Element 9, sowie ein federbelastetes Niederhalteelement 41 in Form eines Stelzenelements, welches gegen das düsenferne Ende des Kolbenteils 29 in Anlage gedrängt ist, i. e. um für eine zuverlässige Einnahme der Schließstellung des Brenngas-Düsenventilglieds 13 zu sorgen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorspanneinrichtung 43 des Niederhalteelements (Druckfeder) hierbei vorteilhaft im Zwischenspeicherraum 27 des Brenngas-Versorgungsstrangs 23 untergebracht ist, mithin kein zusätzlicher Bauraum am Kraftstoffinjektor 3 für die Vorspanneinrichtung 43 erforderlich wird. Mitnotiert sei hierbei auch, dass das axial verschiebliche Stelzenelement 41 in einer (radial) spielbehafteten Führung 45 im deckelnden Element 9 geführt ist.The piston part 29 is in a (control) housing 39 taken, which by means of a hole in the nozzle body 7 is formed, starting from which the leadership 35 of the valve member part 31 towards the fuel gas nozzle chamber 19 extends away. The housing is capped off the nozzle 39 continue through the nozzle body 7 lidding element 9 , as well as a spring-loaded hold-down element 41 in the form of a stilt element, which is against the nozzle-distal end of the piston part 29 is urged in plant, ie order for a reliable receipt of the closed position of the fuel gas nozzle valve member 13 to care. At this point it should be noted that the biasing device 43 the hold-down element (compression spring) advantageous in the buffer space 27 of the fuel gas supply line 23 is housed, so no additional space on the fuel injector 3 for the pretensioner 43 is required. It should also be noted that the axially movable stilt element 41 in a (radial) game-prone leadership 45 in the lidding element 9 is guided.

Der im Gehäuse 39 aufgenommene Kolbenteil 29 teilt darin einen ersten 47 und einen zweiten 49 Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel ab. Der erste Hydraulik-Steuerraum 47, welcher düsennäher gebildet ist, ist dazu bereitgestellt, bei Belastung desselben einen Öffnungsdruck auf das Kolbenelement 29 auszuüben, der zweite Steuerraum 49, welcher düsenferner gebildet ist, dazu, bei Belastung desselben einen Schließdruck auf das Kolbenelement 29 auszuüben.The one in the case 39 recorded piston part 29 share in a first 47 and a second 49 Hydraulic control room volume variable from. The first hydraulic control room 47 which is formed closer to the nozzle, is provided for, under load thereof, an opening pressure on the piston member 29 exercise, the second control room 49 , which is formed nozzle-remote, to the same when it loads a closing pressure on the piston element 29 exercise.

Die mittels erstem 47 und zweitem 49 Hydraulik-Steuerraum sowie dem Kolbenteil 29 gebildete Kolbensteuervorrichtung umfasst weiterhin ein Steuerventil 51 (Pilotventil), über welches sowohl ein Hydraulikfluid-Belastungspfad (Versorgungspfad von der Hochdruckseite) 53 des Kraftstoffinjektors 3 als auch ein Hydraulikfluid-Entlastungspfad 55 (Abströmpfad zur Niederdruckseite) des Kraftstoffinjektors 3 geführt ist.The first 47 and second 49 Hydraulic control room and the piston part 29 formed piston control device further comprises a control valve 51 (Pilot valve), via which both a hydraulic fluid load path (supply path from the high pressure side) 53 of the fuel injector 3 as well as a hydraulic fluid discharge path 55 (Outflow path to the low pressure side) of the fuel injector 3 is guided.

Das Steuerventil 51 ist bevorzugt als 4/2-Wege-Ventil bereitgestellt, zum Beispiel als Schieberventil oder z. B. als Kombination zweier 3/2-Wege-Ventile. In Abhängigkeit der Schaltstellung des Steuerventils 51 kann ein Hydraulikdruck entweder auf den einen Hydraulik-Steuerraum 47 bzw. 49 wirken (Belastung), während der andere Hydraulik-Steuerraum 49 bzw. 47 hin zur Niederdruckseite entlastet wird (abströmendes Hydraulikfluid) oder umgekehrt.The control valve 51 is preferably provided as a 4/2-way valve, for example as a slide valve or z. B. as a combination of two 3/2-way valves. Depending on the switching position of the control valve 51 can be a hydraulic pressure either on the one hydraulic control room 47 respectively. 49 act (load) while the other hydraulic control room 49 respectively. 47 is relieved to the low pressure side (outflowing hydraulic fluid) or vice versa.

