-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoff-Einspritzinjektor mit einer verstellbaren Düsennadel, deren Hubbewegung über eine Hubsteuereinrichtung steuerbar ist.
-
In der
US 2007/0215716 A1 wird ein Kraftstoff-Einspritzinjektor für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Der Einspritzinjektor weist eine Ventil- bzw. Düsennadel auf, die in einem Gehäusebauteil hubbeweglich gelagert ist. Zur Durchführung eines Einspritzvorgangs wird die Düsennadel aus einer Schließposition, in der die Nadelspitze dichtend in einem Ventilsitz liegt und den Kraftstofffluss unterbricht, in eine angehobene Öffnungsposition verstellt. Die Hubbewegung wird von einer Hubsteuereinrichtung gedämpft, die oberhalb der Düsennadel angeordnet ist und einen federkraftbeaufschlagten Dämpferkolben umfasst, gegen den die Düsennadel geöffnet wird. Bei der Öffnungsbewegung strömt Hydraulikfluid in einen Dämpferraum, wodurch der gewünschte Dämpfungseffekt erreicht wird.
-
Die
DE 690 10 061 T2 offenbart eine zweistufige Hubbewegung der Düsennadel eines Einspritzinjektors. Die Hubbewegung erfolgt während eines Vorhubes bis zu einem ersten Hubniveau, anschließend erfolgt die weitere Anhebebewegung bis zum Erreichen eines maximalen Hubniveaus. Realisiert wird dies dadurch, dass Kraftstoff aus einer Steuerkammer durch einen seitlichen Drosselkanal zur Niederdruckseite des Systems strömt, so dass der Druck in der Steuerkammer verringert wird. Daraufhin kann ein Kolben gemeinsam mit einem Ventilelement weiter aufwärts verstellt werden, bis der Kolben seine maximal angehobene Position erreicht hat. Die Hubbewegung hängt vom Durchmesser des seitlichen Drosselkanals ab.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen einen Kraftstoff-Einspritzinjektor in der Weise auszuführen, dass auch kleinste Einspritzmengen präzise erzeugt werden können.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
-
Der erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzinjektor weist eine verstellbar angeordnete Düsennadel auf, die zur Durchführung eines Einspritzvorgangs, bei dem Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine eingespritzt wird, aus einer Schließposition in eine Öffnungsposition angehoben wird. Diese Hubbewegung der Düsennadel wird über eine Hubsteuereinrichtung beeinflusst, wodurch insbesondere fertigungs- und/oder einbaubedingte Toleranzen und Streuungen der Bauteile des Kraftstoff-Einspritzinjektors sowie Ansteuerzeiten beim Öffnen und Schließen der Düsennadel und eines vorgeschalteten Pilotventils kompensiert weiden können. Die Hubsteuereinrichtung dient nicht zum Anheben der Düsennadel aus der Schließposition in die Öffnungsposition, sondern steuert die Hubbewegung, die mindestens zweistufig durchgeführt wird. Außerdem können überlagerte Schwingungen, die die Düsennadel während der Hubbewegung ausführt, von der Hubsteuereinrichtung gedämpft werden. Das Anheben der Düsennadel erfolgt vorzugsweise über eine Modulation des Kraftstoffdrucks, die mithilfe eines Pilotventils durchgeführt wird.
-
Die Hubbewegung der Düsennadel erfolgt mehrstufig, vorzugsweise zweistufig, wobei die Düsennadel zunächst bis zu einem ersten Hubniveau angehoben wird. Nach dem Anheben auf das erste Hubniveau wird das weitere Anheben der Düsennadel von der Hubsteuereinrichtung in der Weise gesteuert, dass das weitere Anheben der Düsennadel zumindest gebremst ist, so dass die Anhebegeschwindigkeit der Düsennadel gegenüber der Anhebegeschwindigkeit bis zum Erreichen des ersten Hubniveaus reduziert ist, beispielsweise auf maximal die Hälfte, maximal ein Drittel oder maximal ein Viertel der Anhebegeschwindigkeit. Es kann zweckmäßig sein, dass die Düsennadel auf dem ersten Hubniveau verharrt, so dass das erste Hubniveau für einen definierten Zeitraum von der Düsennadel gehalten wird. Über die Hubsteuereinrichtung wird der Anhebevorgang der Düsennadel beeinflusst, sobald das erste Hubniveau erreicht ist.
