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Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, aufweisend einen Injektorkörper mit einem einspritzseitigen Endbereich, mit einer in dem Injektorkörper ausgebildeten Ausnehmung, wobei der Injektorkörper angrenzend an die Ausnehmung einen Dichtabschnitt und einen sich in Richtung des Endbereichs erstreckenden sacklochartigen Endabschnitt aufweist, wobei in dem Endbereich wenigstens eine erste Einspritzöffnung und in dem Dichtabschnitt wenigstens eine zweite Einspritzöffnung ausgebildet ist, mit einer in der Ausnehmung längs beweglichen Injektornadel, die einen Sitzbereich aufweist, der in einer Schließstellung der Injektornadel an dem Dichtabschnitt anliegt und einen Dichtsitz ausbildet.
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Stand der Technik
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Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der
DE 10 2012 211 156 A1 bekannt. Dieser Kraftstoffinjektor ermöglicht eine von dem Hub einer Injektornadel abhängige variable Ansteuerung zweier Reihen von Einspritzöffnungen, um eine Einspritzverlaufsformung mittels einer kompakten Injektornadel zu erreichen. Dies erfolgt über einen zylindrischen Ansatz im Düsensitz, der die Durchströmung mindestens einer Einspritzöffnung versperrt und der gleichzeitig mindestens einen Schliff an der Injektornadel aufweist, der die gleichzeitige Durchströmung einer anderen Einspritzöffnung erlaubt. Dieser Kraftstoffinjektor ist zur Einspritzung eines Kraftstoffs ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kraftstoffinjektor bereitzustellen, der insbesondere bei einem einfachen Aufbau zur Einspritzung von zwei unterschiedlichen Kraftstoffen geeignet ist. Weiterhin sollen in diesem Zusammenhang unterschiedliche Varianten einer Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors angeben werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Injektornadel einen axialen in den Endabschnitt einmündenden Kanal aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es bei einem einfachen Aufbau des Kraftstoffinjektors unterschiedliche Kraftstoffe mit dem derart ausgebildeten Kraftstoffinjektor einzuspritzen. Dies ist grundsätzlich durch das mögliche Zusammenwirken des Kanals mit der zumindest einen ersten Einspritzöffnung und das Zusammenwirken der Ausnehmung mit der zumindest einen zweiten Einspritzöffnung möglich. Bekannt sind in diesem Zusammenhang Kraftstoffinjektoren, die zwei ineinander geführte Injektornadeln aufweisen, die zur Einspritzung von unterschiedlichen Kraftstoffen geeignet sind. Dabei müssen die beiden ineinander geführten Injektornadeln getrennt angesteuert und mit unterschiedlichen Kraftstoffen versorgt werden. Dagegen muss bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffinjektor wie bei einem herkömmlichen Kraftstoffinjektor zur Einspritzung von nur einem Kraftstoff ebenfalls nur eine Injektornadel vorgesehen sein und verstellt werden. Dabei ist es aber durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors möglich, eine aufeinander abgestimmte Einspritzung von den unterschiedlichen Kraftstoffen zu realisieren.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Injektornadel anschließend an den Sitzbereich einen zu dem sacklochartigen Endabschnitt weisenden Zapfen auf. Dieser Zapfen wirkt wiederum in weiterer Ausgestaltung mit einem zylinderförmigen Führungsabschnitt des Endschnitts zusammen und wiederum in weiterer Ausgestaltung weist der Zapfen einen endseitigen Ringabsatz auf. Diese verschiedenen Ausgestaltungen ermöglichen einerseits eine präzise Führung der Injektornadel und andererseits eine zeitliche Steuerung der Einspritzfolge der verschiedenen Kraftstoffe.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Einspritzöffnung in dem Endabschnitt angeordnet. Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, die erste Einspritzöffnung in dem Führungsabschnitt anzuordnen und eine dritte Variante sieht vor, die erste Einspritzöffnung in dem Dichtabschnitt anzuordnen. Diese unterschiedlichen Ausgestaltungen ermöglichen die Darstellung unterschiedlicher Einspritzkonzepte beziehungsweise Varianten, die alle mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor darstellbar sind.