In der gezeigten Schaltstellung ist beispielsweise der zweite Hydraulik-Steuerraum 49 belastet, während der erste Hydraulik-Steuerraum 47 entlastet ist, das heißt das Brenngas-Düsenventilglied 13 wird in die gezeigte Schließstellung gedrängt. Wird das Steuerventil 51 umgesteuert, kann der zweite Hydraulik-Steuerraum 49 entlastet werden und der erste Hydraulik-Steuerraum 47 belastet, so dass ein Abheben des Brenngas-Düsenventilglieds 13, insbesondere in Verbindung mit einem Brennraumdruck, gegen die Schließkraft des Niederhalteelements 41 ermöglicht ist, das heißt das Brenngas-Düsenventilglied 13 wird in Öffnungsstellung gedrängt. Ersichtlich wird mit der derart ausgestalteten Kolbensteuervorrichtung insoweit der Hub des Brenngas-Düsenventilglieds 13 hydraulisch gesteuert.In the switching position shown, for example, the second hydraulic control chamber 49 loaded during the first hydraulic control room 47 is relieved, that is, the fuel gas nozzle valve member 13 is forced into the closed position shown. Will the control valve 51 reversed, the second hydraulic control room 49 be relieved and the first hydraulic control room 47 loaded, so that a lifting of the fuel gas nozzle valve member 13 , in particular in connection with a combustion chamber pressure, against the closing force of the hold-down element 41 is possible, that is, the fuel gas nozzle valve member 13 is forced into open position. As can be seen with the thus configured piston control device insofar the hub of the fuel gas nozzle valve member 13 hydraulically controlled.

Der Kraftstoffinjektor 3 ist hierbei weiterhin auch – in die Erfindung kennzeichnender Weise – eingerichtet, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt 57 um den Kolbenteil 29 in eine um den Ventilgliedteil 31 gebildete Sperrfluiddichtkammer 59 eines Sperrfluiddichtungssystems 61 des Kraftstoffinjektors 3 umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung 63 am Ventilgliedteil 31 zu bilden.The fuel injector 3 is here also continue - in the invention characterizing way - set up, gap leakage from a piston guide gap 57 around the piston part 29 in one around the valve member part 31 formed barrier fluid seal chamber 59 a barrier fluid seal system 61 of the fuel injector 3 divert to a barrier fluid seal 63 on the valve member part 31 to build.

Die Sperrfluiddichtung 63 umgibt hierbei den Ventilgliedteil 31 am mit engem Spiel geführten Abschnitt 33 bzw. innerhalb desselben, wobei die Sperrfluiddichtkammer 59 mittels einer Ringnut – innerhalb der axialen Erstreckung der Führung 35 – im Düsenkörper 7 gebildet ist, welche gegen den benachbarten Ventilgliedteil 31 geöffnet ist. Derart wird mittels in die Sperrfluiddichtkammer 59 eingetragenem und druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid bzw. Sperrfluid in Form von umgeleiteter Spaltleckage ein Überströmen von Brenngas seitens des Brenngas-Düsenraums 19 über die Axialbohrung 37 in das Gehäuse 39 und somit den hydraulischen Steuerkreis wirksam verhindert.The barrier fluid seal 63 surrounds the valve member part 31 at the close-knit section 33 or within it, the barrier fluid seal chamber 59 by means of an annular groove - within the axial extent of the guide 35 - in the nozzle body 7 is formed, which against the adjacent valve member part 31 is open. Such is by means of the barrier fluid seal chamber 59 Registered and pressurized hydraulic fluid or barrier fluid in the form of redirected gap leakage overflow of fuel gas from the fuel gas nozzle chamber 19 over the axial bore 37 in the case 39 and thus effectively prevents the hydraulic control circuit.