-
Im weiteren Verlauf wird die Düsennadel in einem weiteren Abschnitt der Hubbewegung auf ein zweites, höheres Hubniveau angehoben. Vorteilhafterweise wird die Hubbewegung in genau zwei Stufen durchgeführt, wobei gegebenenfalls auch mehr als zwei Stufen bei der Hubbewegung möglich sind. Der Anhebevorgang der Düsennadel auf das zweite Hubniveau erfolgt – verglichen mit dem gebremsten Anstieg des Anhebevorgangs der Düsennadel nach dem Erreichen des ersten Hubniveaus – wieder mit erhöhter Anhebegeschwindigkeit, die beispielsweise gleich groß oder annähernd gleich groß ist wie die Anhebegeschwindigkeit der Düsennadel vom geschlossenen Zustand bis zum Erreichen des ersten Hubniveaus.
-
In der Zeitspanne zwischen dem Erreichen des ersten Hubniveaus und dem Anhebevorgang zum Erreichen des zweiten Hubniveaus erfolgt ein Einspritzen einer Kleinstmenge an Kraftstoff. Diese Zeitspanne kann kleiner sein als die Zeitspanne, in der die Düsennadel auf dem zweiten Hubniveau verharrt.
-
Die Hubsteuereinrichtung im Kraftstoff-Einspritzinjektor unterstützt die mindestens zweistufige Bewegung der Düsennadel. Die Hubsteuereinrichtung umfasst einen Dämpferkolben in einer Dämpferhülse, wobei der Dämpferkolben von einer Dämpferfeder in eine dem ersten Hubniveau entsprechende Stellung kraftbeaufschlagt sein kann. Die Düsennadel drückt gegen den Dämpferkolben entgegengesetzt zur Wirkrichtung der Dämpferfeder, so dass eine Anhebung der Düsennadel von der Schließposition bis zum vollständigen Öffnen nur dann durchgeführt wird, wenn die auf die Düsennadel wirkende Öffnungskraft die Kraft der Dämpferfeder und des im Dämpferraum wirkenden Drucks übersteigt.
-
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird der Dämpferraum in der Dämpferhülse über einen Zulaufdrosselkanal mit Fluid versorgt. Das zugeführte Fluid steht vorzugsweise unter dem gleichen Steuerdruck wie der Steuerraum, in den über einen weiteren Kanal das Fluid eingeleitet wird.
-
Der Dämpferkolben, der in einer Dämpferhülse geführt ist, sitzt in einem Dichtsitz der Dämpferhülse und wird bei der Öffnungsbewegung der Düsennadel aus dem Dichtsitz angehoben. Im Bereich des Dichtsitzes befindet sich ein Ablaufdrosselkanal, über den Dämpfungsfluid aus dem Dämpferraum in der Dämpferhülse abgeleitet wird. Hierdurch lässt der hydraulische Druck des Dämpferfluids, der auf dem Dämpferkolben lastet, nach, so dass schließlich die Düsennadel ausgehend von dem ersten Hubniveau weiter bis zum Erreichen des zweiten Hubniveaus angehoben wird. Die Düsennadel verharrt zunächst auf dem ersten Hubniveau, bis über den Ablaufdrosselkanal Dämpferfluid aus dem Dämpferraum abgeströmt ist, woraufhin die Düsennadel bis zum zweiten Hubniveau weiter angehoben wird.