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In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zumindest eine erste Einspritzöffnung gleichgerichtet zu der zumindest einen zweiten Einspritzöffnung ausgerichtet ist. Alternativ (oder zusätzlich insbesondere bei mehreren Reihen von ersten Einspritzöffnungen) können diese auch versetzt zueinander ausgerichtet sein.
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In Weiterbildung der Erfindung führt die Ausnehmung gasförmigen Kraftstoff und der Kanal flüssigen Kraftstoff. Dies ist die bevorzugte Ausgestaltung, wobei der flüssige Kraftstoff insbesondere Dieselkraftstoff und der gasförmige Kraftstoff Brenngas sind.
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In Weiterbildung der Erfindung wirkt der Kanal mit einem in den Kraftstoffinjektor angeordneten Sperrventil zusammen. Dieses Sperrventil ist folglich insbesondere zur Zumessung von Dieselkraftstoff in den Kanal ausgelegt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Kanal mit direkt unter Umgehung des Sperrventils mit einer Dieselkraftstoffzuführleitung verbunden. Durch diese Ausgestaltung ist die Zuführung von Dieselkraftstoff unabhängig von der Schaltstellung des Sperrventils.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schaltventil vorgesehen, dass mit einem Dieselzugang, einem Gaszugang und über einen Schaltventilabgang mit der Ausnehmung zusammenwirkt. Durch dieses Schaltventil kann von einem Zweistoffbetrieb zu einem Einstoffbetrieb umgeschaltet werden, wobei bei Einstellung des Einstoffbetriebs ausschließlich Dieselkraftstoff durch den Kraftstoffinjektor in einen zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Dieser Betriebszustand wird beispielsweise in einem Notfallbetrieb eingestellt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsformen näher beschrieben sind.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors,
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2a ein erstes Ausführungsbeispiel (Variante Ia) eines Kraftstoffinjektors in einer Schließstellung,
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2b ein erstes Ausführungsbeispiel (Variante Ia) eines Kraftstoffinjektors in einer Einspritzstellung,
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2c ein erstes Ausführungsbeispiel (Variante Ia) eines Kraftstoffinjektors in einer weiteren Einspritzstellung,
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3a ein zweites Ausführungsbeispiel (Variante Ib) eines Kraftstoffinjektors in einer Schließstellung,
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3b ein zweites Ausführungsbeispiel (Variante Ib) eines Kraftstoffinjektors in einer Einspritzstellung,
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4a ein drittes Ausführungsbeispiel (Variante IIa) eines Kraftstoffinjektors in einer Schließstellung,
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4b ein drittes Ausführungsbeispiel (Variante IIa) eines Kraftstoffinjektors in einer Einspritzstellung,
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5a ein viertes Ausführungsbeispiel (Variante IIIa, IIIb) eines Kraftstoffinjektors in einer Schließstellung,
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5b ein viertes Ausführungsbeispiel (Variante IIIa, IIIb) eines Kraftstoffinjektors in einer Einspritzstellung,
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6a ein Schaltventil in einer ersten Steuerstellung und
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6b ein Schaltventil in einer zweiten Steuerstellung.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors 1, dessen wesentliche Bestandteile ein Injektorhalter 5 und ein Injektorkörper 2 sind, die beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter miteinander verbunden sind. In den Injektorkörper 2 ist eine Ausnehmung 3 eingelassen, in der eine Injektornadel 4 längsbeweglich angeordnet ist. In den Injektorhalter 5 oder in einen damit verbundenen Bauteil ist ein Steuerraum 6 eingelassen, der mit einem ebenfalls beispielsweise in dem Injektorhalter 5 angeordneten Sperrventil 7 zusammenwirkt. Das Sperrventil 7 steuert in der dargestellten Ausgestaltung in Abhängigkeit des in dem Steuerraum 6 herrschenden Kraftstoffdrucks, was nachfolgend noch genauer erläutert wird, die axiale Verstellung der Injektornadel 4 und damit die Einspritzung von unterschiedlichen von dem Kraftstoffinjektor 1 eingespritzten Kraftstoffen. Weiterhin kann der Kraftstoffinjektor 1 ein nachfolgend (6a, 6b) noch genauer erläutertes Schaltventil 17 zur Einstellung des eingespritzten Kraftstoffs aufweisen. Der Kraftstoffinjektor 1 ist Bestandteil eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine wobei mittels des Kraftstoffinjektors 1 die erwähnten unterschiedlichen Kraftstoffe, nämlich ein flüssiger Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff und ein gasförmiger Kraftstoff, insbesondere ein Brenngas, in einen Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden können. Dabei wird entlang der Ausnehmung 3 das Brenngas geführt und der Dieselkraftstoff durch einen in die Injektornadel 4 eingelassenen Kanal 13 zu einem einspritzseitigen Endbereich 10 des Injektorkörpers 2 geführt. Der weitere, teilweise in 1 schon dargestellte Aufbau des Kraftstoffinjektors 1 wird n Zusammenhang mit den weiteren Figuren beschrieben.