Bevorzugt wird für die zuverlässige Umleitung der Spaltleckage vorgesehen, den Kolbenteil 29 mit abgestuftem Querschnitt zu bilden, wobei ein erster Abschnitt 29a mit relativ kleinerem Querschnitt bzw. Durchmesser D2 sich von dem düsenfernen Ende des Kolbenteils 29 bzw. seitens des zweiten Hydraulik-Steuerraums 49 bis zu einer Sammelnut 65 erstreckt, welche um den Kolbenteil 29 als Ringnut gebildet ist.Preferably, the gap leakage is provided for the reliable diversion, the piston part 29 to form with stepped cross-section, with a first section 29a with a relatively smaller cross section or diameter D2 from the nozzle distal end of the piston part 29 or on the part of the second hydraulic control chamber 49 up to a collecting groove 65 which extends around the piston part 29 is formed as an annular groove.

Ein zweiter Abschnitt 29b mit relativ größerem Querschnitt bzw. einem Durchmesser D3 erstreckt sich weiterhin von der Sammelnut 65 hin zu dem düsennahen Ende des Kolbenteils 29 bzw. hin zum ersten Hydraulik-Steuerraum 47. Derart wird ein Kolbenführungspalt 57 um den Kolbenteil 29 gebildet, welcher über den ersten Abschnitt 29a relativ weites Spiel A2 zur Kolbenumfangswand aufweist und welcher über den zweiten Abschnitt 29b relativ engeres Spiel A3 zur Kolbenumfangswand aufweist. Allgemein wird eine Kraftstoffinjektorauslegung also wie folgt angestrebt: D3 > D2 > D1 und weiterhin A1 < A3 < A2.A second section 29b with a relatively larger cross section or a diameter D3 continues to extend from the collecting groove 65 towards the nozzle near end of the piston part 29 or to the first hydraulic control room 47 , Such is a piston guide gap 57 around the piston part 29 formed, which over the first section 29a has relatively wide clearance A2 to the piston peripheral wall and which over the second portion 29b relatively closer clearance A3 has the piston perimeter wall. In general, a fuel injector design is therefore aimed at as follows: D3>D2> D1 and furthermore A1 <A3 <A2.

Zur noch besseren Abdichtung zwischen dem ersten 47 und dem zweiten 49 Hydraulik-Steuerraum, welche die Leckageverluste während des Öffnungsvorgangs noch weiter gering halten kann, mithin ein schnelleres Öffnen ermöglicht, kann um den Kolbenteil 29 ein Dichtring 67 bzw. Kolbenring angeordnet sein, das heißt zwischen der Sammelnut 65 und dem düsennahen Kolbenteilende.For even better sealing between the first 47 and the second 49 Hydraulic control chamber, which can keep the leakage losses during the opening process even further, thus allowing a faster opening, can around the piston part 29 a sealing ring 67 or piston ring to be arranged, that is, between the collecting groove 65 and the nozzle near the piston part end.

Mit dieser Ausgestaltung nimmt die Sammelnut 65 überwiegend oder nahezu ausschließlich Spaltleckage aus dem Kolbenführungsspalt 57 auf, welche dort über den ersten Abschnitt 29a ansteht, d. h. bei Betrieb des Kraftstoffinjektors 3 regelmäßig druckbeaufschlagt ansteht. Das deshalb, als die hierbei seitens des zweiten bzw. Schließdruck-Hydraulik-Steuerraums 49 über den Kolbenspalt 57 an die Sammelnut 65 geführte Spaltleckage über die Mehrzahl der Betriebszeitanteile unter Hydraulikdruck steht bzw. belastet ist.With this configuration, the collecting groove takes 65 predominantly or almost exclusively gap leakage from the piston guide gap 57 on which one over the first section 29a is present, ie when operating the fuel injector 3 regularly pressurized is pending. This is because, on the part of the second or closing pressure hydraulic control chamber 49 over the piston gap 57 to the collecting groove 65 Guided gap leakage over the majority of the operating time shares under hydraulic pressure is or is loaded.