-
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass in die Wandung der Dämpferhülse mit Abstand zum Dichtsitz ein Strömungskanal eingebracht ist, über den der Dämpferraum mit dem die Hubsteuereinrichtung umgebenden Raum, insbesondere dem Steuerraum verbunden ist. Beim Befüllen des Dämpferraums mit Fluid kann zum einen über den Zulaufdrosselkanal und zum andern über den Strömungskanal in der Wandung der Dämpferhülse Fluid einströmen. Der Strömungskanal dient außerdem zum Abfließen des Fluids aus dem Dämpferraum in den die Hubsteuereinrichtung umgebenden Bereich, insbesondere den Steuerraum, wobei der Strömungskanal eine zusätzliche Dämpfungswirkung entwickelt, wenn die Düsennadel bei Erreichen des ersten Hubniveaus an dem Dämpferkolben anliegt und den Dämpferkolben geringfügig aus seinen Dichtsitz anhebt.
-
Der Strömungskanal weist insbesondere eine kleinere Querschnittsfläche als der Zulaufdrosselkanal zum Befühlen des Dämpferraums und der Ablaufdrosselkanal auf, der im Bereich des Dichtsitzes angeordnet ist. Über die Dimensionierung des Querschnittes des Strömungskanals in der Wandung der Dämpferhülse, des Zulaufdrosselkanals und des Ablaufdrosselkanals kann die Zeitdauer beeinflusst werden, während der die Düsennadel auf dem ersten Hubniveau verharrt. Auf dem ersten Hubniveau kann keine oder nur eine geringe Kraftstoffmenge über die angehobene Düsennadelspitze aus dem Einspritzinjektor austreten. Der Hauptanteil der einzuspritzenden Kraftstoffmenge tritt nach dem Erreichen des zweiten, höheren Hubniveaus aus. Zur Beendigung des Einspritzvorgangs kehrt die Düsennadel aus der angehobenen Öffnungsposition des zweiten Hubniveaus wieder in die Schließposition zurück.
-
Die Hubsteuereinrichtung zeichnet sich vorteilhafterweise durch eine Kombination von Federkraft und Dämpferkraft, insbesondere eine hydraulische Dämpferkraft aus, die auf die Düsennadel wirken. Mit dem Erreichen sowohl des ersten Hubniveaus als auch des zweiten Hubniveaus wird die Öffnungsbewegung der Düsennadel wirksam gedämpft.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist die Hubsteuereinrichtung in einem Steuerraum des Kraftstoff-Einspritzinjektors angeordnet, in den die der Spitze gegenüberliegende Stirnseite der Düsennadel hineinragt. Der unter Druck stehende Kraftstoff im Steuerraum dient zur Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel. Auch bei dem Fluid, welches sich im Dämpferraum der Hubsteuereinrichtung befindet, handelt es sich vorzugsweise um Kraftstoff. Die Hubsteuereinrichtung bildet insbesondere eine in sich geschlossene Baueinheit, die in den Steuerraum des Kraftstoff-Einspritzinjektors integriert werden kann und teilweise die Hubbewegung der Düsennadel steuert. Vorteilhafterweise wird die Dämpferhülse der Hubsteuereinrichtung mit einer Ventilplatte des Kraftstoff-Einspritzinjektors verbunden, insbesondere verschraubt. Der Ablaufdrosselkanal, der im Bereich des Dichtsitzes in die Dämpferhülse der Hubsteuereinrichtung eingebracht ist, mündet vorteilhafterweise in den Steuerraum. Über den Ablaufdrosselkanal wird eine Druckentlastung im Dämpferraum erreicht und kann der Dämpferraum bei angehobenem Dämpferkörper zumindest teilweise entleert werden.
-
Gemäß noch einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist in die Dämpferhülse auf der der Düsennadel zugewandten Außenseite eine Mulde eingebracht, die über einen Bypasskanal in der Dämpferhülse mit dem die Hubsteuereinrichtung umgebenden Raum, insbesondere dem Steuerraum verbunden ist. Die Mulde und der Bypasskanal unterstützen das Schließen der Düsennadel während des Druckaufbaus im Steuerraum. Bei vollständig geöffneter Düsennadel ist die Mulde von der ihr zugewandten Stirnseite der Düsennadel überdeckt. Beim Schließen der Düsennadel steigt der Druck im Steuerraum sowie im Dämpferraum an. Über den Bypasskanal steigt auch der Druck in der Mulde an, wodurch das Lösen der Düsennadel von der Kontaktposition mit der Dämpferhülse unterstützt wird und ein schnelleres Schließen der Düsennadel gewährleistet ist.