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Nachfolgend werden bezugnehmend auf die weiten Figuren verschiedene Auslegungsvarianten Ia, Ib, IIa, IIIa und IIIb des Kraftstoffinjektors 1 beschrieben. Die in den 2a, 2b und 2c dargestellte Variante Ia ist eine konservative Auslegung des Kraftstoffinjektors 1 mit einer Ringspaltdichtung der Injektornadel 4 gegenüber einem Führungsabschnitt 18 in einem Sackloch 19. Weiterhin ist der Pfad zur Zuführung des Dieselkraftstoffs über das Sperrventil 7 geführt.
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Somit wird bei geschlossenem Sperrventil 7 kein Dieselkraftstoff zu entsprechenden Einspritzöffnungen geführt.
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2a zeigt das einspritzseitige Ende des Injektorkörpers 2 mit der Injektornadel 4, die in der in den Injektorkörper 2 eingelassenen Ausnehmung 3 angeordnet ist. Einspritzseitig geht die Ausnehmung 3 in einen Dichtabschnitt 8 und daran anschließend in Richtung des einspritzseitigen Endes in einen sacklochartigen Endabschnitt 9 über, wobei der sacklochartige Endabschnitt 9 das Sackloch 19 einschließt. Der Dichtabschnitt 8 und der sacklochartige Endabschnitt 9 bilden den einspritzseitigen Endbereich 10 des Injektorkörpers. Die Ausnehmung 3 ist so ausgebildet, dass diese die Injektornadel 4 bis zu dem Dichtabschnitt 8 ringkanalförmig umgibt oder aber die Ausnehmung 3 ist so ausgebildet, dass diese eine Führung für die Injektornadel 4 bildet und beispielsweise zwei gegenüberliegende kanalförmige Erweiterungen zur Führung des Brenngases bildet. Die Ausnehmung 3 geht – wie ausgeführt – in dem einspritzseitigen Endbereich 10 in den Dichtabschnitt 8 über, wobei die Injektornadel 4 einen Sitzbereich 11 aufweist, der in der dargestellten Schließstellung des Kraftstoffinjektors 1 an dem Dichtabschnitt 8 anliegt und mit diesem zusammen einen Dichtsitz ausbildet. Im Bereich des Dichtabschnitts 8 sind auf dem Umfang verteilt vorzugsweise sechs oder acht zweite Einspritzöffnungen 12 für das Brenngas angeordnet. Diese zweiten Einspritzöffnungen 12, von denen auch eine beliebige andere Anzahl in dem Dichtabschnitt 8 vorhanden sein kann, sind in der Schließstellung gemäß 2a von der Ausnehmung 3 durch die Injektornadel 4 beziehungsweise deren in den Dichtabschnitt 8 anliegenden Sitzbereich 11 getrennt, während in der Einspritzstellung gemäß 2b eine Verbindung zwischen den zweiten Einspritzöffnungen 12 und der Ausnehmung 3 besteht und folglich Brenngas durch die zweiten Einspritzöffnungen 12 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
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In die Injektornadel 4 ist der Kanal 13 eingelassen, beispielsweise gebohrt, der in das Sackloch 19 einmündet. Durch den Kanal 13 wird der Dieselkraftstoff in das Sackloch 19 geführt. Die Injektornadel 4 weist anschließend an den Sitzbereich 11 einen in den sacklochartigen Endabschnitt 9 beziehungsweise das Sackloch 19 gemäß der Darstellung der 2a hineinragenden Zapfen 14 mit einem endseitigen Ringabsatz 15 auf. In den sacklochartigen Endabschnitt 9 sind wiederum auf den Umfang verteilt vorzugsweise sechs oder acht erste Einspritzöffnungen 16 angeordnet, wobei die ersten Einspritzöffnungen 16 gleichgerichtet oder verdreht zu den zweiten Einspritzöffnungen 12 ausgerichtet sein können. In der Darstellung gemäß 2a sind die