Um die Spaltleckage an die Sperrfluiddichtkammer 59 umzuleiten, weist das Sperrfluiddichtungssystem 61 weiterhin einen Leitungszweig 69 auf, welcher mittels einer als Sackbohrung gebildeten Hohlbohrung 71 im Brenngas-Düsenventilglied 13 gebildet ist. Die Hohlbohrung 71 erstreckt sich hierbei über einen Abschnitt vom düsenfernen Ende des Kolbenteils 29 bis in den geführten Abschnitt 33 hinein (axial), an welchem die Sperrfluiddichtung 63 gebildet ist. Düsenfern ist die Hohlbohrung 71 hierbei mit einem Stopfenelement 73 verschlossen.To the gap leakage to the barrier fluid seal chamber 59 redirect, the barrier fluid seal system 61 continue a line branch 69 on, which by means of a hollow bore formed as a blind bore 71 in the fuel gas nozzle valve member 13 is formed. The hollow bore 71 extends over a portion of the nozzle distal end of the piston part 29 into the guided section 33 in (axially) to which the barrier fluid seal 63 is formed. Düsenfern is the hollow bore 71 in this case with a plug element 73 locked.

Die derart gebildete Hohlbohrung 71 kann seitens der Sammelnut 65 über wenigstens eine radial ausgeführte Stichbohrung 75 mit der Spaltleckage (Hydraulikfluid) beaufschlagt bzw. angeströmt werden, wobei abströmseitig die Sperrfluiddichtkammer 59 über wenigstens eine weitere radial ausgeführte Stichbohrung 77 – über den gesamten möglichen Brermgas-Düsenventilglied-Stellungsbereich – mit dem derart umgeleiteten Spaltleckagefluid anströmbar ist.The hollow bore thus formed 71 can on the part of collecting 65 via at least one radially executed tap hole 75 with the gap leakage (hydraulic fluid) acted upon or be flown, wherein downstream the Sperrfluiddichtkammer 59 via at least one further radially executed tap hole 77 - Over the entire possible Bremgas nozzle valve member position range - with the thus redirected gap leakage fluid can be flowed.

Beachtlich ist im Rahmen der aufgezeigten Anordnung hierbei, dass über die Wahl der Weite des Kolbenführungsspalts am ersten Abschnitt 29a eine Vordrosselung, mithin ein Druckniveau, gezielt voreinstellbar ist, unter welcher bzw. mit welchem die Spaltleckage über die Sammelnut 65 abgreifbar ist. Über den Umleitungszweig 69 kann das abgezweigte Fluid sodann ohne weitere nennenswerte Drosselung bzw. Druckbeeinflussung an die Sperrfluiddichtkammer 59 versorgt werden.Noteworthy in the context of the arrangement shown here is that on the choice of the width of the piston guide gap on the first section 29a a Vordrosselung, thus a pressure level, is selectively preset, under which or with which the Gap leakage over the collecting groove 65 can be tapped. About the diversion branch 69 The branched off fluid can then without further significant throttling or pressure influencing the barrier fluid seal chamber 59 be supplied.

Wie 1 auch veranschaulicht, weist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 weiterhin ein Leckagesystem 79 auf, an welches das Sperrfluiddichtungssystem 61 des Kraftstoffinjektors 3 – abströmseitig – kommunizierend angebunden ist, insbesondere über eine Druckreguliervorrichtung 81. Hierbei führt eine Abströmleitung 83 des Sperrfluiddichtungssystems 61 seitens der Sperrfluiddichtkammer 59 hin zu der Druckreguliervorrichtung 81, über welche hierbei ein Druck im Sperrfluiddichtungssystem 61 einstellbar ist. Die Druckreguliervorrichtung 81 ist bevorzugt mittels eines variablen Druckregulierventils gebildet, welches eine Anpassung des Druckniveaus der Sperrfluiddichtung 63 bzw. im Sperrfluiddichtungssystem 61 an ein gerade vorherrschendes Brenngas-Versorgungsdruckniveau ermöglicht, das heißt durch geeignet variierte Absteuerung von Sperrfluid in das nachgeordnete Leckagesystem 79 (hin zur Niederdruckseite).As 1 Also illustrated, the fuel injector assembly 1 continue a leak system 79 to which the barrier fluid seal system 61 of the fuel injector 3 - Downstream - communicatively connected, in particular via a pressure regulating device 81 , This leads to a discharge line 83 the barrier fluid seal system 61 from the barrier fluid seal chamber 59 towards the pressure regulating device 81 , about which a pressure in the sealing fluid sealing system 61 is adjustable. The pressure regulating device 81 is preferably formed by means of a variable pressure regulating valve, which is an adaptation of the pressure level of the barrier fluid seal 63 or in the barrier fluid seal system 61 to a currently prevailing fuel gas supply pressure level, that is, by suitably varied shutdown of barrier fluid into the downstream leakage system 79 (towards the low pressure side).