-
Gegebenenfalls kann auch das Öffnen der Düsennadel unterstützt werden, indem beim Kontakt der Düsennadel mit der Dämpferhülse ein Druckimpuls im Kraftstoff über die Mulde und den Bypasskanal abgeleitet wird.
-
Der Dämpferkolben versperrt bei der Position im Dichtsitz eine zentrale Öffnung in der Dämpferhülse, in die vorzugsweise ein stirnseitig angeordneter Zapfen der Düsennadel hineinragt. Sobald der Zapfen beim Öffnen der Düsennadel in Kontakt mit dem Dämpferkolben gelangt, ist das erste Hubniveau der Düsennadel erreicht. In dieser Position befindet sich der Dämpferkolben noch in seiner Dichtstellung, in der der Ablaufdrosselkanal von dem Dämpferkolben versperrt ist. Sobald der Dämpferkolben geringfügig von der Düsennadel angehoben wird, wird Fluid aus dem Dämpferraum über den Ablaufdrosselkanal abgeleitet. Die Düsennadel kann nun bis zum Erreichen des zweiten Hubniveaus weiter angehoben werden, wobei vorteilhafterweise im zweiten Hubniveau – bei zweistufiger Hubbewegung – die Stirnseite der Düsennadel an der Dämpferhülse anliegt.
-
Der Zapfen an der Düsennadel weist vorteilhafterweise eine kleinere Querschnittsfläche auf als die Stirnseite der Düsennadel, an der der Zapfen angeordnet ist. Der Zapfen ist vorzugsweise mittig an der Stirnseite der Düsennadel angeordnet und besitzt bevorzugt Zylinderform.
-
Der Dämpferkolben kann eine konisch zulaufende Querschnittsgeometrie aufweisen, mit der der Dämpferkolben im Dichtsitz auf der Innenseite der Dämpferhülse liegt, wobei der Dichtsitz benachbart zu der zentralen Öffnung in der Dämpferhülse angeordnet ist. Es kommen aber auch andere Geometrien für den Dämpferkolben in Betracht, beispielsweise Kugelform.
-
Der Druck im Steuerraum wird zum Durchführen des Einspritzvorgangs über ein Öffnen des Pilotventils reduziert, indem Kraftstoff über einen Ablaufkanal aus dem Steuerraum abfließt, woraufhin die Düsennadel angehoben wird und der an der Düsennadel angeordnete Zapfen in Kontakt mit dem Dämpferkolben gelangt (erstes Hubniveau). Der Druck im Dämpferraum ist zu diesem Zeitpunkt höher als der Druck im Steuerraum, da der Strömungskanal in der Wandung des Steuerraums nur eine kleine Querschnittsfläche aufweist und dementsprechend über den Strömungskanal in der Wandung des Steuerraums Kraftstoff mit geringer Strömungsgeschwindigkeit aus dem Dämpferraum in den Steuerraum abströmt. Die Düsennadel wird von dem Dämpferkolben, der sich zunächst noch in der Schließstellung im Dichtsitz befindet, abgebremst. Nach dem Anheben des Dämpferkolbens kann über den Ablaufdrosselkanal Kraftstoff aus dem Dämpferraum in den Steuerraum abströmen und die Düsennadel bis zum zweiten Hubniveau weiter angehoben werden.