ersten Einspritzöffnungen 16 von dem Zapfen 14 verschlossen, während in der in 2b gezeigten Einspritzstellung über den Kanal 13 und das Sackloch 19 entlang des endseitigen Ringabsatzes 15 des Zapfen 14 Dieselkraftstoff durch die ersten Einspritzöffnungen 16 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Insbesondere im Bewegungsbereich der Injektornadel 4 zwischen der in 2a dargestellten Schließstellung und der in 2b dargestellten Einspritzstellung bildet der sacklochartige Endabschnitt 9 einen auch als Ringspaltdichtung fungierenden Führungsabschnitt 18 für den Zapfen 14 und somit für die Injektornadel 4. Bis zum Erreichen der in 2b dargestellten Einspritzstellung wirkt der Zapfen 14 gerade noch mit dem sacklochartigen Endabschnitt 9 zur Darstellung des Führungsabschnitts 18 zusammen. Dadurch wird eine Trennung von Dieselkraftstoff und Brenngas während der Einspritzung erreicht.
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Bei der in 2c dargestellten Stellung der Injektornadel 4 wirkt der Zapfen 14 nicht mehr mit dem Führungsabschnitt 18 des sacklochartigen Endabschnitt 9 zusammen. Folglich ist die Injektornadel 4 nicht mehr geführt und der Zapfen 14 muss bei einer Schließbewegung wieder in den Führungsabschnitt 18 eingeführt werden, was zu einem Verschleiß in diesem Bereich führen kann. Insbesondere ist bei dieser Stellung keine Trennung von Dieselkraftstoff und Brenngas gegeben. Dieselkraftstoff kann dann hoch zu dem Dichtabschnitt 8 gelangen und dort eine Schmierfunktion ausführen.
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Durch eine Variation des Drucks des Dieselkraftstoffs in den Steuerraum 6 wird die Schließstellung bzw. Einspritzstellung der Injektornadel 4 eingestellt. Diese Variation des Drucks wird vorzugsweise mit einem Dieselkraftstoff in eine Dieselkraftstoffabsteuerleitung 27 absteuernden Magnetventil 26 (siehe 1) eingestellt, während der Steuerraum 6 gleichzeitig vorzugsweise über eine Drosselverbindung 28 mit einer Dieselkraftstoffzuführleitung 29 verbunden ist, über die Dieselkraftstoff unter Hochdruck zugeführt wird. Ausgehend von der Schließstellung wird für eine Einstellung der Einspritzstellung der Druck des Dieselkraftstoffs in den Steuerraum 6 abgesenkt, so dass das zwischen dem Steuerraum 6 und den Kanal 14 angeordnetes Sperrventil 7 öffnet und die Injektornadel 4 nach oben in Richtung zu dem Steuerraum bewegt wird. Diese Bewegung wird durch die Absenkung des Kraftstoffdrucks erreicht, der auch auf die zugewandte Stirnfläche der Injektornadel 4 eingewirkt. Mittels des Sperrventils 7 wird normalerweise neben der Bewegungssteuerung der Injektornadel 4 auch in der Sperrstellung der Zufluss von Dieselkraftstoff in den Kanal 13 in der Injektornadel 4 abgesperrt, so dass in der Sperrstellung kein Dieselkraftstoff in das Sackloch 19 gelangt. Bei einer Abwandlung von dieser Ausführung kann bei der Variante Ia der Kanal 13 auch eine dauernd offene zusätzliche Verbindung zu der Dieselkraftstoffzuführleitung 29 haben, da die Steuerung der Dieseleinspritzung in den Brennraum alleinig durch die Stellung der Injektornadel 4 erfolgt. Die zusätzliche Verbindung ist so ausgestaltet, dass dadurch keine Beeinflussung der Bewegungssteuerung der Injektornadel 4 durch das Sperrventil 7 erfolgt, wobei die Bewegungssteuerung grundsätzlich auch anders als zuvor beschrieben erfolgen kann.