Bei der gezeigten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 3 weist das Sperrfluiddichtungssystem 61, parallel zu der Abströmleitung 83 geschaltet, weiterhin einen Sperrfluidkreis 85 auf, über welchen eine weitere Sperrfluiddichtung 87 mit Sperrfluid aus der Spaltleckage des Kolbenführungsspalts 57 versorgt wird.In the embodiment of the fuel injector shown 3 has the barrier fluid seal system 61 , parallel to the discharge line 83 switched, continue a Sperrfluidkreis 85 over which another barrier fluid seal 87 with barrier fluid from the gap leakage of the piston guide gap 57 is supplied.

Die weitere Sperrfluiddichtung 87 ist hierbei – mittels einer weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 – um den in der Führung 45 aufgenommenen Abschnitt des Niederhalteelements 41 herum gebildet und bewirkt dort eine Abdichtung gegen Brenngas-Leckage, welche andernfalls entlang der Spaltführung um das Stelzenglied 41 in das (Steuer-)Gehäuse 39 eintreten könnte, das heißt von der durch den Zwischenspeicher 27 gebildeten Brenngasseite hin zur Hydraulikseite (des Hydrauliksteuerkreises bzw. der Kolbensteuervorrichtung). Zur Ausbildung des Sperrfluidkreises 85 mit der weiteren bzw. zweiten Sperrfluiddichtung 87 zweigt ein erster Leitungszweig 91 des Sperrfluidkreises 85 seitens der Abströmleitung 83 (und stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung 81) an die weitere Sperrfluiddichtkammer 89 ab und bewirkt dort den für die Dichtfunktionalität vorgesehenen Druckaufbau in der weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 mittels des Sperrfluids (Spaltleckage; Hydraulikfluid). Abströmseitig aus der weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 führt ein zweiter Leitungszweig 93, welcher stromabwärts des Abzweigpunktes 95 des ersten Leitungsweigs 91 (und stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung 81) wieder in die Abströmleitung 83 einzweigt.The further barrier fluid seal 87 is here - by means of another Sperrfluiddichtkammer 89 - in the leadership 45 received portion of the hold-down element 41 formed around there and causes a seal against fuel gas leakage, which otherwise along the gap guide to the stilt member 41 in the (control) housing 39 could enter, that is from the through the cache 27 formed fuel gas side to the hydraulic side (of the hydraulic control circuit and the piston control device). To form the Sperrfluidkreises 85 with the further or second barrier fluid seal 87 branches a first leg 91 the Sperrfluidkreises 85 from the discharge line 83 (and upstream of the pressure regulating device 81 ) to the further barrier fluid seal chamber 89 From there and causes the intended for the sealing functionality pressure build-up in the other barrier fluid seal chamber 89 by means of the barrier fluid (gap leakage; hydraulic fluid). Outflow from the other barrier fluid seal chamber 89 leads a second leg 93 which is downstream of the branch point 95 of the first branch 91 (and upstream of the pressure regulating device 81 ) back into the discharge line 83 einzweigt.