-
Vorteilhafterweise besitzt der Ablaufdrosselkanal in der Dämpferhülse eine kleinere Querschnittsfläche als der Ablaufkanal, über den Kraftstoff aus dem Steuerraum ableitbar ist. Während der ersten Phase der Abströmung des Kraftstoffs aus dem Dämpferraum über den Ablaufdrosselkanal ist die Anhebebewegung der Düsennadel noch gebremst, die Düsennadel weist eine geringe Anhebegeschwindigkeit auf. Mit zunehmender Entleerung des Dämpferraums nimmt auch die Anhebegeschwindigkeit der Düsennadel zu und wird die Düsennadel bis zum zweiten Hubniveau angehoben.
-
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch einen Kraftstoff-Einspritzinjektor mit einer Hubsteuereinrichtung zur zweistufigen Anhebung der Düsennadel während ihrer Öffnungsbewegung,
-
2 ein Schaubild mit dem Hubverlauf der Düsennadel als Funktion der Zeit.
-
1 zeigt einen Kraftstoff-Einspritzinjektor 1 für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse 2, das eine Steuerraumbuchse 3 sowie eine Ventilplatte 4 umfasst, an der die Steuerraumbuchse 3 angeordnet ist. Die Steuerraumbuchse 3 nimmt eine Düsennadel 5 auf, die von einem Federelement 6 in ihre Schließstellung kraftbeaufschlagt und in der Steuerraumbuchse 3 hubbeweglich angeordnet ist. In der Schließstellung befindet sich die Spitze der Düsennadel 5 in einem Dichtsitz, in der Öffnungsstellung ist die Düsennadel 5 angehoben, so dass Kraftstoff austreten kann.
-
Kraftstoff wird unter Hochdruck über einen Zulaufkanal 8 in der Ventilplatte 4 in einen Steuerraum 7 geleitet, in den die der Spitze abgewandte Stirnseite 9 der Düsennadel 5 hineinragt. Der Steuerraum 7 befindet sich in der Steuerraumbuchse 3 und wird von der Ventilplatte 4 nach oben begrenzt. An der Stirnseite 9 der Düsennadel 5 befindet sich ein Zapfen 10, der gegenüber der Stirnseite 9 der zylindrischen Düsennadel 5 eine kleinere Querschnittsfläche aufweist.
-
In die Ventilplatte 4 ist außerdem ein Ablaufkanal 11 eingebracht, der in den Steuerraum 7 mündet und über den Kraftstoff aus dem Steuerraum abgeleitet werden kann.
-
In den Kraftstoff-Einspritzinjektor 1 ist eine Hubsteuereinrichtung 12 integriert, die als eine kompakte Baueinheit ausgeführt ist und eine Dämpferhülse 13 mit einem innen liegenden Dämpferraum 14, einen Dämpferkolben 15 sowie eine Dämpferfeder 16 umfasst. Die Dämpferhülse 13 ist mit der Ventilplatte 4 verschraubt. Die Dämpferhülse 13 ist nach oben offen, die Dämpferfeder 16 stützt sich an der Ventilplatte 4 ab.
-
Auf der Innenseite weist die Dämpferhülse 13 einen Dichtsitz 17 auf, in der der konisch zulaufende Dämpferkolben 15 sitzt und durch die Kraft der Dämpferfeder 16 hinein beaufschlagt wird. Der Dämpferraum 14 wird über einen Zulaufdrosselkanal 18 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff im Dämpferraum 14 wirkt zusätzlich auf den Dämpferkolben 15 und drückt diesen in den Dichtsitz 17. In den Boden der Dämpferhülse 13 ist eine Ausnehmung eingebracht, an die sich der Dichtsitz 17 an der Innenseite der Dämpferhülse 13 anschließt. In die nach unten offene Ausnehmung ragt der Zapfen 10 an der Düsennadel hinein.
-
Im Bereich des Dichtsitzes 17 ist ein Ablaufdrosselkanal 19 in die Wandung der Dämpferhülse 13 eingebracht. Der Ablaufdrosselkanal 19 verbindet im Bereich des Dichtsitzes 17 den Dämpferraum 14 mit dem Steuerraum 7. Wenn sich der Dämpferkolben 15 in der Dichtstellung befindet, ist der Ablaufdrosselkanal 19 geschlossen, bei angehobenem Dämpferkolben 15 ist der Ablaufdrosselkanal 19 geöffnet.