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Bei der in den 2a, 2b und 2c dargestellten Ausgestaltung handelt es sich um eine konservative Ausgestaltung mit einem passiven, druckgesteuerten Sperrventil 7 in einer Zulaufleitung für Dieselkraftstoff hin zu dem Steuerraum 6. Dabei ist insbesondere die Anordnung der ersten und zweiten Einspritzöffnungen 16, 12 in dem Injektorkörper 2 konservativ. Die Geometrie der Injektornadelspitze ist – wie beschrieben – zweistufig mit dem Zapfen 14 und den endseitigen Ringabsatz 15 ausgestaltet, wobei auf der Höhe des Einlaufs in das Sackloch 19 der endseitige Ringabsatz 15 in einer Höhe von beispielsweise 100 μm bis 300 μm oberhalb eines als Vielflach gestalteten Bereichs der Injektornadel 4 folgt. Jedoch ist der abgedichtete Teil des Vielflachs deutlich verbreitert. Das beispielsweise zylindrisch-sphärisch gestaltete Sackloch 19 ist mit einer solchen Größe ausgestaltet, dass der Zulauf des Dieselkraftstoffs über den Kanal 13 in das Sackloch 19 möglichst wenig gedrosselt wird. Bei dieser Ausgestaltung gelangt beim Einspritzbeginn zunächst beispielsweise mit einem Zeitvorsprung von 0,2 ms Gas vor dem Dieselkraftstoff in den Brennraum, so dass zum Vorkonditionieren eine geringe Gasmenge in dem Brennraum vorhanden ist, diese aber nur einen geringen Impuls aufweist.
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Bei dieser Variante Ia und auch bei allen weiteren noch beschriebenen Varianten kann beispielsweise neben dem Steuerraum 6 das Schaltventil 17 angeordnet sein, das bei einer Betätigung, die in den 6a, 6b näher erläutert wird, die Anbindung der Ausnehmung 3 von der Brenngaszufuhr zu einer Zufuhr von Dieselkraftstoff umschalten kann. Der übliche Druck des Dieselkraftstoffs beträgt im Übrigen ungefähr 600 bar mit einer Option bis hin zu circa. 1000 bar, während der Druck des Brenngases im Bereich von circa. 300 bar bis hin zu 500 bar liegt. Ausgehend von einem Druck des Dieselkraftstoffs von 600 bar in den Steuerraum 6 entspricht der Einspritzdruck des Dieselkraftstoffs, der durch die ersten Einspritzöffnungen 16 in den Brennraum eingespritzt wird, ungefähr dem Sacklochdruck, der in dem sacklochartigen Endabschnitt 9 herrscht. Dieser entspricht wiederum dem Steuerraumdruck abzüglich eines Druckverlustes und liegt in der Größenordnung von 580 bar.
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Die Darstellungen der 3a, 3b zeigen als Variante Ib eine progressive Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 1 mit einer Anordnung der zweiten Einspritzöffnungen 12 in dem sacklochartigen Endabschnitt 9, der nicht von dem Zapfen 14 erreicht wird. Folglich sind bei dieser Anordnung die zweiten Einspritzöffnungen 12 über das Sackloch 19 dauernd mit dem Kanal 13 verbunden und es erfolgt eine Absperrung der Zufuhr von Dieselkraftstoff zu den zweiten Einspritzöffnungen 12 ausschließlich über das Sperrventil 17. Bei dieser Ausgestaltung darf dementsprechend keine Verbindung zwischen der Dieselkraftstoffzuführleitung 29 und dem Kanal 13 vorhanden sein oder aber bei Vorhandensein einer Verbindung muss ein zusätzliches beispielsweise elektrisch betätigbares Absperrventil in der Verbindung vorhanden sein.