Mit dieser Anordnung wird es somit möglich, über die Druckreguliervorrichtung 81 den Druck im gesamten Sperrfluiddichtungssystem 61, mithin in beiden Sperrfluiddichtkammern 59, 89 bzw. den jeweiligen Sperrfluiddichtungen 63, 87 einzustellen. Bevorzugt ist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 oder ein Kraftstoffeinspritzsystem, welches eine solche Kraftstoffinjektoranordnung 1 aufweist hierbei eingerichtet, ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem 61 einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30 bar über einem Brenngas-Versorgungsdruckniveau liegt. Somit kann verhindert werden, dass über die Maßen viel Sperrfluid in den Brenngas-Bereich überströmt, gleichzeitig aber eine zuverlässige Abdichtung mittels der Sperrfluiddichtungen 63, 87 bewirkt werden.With this arrangement, it is thus possible via the pressure regulating device 81 the pressure throughout the barrier fluid seal system 61 , thus in both Sperrfluiddichtkammern 59 . 89 or the respective barrier fluid seals 63 . 87 adjust. The fuel injector arrangement is preferred 1 or a fuel injection system including such a fuel injector assembly 1 in this case has set up a pressure level in the barrier fluid sealing system 61 set, which is in the range of 10 bar to 30 bar above a fuel gas supply pressure level. Thus it can be prevented that overflowed much barrier fluid in the fuel gas area, but at the same time a reliable seal by means of the barrier fluid seals 63 . 87 be effected.

Eine Druckreguliervorrichtung 81 kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl im Kraftstoffinjektor 3 aber auch außerhalb des Kraftstoffinjektors 3 vorgesehen werden. Die externe Unterbringung kann zum Beispiel oberhalb eines Einzeldruckspeichers des Kraftstoffinjektors 3 erfolgen, insbesondere bei Verwendung größer bauender variabel steuerbarer Druckregulierventile. In Hinblick auf die Druckreguliervorrichtung 81 kann diese entlastet, mithin deren Baugröße dann vorteilhaft klein gehalten werden, wenn die über die Bemessung des Kolbenspalts 57 erzielte Vordrosselung so eingestellt ist, dass die Druckreguliervorrichtung 81 nur geringe Volumenströme zur Druckeinstellung im Sperrfluiddichtungssystem abzusteuern braucht.A pressure regulating device 81 can in the context of the present invention both in the fuel injector 3 but also outside the fuel injector 3 be provided. The external housing may, for example, above a single pressure accumulator of the fuel injector 3 take place, especially when using larger-sized variable controllable pressure regulating valves. With regard to the pressure regulating device 81 this can be relieved, so their size can be kept advantageously small, if the on the design of the piston gap 57 scored throttling is set so that the pressure regulating device 81 only low volume flow for pressure adjustment abzusteuern in the sealing fluid seal system needs.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftstoffinjektoranordnungfuel injector
33
Kraftstoffinjektorfuel injector
55
Injektorgehäuseinjector
77
Düsenkörpernozzle body
99
Deckelndes ElementCovering element
1111
Weiteres GehäuseelementAnother housing element
1313
Brenngas-DüsenventilgliedFuel gas nozzle valve member
1515
Ventilsitzvalve seat
1717
Brenngas-DüsenventilFuel gas nozzle valve
1919
Brenngas-DüsenraumFuel gas nozzle chamber
2121
Brenngas-DüsenanordnungFuel gas nozzle arrangement
2323
Versorgungsstrangsupply line
2525
Brenngas-EinlassFuel gas inlet
2727
Brenngas-ZwischenspeicherFuel gas buffer
2929
Kolbenteilpiston part
29a29a
erster Abschnittfirst section
29b29b
zweiter Abschnittsecond part
3131
VentilgliedteilValve member part
3333
Längsmittlerer BereichLongitudinal area
3535
Führungguide
3737
Axialbohrungaxial bore
3939
Steuergehäusecontrol housing
4141
NiederhalteelementDown member
4343
Vorspanneinrichtungbiasing means
4545
Führungguide
4747
erster Hydraulik-Steuerraumfirst hydraulic control room
4949
zweiter Hydraulik-Steuerraumsecond hydraulic control room
5151
Steuerventilcontrol valve
5353
Hydraulik-BelastungspfadHydraulic load path
5555
Hydraulik-EntlastungspfadHydraulic relief path
5757
KolbenführungsspaltPiston guide gap
5959
SperrfluiddichtkammerBarrier fluid sealing chamber
6161
SperrfluiddichtungssystemBarrier fluid sealing system
6363
SperrfluiddichtungBlocking fluid seal
6565
Sammelnutcollecting groove
6767
Dichtringseal
6969
Leitungszweigleg
7171
Hohlbohrunghollow bore
7373
Stopfenelementplug member
7575
Stichbohrungbranch bore
7777
Weitere StichbohrungFurther puncture drilling
7979
Leckagesystemleakage system
8181
Druckreguliervorrichtungpressure regulator
8383
Abströmleitungoutflow
8585
SperrfluidkreisBarrier fluid circuit
8787
Weitere SperrfluiddichtungFurther barrier fluid seal
8989
Weitere SperrfluiddichtkammerOther barrier fluid seal chamber
9191
Erster LeitungszweigFirst line branch
9393
Zweiter LeitungszweigSecond line branch
9595
Abzweigpunktbranching point