-
In der zylindrischen Wandung der Dämpferhülse 13 befindet sich ein weiterer Strömungskanal 20, der außerhalb des Dichtsitzes 17 angeordnet ist und den Dämpferraum 14 in der Dämpferhülse 13 mit dem Steuerraum 7 verbindet. Der Strömungskanal 20 besitzt eine kleinere Querschnittsfläche als der Ablaufdrosselkanal 19 und eine kleinere Querschnittsfläche als der Zulaufdrosselkanal 18. Der Ablaufdrosselkanal 19 hat eine kleinere Querschnittsfläche als der Ablaufkanal 11 aus dem Steuerraum 7.
-
Die Außenseite der Dämpferhülse 13 weist auf der der Düsennadel 5 zugewandten Seite, in die die Ausnehmung des Dichtsitzes 17 eingebracht ist, eine Vertiefung in Form einer Mulde 21 auf, die über einen Bypasskanal 22 in der Dämpferhülse 13 mit dem Steuerraum an den Seitenwänden der Dämpferhülse verbunden ist. Die Mulde 21 weist nur eine geringfügige Tiefe auf, die beispielsweise in der Größenordnung des halben Maximalhubs der Düsennadel liegt oder ggf. auch kleiner als der halbe Maximalhub der Düsennadel sein kann. Der Maximalhub der Düsennadel beträgt beispielsweise ½ mm. m Radialrichtung – bezogen auf die Längsachse 23 der Düsennadel – ist die Mulde 21 von einem umlaufenden Rand der Dämpferhülse 13 begrenzt. Der Durchmesser der Mulde 21 ist kleiner als der Durchmesser der Düsennadel 5 im Bereich der zugewandten Stirnseite 9.
-
Zur Durchführung des Einspritzvorgangs führt die Düsennadel 5 eine Hubbewegung in zwei Stufen aus. Zunächst wird die Düsennadel 23 in einem ersten Abschnitt der Hubbewegung, ausgelöst durch eine Druckreduzierung im Steuerraum 7 durch Ableiten von Kraftstoff aus dem Steuerraum 7 über den Ablaufkanal 11, bis zu einem ersten Hubniveau angehoben, bei dem der Zapfen 10 an der Stirnseite 9 der Düsennadel 5 an dem im Dichtsitz 17 liegenden Dämpferkolben 15 anliegt, der durch die Kraft der Dämpferfeder 16 sowie durch den hydraulischen Druck im Dämpferraum 14 in den Dichtsitz 17 kraftbeaufschlagt ist. Der hydraulische Druck im Dämpferraum 14 ist in dieser Phase höher als der Druck im Steuerraum 7, da der Strömungskanal 20 in der Wandung der Dämpferhülse 13 eine kleine Querschnittsfläche aufweist, über die nur ein verhältnismäßig geringer Kraftstoffstrom zum Steuerraum 7 abfließen kann. Aufgrund des höheren Drucks im Dämpferraum 14 im Vergleich zum Steuerraum 7 bleibt der Dämpferkolben 15 zunächst in seiner Schließposition im Dichtsitz 17 und bremst die Anhebebewegung der Düsennadel 5 ab.
-
Die Düsennadel 5 hebt, nachdem der Druck im Dämpferraum 14 gesunken ist, den Dämpferkolben 15 geringfügig aus dem Dichtsitz 17 an; hierbei wird über den Strömungskanal 20 weiterhin Fluid aus dem Dämpferraum 14 in den Steuerraum 7 verdrängt, was zu einer dämpfenden und abbremsenden Wirkung auf die Hubbewegung der Düsennadel 5 führt, so dass diese zunächst ausgehend von dem ersten Hubniveau nur geringfügig angehoben wird. Die Anhebegeschwindigkeit der Düsennadel 5 ist in dieser Phase signifikant geringer als in der ersten Phase bei Anhebung der Düsennadel 5 von der Schließposition bis zum Erreichen des ersten Hubniveaus.