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Bei der Variante Ib gemäß den 3a, 3b ist normalerweise ein zeitgleicher Einspritzbeginn von Dieselkraftstoff und Brenngas dargestellt. Der durch die ersten Einspritzöffnungen 16 eingespritzte Dieselkraftstoff ist bezüglich des Einspritzstrahls kompakter, hat weniger Impulsaustausch mit der Brennluft als der Gasstrahl und kann eine höhere Strahlgeschwindigkeit erreichen. Dagegen ist der Zulauf des Brenngases herkömmlich und erfolgt über den Dichtsitz zwischen dem Dichtabschnitt und dem Sitzbereich 11. Variante Ib ist besonders zur Anwendung bei Großmotoren geeignet.
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In den 4a, 4b, 4c ist eine weitere Variante IIa einer Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 1 dargestellt, bei der die ersten Einspritzöffnungen 16 in dem Dichtabschnitt 8 direkt unterhalb den zweiten Einspritzöffnungen 12 für Brenngas angeordnet sind. Diese Variante IIa ist wiederum eine progressive Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 1, bei der die Dieselkraftstoffzuführleitung 29 dauernd mit dem Kanal 13 verbunden ist oder sein kann. Weiterhin ist bei dieser Ausgestaltung eine Medientrennung zwischen Dieselkraftstoff und Brenngas aufgehoben, und der Dieselkraft dringt von dem Sackloch 19 bis in den Dichtabschnitt 8 ein und verdrängt im Bereich bis zu den ersten Einspritzöffnungen 16 das Brenngas. Es erfolgt eine Absenkung des Dieseldrucks auf den Gasdruck und eine Einspritzung eines inhomogenen Dieselkraftstoff-Brenngas-Gemisches in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Dadurch, dass Dieselkraft in den von dem Dichtabschnitt 8 und den Sitzbereich 11 gebildeten Dichtsitz eindringt, erfolgt eine Schmierung des Dichtsitzes des Kraftstoffinjektors 1. Dadurch, dass ausgehend von der in 4a dargestellten Schaltstellung bis zu dem Austauchen des Zapfens 14 aus dem Führungsabschnitt 18 (kurz vor der in 4b dargestellten Schaltstellung der Injektornadel 4) das mit Dieselkraftstoff gefüllte Sackloch 19 weitgehend bis auf einen Ringspalt von wenigen μm zwischen dem Zapfen 14 und dem Führungsabschnitt 18 von den ersten Einspritzöffnungen 16 getrennt ist, erfolgt hier zuerst eine Gaseinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine und dann verzögert die Dieseleinspritzung. Dabei wird keine klassische Dieselzerstäubung erreicht, vielmehr wird der Dieselkraftstoff von dem Brenngas mitgerissen. Dabei wird aber dennoch bei dem durch die Einspritzöffnungen 16 strömenden Dieselkraftstoff eine gewünschte Strahlausbildung in dem Brennraum erreicht. 4b zeigt einen Hub der Injektornadel 4 von insbesondere 0,5 mm, während bei der Darstellung gemäß 4c die Injektornadel 4 einen grenzwertigen Hub von insbesondere 0,6 mm erreicht hat.
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Die 5a, 5b zeigen eine Variante IIIa mit einem weiterentwickelten Kraftstoffinjektor 1, wobei die Zuführung von Dieselkraftstoff in den Kanal 13 beispielsweise über das Sperrventil 7 gesteuert ist. Grundsätzlich ist die Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 1 ähnlich zu der in den 4a, 4b dargestellten Form, wobei hier aber die Durchmesser der ersten Einspritzöffnungen 16 und der zweite Einspritzöffnungen zumindest angenähert gleich sind (5a). Zusätzlich können im Bereich des sacklochartigen Endanschnitts 9 weitere erste Einspritzöffnungen 16a mit einem geringeren Durchmesser als die Einspritzöffnungen 16 angeordnet sein. Die Anzahl der Einspritzöffnungen 16a kann beispielsweise der halben Anzahl oder der gleichen Anzahl der Einspritzöffnungen 16 entsprechen (8, 4; 10, 5; 8, 8). Ziel dieser Variante ist es, den Anteil der Dieseleinspritzung auf weniger als 5% der Gesamteinspritzung zu senken, um den Dieselzweig frühzeitig (durch das Sperrventil 7) zu unterbrechen. Die Dieseleinspritzung kann als