Claims (12)

Kraftstoffinjektoranordnung (1) mit einem Kraftstoffinjektor (3) für den Betrieb mit Brenngas, wobei – der Kraftstoffinjektor (3) ein Brenngas-Düsenventilglied (13) mit einem Kolbenteil (29) und einem Ventilgliedteil (31) aufweist, wobei der Kolbenteil (29) in einem Gehäuse (39) aufgenommen ist und darin einen ersten (47) und einen zweiten (49) Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel abteilt; wobei – der Kraftstoffinjektor (3) eingerichtet ist, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt (57) um den Kolbenteil (29) in eine um den Ventilgliedteil (31) gebildete Sperrfluiddichtkammer (59) eines Sperrfluiddichtungssystems (61) des Kraftstoffinjektors (3) umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung (63) am Ventilgliedteil (31) zu bilden.Fuel injector assembly ( 1 ) with a fuel injector ( 3 ) for operation with fuel gas, wherein - the fuel injector ( 3 ) a fuel gas nozzle valve member ( 13 ) with a piston part ( 29 ) and a valve member part ( 31 ), wherein the piston part ( 29 ) in a housing ( 39 ) and contains a first ( 47 ) and a second ( 49 ) Hydraulic control room divides volume variable; wherein - the fuel injector ( 3 ), gap leakage from a piston guide gap ( 57 ) around the piston part ( 29 ) in a to the valve member part ( 31 ) formed barrier fluid seal chamber ( 59 ) of a barrier fluid sealing system ( 61 ) of the fuel injector ( 3 ) to create a barrier fluid seal ( 63 ) on the valve member part ( 31 ) to build. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) um den Kolbenteil (29) aufweist; und/oder – der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage einen Leitungszweig (69) aufweist, welcher mit der Spaltleckage aus dem Kolbenführungsspalt (57) anströmbar ist und an die Sperrfluiddichtkammer (59) geführt ist.Fuel injector assembly ( 1 ) According to claim 1, characterized in that - the fuel injector ( 3 ) for the diversion of the gap leakage a collecting groove ( 65 ) around the piston part ( 29 ) having; and / or the fuel injector ( 3 ) for the diversion of the gap leakage a line branch ( 69 ), which with the gap leakage from the piston guide gap ( 57 ) and to the barrier fluid sealing chamber ( 59 ) is guided. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) aufweist, welche als Ringnut am Kolbenteil (29) gebildet ist, wobei das Brenngas-Düsenventilglied (13) durch den Kolbenteil (29) und einen längsmittleren Abschnitt des Ventilgliedteils (31) eine Hohlbohrung (71) aufweist, mittels derer die Sammelnut (65) und die Sperrfluiddichtkammer (59) kommunizierend verbunden sind.Fuel injector assembly ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the fuel injector ( 3 ) for the diversion of the gap leakage a collecting groove ( 65 ), which as an annular groove on the piston part ( 29 ) is formed, wherein the fuel gas nozzle valve member ( 13 ) through the piston part ( 29 ) and a longitudinally-central portion of the valve member part ( 31 ) a hollow bore ( 71 ), by means of which the collecting groove ( 65 ) and the barrier fluid seal chamber ( 59 ) are communicatively connected. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kolbenteil (29) einen Dichtring (67) aufweist, welcher zwischen der Sammelnut (65) und dem ventilgliedteilseitigen Kolbenteilende gegen die Umfangswand um den Kolbenteil (29) dichtend an demselben angeordnet ist; und/oder – der Kolbenteil (29) einen ersten Abschnitt (29a) relativ kleineren Querschnitts aufweist, welcher sich von einem düsenfernen Ende bis zur Sammelnut (65) erstreckt, und der Kolbenteil (29) weiterhin einen zweiten Abschnitt (29b) relativ größeren Querschnitts aufweist, welcher sich von der Sammelnut (65) hin zu einem düsennahen Ende des Kolbenteils (29) erstreckt.Fuel injector assembly ( 1 ) according to claim 3, characterized in that - the piston part ( 29 ) a sealing ring ( 67 ), which between the collecting groove ( 65 ) and the valve member part side piston part end against the peripheral wall around the piston part ( 29 ) is arranged sealingly on the same; and / or the piston part ( 29 ) a first section ( 29a ) has a relatively smaller cross section, which extends from a nozzle-distal end to the collecting groove ( 65 ) and the piston part ( 29 ) continue a second section ( 29b ) of relatively larger cross-section which extends from the collecting groove ( 65 ) to a nozzle near end of the piston part ( 29 ). Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) aufweist, welche in einer Gehäuse-Umfangswand um den Kolbenteil (29) gebildet ist, wobei ein Kanal in einem Injektorgehäuse (5) die Sammelnut (65) und die Sperrfluiddichtkammer (59) kommunizierend verbindet.Fuel injector assembly ( 1 ) according to one of claims 1 and 2, characterized in that - the fuel injector ( 3 ) for the diversion of the gap leakage a collecting groove ( 65 ), which in a housing peripheral wall around the piston part ( 29 ), wherein a channel in an injector housing ( 5 ) the collecting groove ( 65 ) and the barrier fluid seal chamber ( 59 ) connects communicatively. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Sperrfluiddichtungssystem (61) an ein Leckagesystem (79) des Kraftstoffinjektors (3) kommunizierend angebunden ist, insbesondere abströmseitig.Fuel injector assembly ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the barrier fluid sealing system ( 61 ) to a leakage system ( 79 ) of the fuel injector ( 3 ) is connected communicatively, in particular downstream. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – das Sperrfluiddichtungssystem (61) über eine Druckreguliervorrichtung (81) an das Leckagesystem (79) des Kraftstoffinjektors (3) kommunizierend angebunden ist.Fuel injector assembly ( 1 ) according to claim 6, characterized in that - the barrier fluid sealing system ( 61 ) via a pressure regulating device ( 81 ) to the leakage system ( 79 ) of the fuel injector ( 3 ) is communicatively connected. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Kraftstoffinjektor (3) wenigstens eine weitere Sperrfluiddichtung (87) aufweist, welche über das Sperrfluiddichtungssystem (61) mit Sperrfluid versorgt wird.Fuel injector assembly ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that - the fuel injector ( 3 ) at least one further barrier fluid seal ( 87 ), which via the barrier fluid sealing system ( 61 ) is supplied with barrier fluid. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die weitere Sperrfluiddichtung (87) zwischen einer Brenngasseite und einer Hydraulikseite einer Spaltführung (45) um ein darin geführtes Element (41) gebildet ist. Fuel injector assembly ( 1 ) according to claim 8, characterized in that - the further barrier fluid seal ( 87 ) between a fuel gas side and a hydraulic side of a gap guide ( 45 ) around an element ( 41 ) is formed. Kraftstoffeinspritzsystem, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftstoffeinspritzsystem wenigstens eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Fuel injection system, characterized in that - the fuel injection system has at least one fuel injector arrangement ( 1 ) according to one of the preceding claims. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 10 und Anspruch 7; dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftstoffeinspritzsystem eingerichtet ist, mittels der Druckreguliervorrichtung (81) ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem (61) einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30 bar über einem Brenngas-Versorgungsdruck liegt.A fuel injection system according to claim 10 and claim 7; characterized in that - the fuel injection system is arranged by means of the pressure regulating device ( 81 ) a pressure level in the barrier fluid sealing system ( 61 ), which is in the range of 10 bar to 30 bar above a fuel gas supply pressure. Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass – die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder ein Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 10 und 11 aufweist.Internal combustion engine, characterized in that - the internal combustion engine has a fuel injector arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 or a fuel injection system according to one of claims 10 and 11.
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