-
Schließlich wird durch die Anhebebewegung des Dämpferkolbens 15 der Ablaufdrosselkanal 19 geöffnet und es strömt Kraftstoff über den Ablaufdrosselkanal 19 in den Steuerraum 7 ab. Dadurch wird der hydraulische Druck im Dämpferraum 14 und auf den Dämpferkolben 15 weiter reduziert, der nunmehr in einem zweiten Abschnitt der Hubbewegung der Düsennadel 5 gegen die Kraft der Dämpferfeder 16 soweit angehoben wird, bis die Düsennadel 5 auf ein zweites Hubniveau angehoben ist. Das zweite Hubniveau ist erreicht, wenn die Stirnseite 9 der Düsennadel 5 an der ihr zugewandten Außenseite der Dämpferhülse 13 anliegt. Die Anhebegeschwindigkeit der Düsennadel 5 bis zum Erreichen des zweiten Hubniveaus ist höher als in der gebremsten Phase, die sich an das Erreichen des ersten Hubniveaus anschließt.
-
Während der Hubbewegung der Düsennadel 5 vom ersten Hubniveau bis zum zweiten Hubniveau strömt außerdem Fluid aus dem Dämpferraum 14 über den Strömungskanal 20 in den Steuerraum 7, so dass der Strömungskanal 20 als Ablaufdrossel dient und die Hubbewegung der Düsennadel 5 gedämpft wird.
-
Das erste Hubniveau der Düsennadel 5, das bei Kontakt des Zapfens 10 mit dem Dämpferkolben 15 erreicht wird, ist kleiner als das zweite Hubniveau der Düsennadel 5, das nach dem Anheben des Dämpferkolbens 15 erreicht wird, wenn die Stirnseite 9 der Düsennadel 5 in Anlage an die Außenseite der Dämpferhülse 13 gelangt. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt während der gesamten Öffnungsphase der Düsennadel.
-
Mit dem Erreichen des zweiten Hubniveaus liegt die Stirnseite 9 der Düsennadel 5 an der Dämpferhülse 13 an und überdeckt die Mulde 21. Zum Schließen der Düsennadel 5 steigt der Druck im Steuerraum 7 an, ebenso im Dämpferraum 14. Über den Bypasskanal 22 steigt auch der Druck in der Mulde 21 an, wodurch ein schnelleres Schließen der Düsennadel 5 gewährleistet ist.
-
2 zeigt ein Schaubild mit dem Hubverlauf der Düsennadel als Funktion der Zeit. Die zweistufige Hubbewegung ist anhand des ersten Hubniveaus h1 und des zweiten Hubniveaus h2 dargestellt. Die Düsennadel verharrt im Ausführungsbeispiel gemäß 2 für einen kurzen Zeitraum auf dem ersten Hubniveau h1, bei dem der Zapfen 10 auf Kontakt zum Dämpferkolben 15 liegt. Anstelle eines Verharrens ist auch ein geringes Anheben der Düsennadel, jedoch mit kleiner Anhebegeschwindigkeit möglich, so dass die Anhebebewegung der Düsennadel gebremst ist. Die weitere Hubbewegung der Düsennadel ist gedämpft, da das Fluid im Dämpferraum zunächst über den Strömungskanal 20 verdrängt werden muss, wobei der Querschnitt des Strömungskanals 20 kleiner ist als der Querschnitt des Zulaufdrosselkanals 18 und auch des Ablaufdrosselkanals 19.
-
Sobald der Dämpferkolben 15 vom Dichtsitz 17 abhebt, wird der Ablaufdrosselkanal 19 freigegeben, woraufhin die Düsennadel vom ersten Hubniveau h1 bis zum zweiten Hubniveau h2 angehoben wird. Die Düsennadel befindet sich nun vollständig in der Öffnungsstellung, in der der Hauptanteil der Kraftstoffeinspritzung erfolgt.