sogenannte Stottereinspritzung über einen kurzen Einspritzwinkel von beispielsweise 3° bis 5° KW (Kurbelwelle) erfolgen. Um den Anteil der Einspritzmenge auf das zuvor genannte Ziel zu senken, kann beispielsweise vorgesehen sein, den Hub der Injektornadel 4 beispielsweise ausgehend von einem Vollhub von 0,6 mm auf beispielsweise einen Hub von 0,3 mm bis 0,5 mm zu reduzieren. Dies kann durch eine Reduzierung der Stromstärke des Betätigungsmagneten des Magnetventils 26 erfolgen. Zudem kann zur Darstellung der Stottereinspritzung der Hub der Injektornadel 4 in dem genannten Bereich schwingend erfolgen. Dies kann durch eine Variation der Stromstärke erfolgen. Auch bei dieser Variante ist die Medientrennung zwischen Dieselkraftstoff und Brenngas aufgehoben und Dieselkraftstoff kann in die zweiten Einspritzöffnungen 12 eindringen und das Brenngas verdrängen. Es erfolgt eine Absenkung des Drucks des Dieselkraftstoffs auf den Druck des Brenngases und dann eine Einspritzung (mit einem inhomogenen Gemisch von Dieselkraftstoff und Brenngas) in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Durch den Dieselkraftstoff erfolgt weiterhin eine Schmierung des Sitzbereichs 11 beziehungsweise des Dichtabschnitts 8.
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Bei der Variante IIIb kann zur Erläuterung auf die 5a, 5b zurückgegriffen werden. Bei dieser Variante ist keine Absperrung des Dieselzweiges beispielsweise durch das Sperrventil 7 vorgesehen. Grundsätzlich gelten bezüglich dieser Variante die gleichen Ausführungen wie zu der Variante IIIa. Bei dieser Variante IIIb ist allerdings die Zumessung des Dieselkraftstoffs durch die nicht vorhandene Absperrmöglichkeit ungenauer.
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Das in den 6a, 6b in zwei Schaltstellungen detailliert dargestellte Schaltventil 17, das hinsichtlich seiner grundsätzlichen Anordnung aus 1 bekannt ist, ermöglicht einen ausschließlichen Betrieb der Brennkraftmaschine mit Dieselkraftstoff. Dieser Betrieb wird beispielsweise bei einem zu niedrigen Gasdruck oder zu hohen Dieseldruck eingestellt. Das Schaltventil 17 weist einen normalerweise mit dem Steuerraum 6 verbundenen Dieselzugang 20 und eine Gaszugang 21 auf. Im Normalzustand ist der Gaszugang 21 mit einer Schaltventilkammer 22 verbunden, die wiederum über einen Schaltventilabgang 23 mit der Ausnehmung 3 verbunden ist. Das Schaltventil 17 weist einen von einer Druckfeder 24 druckbeaufschlagten Ventilkörper 25 auf, der in den dargestellten Normalzustand den Dieselzugang 20 von der Schaltventilkammer 22 absperrt. Dieser Zustand ist in 6a dargestellt und stellt sich ein, wenn der Gasdruck größer als ein minimaler Gasdruck von beispielweise 300 bar und der Dieseldruck kleiner als ein maximaler Dieseldruck von beispielsweise 600 bar ist. Fällt nun der Gasdruck unter einen minimalen Gasdruck von beispielsweise 300 bar ab oder steigt der Dieseldruck über einen maximalen Dieseldruck von beispielsweise 600 bar stellt sich die in 6b dargestellte Schaltstellung ein, bei der der Dieselzugang 20 mit der Schaltventilkammer 22 verbunden ist und gleichzeitig der Gaszugang 21 von der Schaltventilkammer 22 abgesperrt ist. In diesem Schaltzustand gelangt folglich Dieselkraftstoff in den Schaltventilabgang 23 und demzufolge wird Dieselkraftstoff auch über die zweiten Einspritzöffnungen 12 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dieser Schaltzustand entspricht einem Notfallbetrieb, der beispielsweise das Aufsuchen einer Werkstatt ermöglicht.
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Abschließend wird darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Erfindung beliebige Ausgestaltungen und/oder Ausgestaltungsdetails des beschriebenen Kraftstoffinjektors 1 miteinander und untereinander kombiniert sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211156 A1 [0002]
