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Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil, wie es vorzugsweise zur Einspritzung von Kraftstoff direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine Verwendung findet.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist zum Beispiel aus der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2015 225 733 A1 ein Kraftstoffeinspritzventil zur Einspritzung von flüssigem und unter Hochdruck stehendem Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei weist die Kraftstoffeinspritzdüse einen Düsenkörper auf, in welchem ein mit unter Hochdruck stehenden Kraftstoff befüllbarer Druckraum ausgebildet ist. In dem Druckraum ist eine Düsennadel angeordnet, welche mit einem Düsenkörpersitz zum Öffnen und Sperren wenigstens einer Einspritzöffnung zusammenwirkt. Dabei wird durch die Berührung der Düsennadel mit dem Düsenkörpersitz ein Dichtsitz gebildet, um bei Bedarf den Kraftstofffluss durch eine Einspritzöffnung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine zu unterbrechen. Die Düsennadel weist einen Führungsabschnitt auf, mit welchem sie in einem Führungsbereich des Druckraums in radialer Richtung geführt ist. Außerdem weist die Düsennadel im Bereich der Dichtfläche eine sogenannte DLC-Schicht (DLC = diamond like carbon) auf, da es besonders im Bereich der Dichtfläche durch das kontinuierliche Öffnen und Sperren der wenigstens einen Einspritzöffnung zu einem erhöhten Verschleiß kommen kann. Diese Schlagbeanspruchung überlagert sich zusätzlich jedoch aufgrund des im Düsenkörper befindlichen hohen Drucks und der damit verbundenen möglichen leichten Verformung mit einer Gleitbeanspruchung. Hohe mechanische Belastungen der Düsennadel sind die Folge, welche nicht nur die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils beeinträchtigen, sondern auch die Lebensdauer der Düsennadel verkürzen kann. Durch den Einsatz einer DLC-Schicht kann der Verschleiß im Bereich des Dichtsitzes effektiv vermindert werden.
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Aus der
DE 10 2011 016 168 A1 ist ebenfalls ein Kraftstoffinjektor mit einer beschichteten Ventilnadel und einem beschichteten Ventilsitz bekannt, wobei der elektrische Widerstand der Beschichtung in Abhängigkeit des Hubs der Ventilnadel veränderlich ist.
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Die Bewegung der Düsennadel wird bei den bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen durch einen elektrischen Aktor gesteuert, zum Beispiel einen Piezo-Aktor oder einen Elektromagneten. Der elektrische Aktor steuert damit auch Zeitpunkt und Dauer der Kraftstoffeinspritzung. Zur Steigerung der Effizienz des gesamten Kraftstoffeinspritzsystems ist es entscheidend, Zeitpunkt und Dauer der Einspritzung genau zu steuern und mit dem gewünschten Betriebszustand in Einklang zu bringen. Der elektrische Aktor wird für gewöhnlich über ein Steuergerät gesteuert, welches über Sensoren verschiedene Eingangssignale berücksichtigen kann und aus diesen den optimalen Zeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung ermittelt.
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Die tatsächliche Position und damit die Bewegung der Düsennadel wird jedoch nicht über das Steuergerät erfasst. Eine präzise Bestimmung der tatsächlichen Position der Düsennadel ist jedoch von Vorteil, da sowohl beim Öffnungsvorgang als auch beim Schließvorgang zwischen dem elektrischen Signal des elektrischen Aktors und der tatsächlichen Bewegung der Düsennadel eine zeitliche Verzögerung auftritt. Die Bestimmung des Zeitpunktes, zu dem die Düsennadel auf dem Düsenkörpersitz aufsitzt, kann über ein elektrisches Signal bestimmt werden, welches über einen elektrischen Kontakt zwischen dem Düsenkörpersitz und der Düsennadel erzeugt wird. Dabei wird neben der Düsennadel auch der Düsenkörper mit einem elektrischen Kontakt versehen und zwischen den elektrischen Kontakten eine Spannung angelegt. Bei Berührung der Düsennadel mit dem Düsenkörpersitz, folglich dem Düsenkörper, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen. Beim Abheben der Düsennadel von dem Düsenkörpersitz wird der Stromkreis unterbrochen. Dies setzt jedoch voraus, dass jede weitere elektrische Verbindung zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel ausgeschlossen ist. Aus der
DE 10 2015 225 733 A1 ist bereits bekannt, dass ein mit DLC-Schicht beschichteter Düsenkörpersitz als elektrischer Isolator wirkt, so dass zur Bestimmung der Nadelposition diese Technik nicht angewandt werden kann. Die elektrischen Eigenschaften der DLC-Schicht ändern sich jedoch unter starkem Druck.
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Der von einem Steuerraum ausgeübte Druck auf eine Düsennadel, welche in einen Düsenkörpersitz gedrückt wird, reicht aus, um die DLC-Schicht elektrisch leitend zu machen. Der elektrische Widerstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel kann somit als Indikator für das Aufsetzen der Düsennadel auf den Düsenkörpersitz verwendet werden.
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Somit kann jedoch lediglich bestimmt werden, ob die Düsennadel auf dem Düsensitz aufsitzt oder nicht. Aufgrund immer höher werdender Anforderungen an das Einspritzsystem, beispielsweise Emissionswerte sowie Lebensdauereinflüsse oder Korrekturen in der Einspritzmenge mittels Softwarefunktionen, ist es von Vorteil möglichst viele Informationen über die aktuelle Position der Düsennadel zu kennen, idealerweise die aktuelle Position der Düsennadel.
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Vorteile der Erfindung
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In der vorliegenden Erfindung werden die oben beschriebenen Erkenntnisse verwendet und weiterentwickelt, um eine präzise Bestimmung der aktuellen Nadelposition zu jedem Zeitpunkt zu ermöglichen. Dazu sind der Düsenkörper und die Düsennadel kontaktierbar und die Düsennadel weist einen Führungsbereich mit einem elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel auf, wobei der elektrische Übergangswiderstand vom Hub der Düsennadel abhängig ist. Diese kontinuierliche Abhängigkeit ermöglicht eine genaue Angabe der Nadelposition und erlaubt so eine präzise Ansteuerung eines elektrischen Aktors für eine optimale Einspritzung beim gewünschten Betriebszustand.
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In vorteilhafter Weise weist der Düsenkörper und/oder die Düsennadel im Führungsbereich eine Isolationsschicht auf und bildet dabei im Führungsbereich einen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel aus. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Isolationsschicht als DLC-Schicht ausgebildet ist. Diese wirkt ohne starke mechanische Druckbelastungen elektrisch isolierend und führt darüber hinaus zu einer Reduzierung des Verschleißes.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Schichthöhe der Isolationsschicht am Düsenkörper und/oder der Düsennadel in Längsrichtung variabel ist. Vorzugsweise nimmt die Schichthöhe der Isolationsschicht am Düsenkörper und/oder der Düsennadel in Hubrichtung der Düsennadel ab. Vorteilhafterweise kann die Isolationsschicht am Düsenkörper leitfähige Flüssigkeits- und/oder Festkörpereinschlüsse besitzen. Die Anzahl dieser sogenannten leitfähigen Droplets nehmen in Hubrichtung der Düsennadel zu. Sowohl durch die Variierung der Schichthöhe der Isolationsschicht als auch durch die Veränderung der Dichte der Droplets in der Isolationsschicht ändert sich im Führungsbereich der elektrische Übergangswiderstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel abhängig vom Nadelhub, was bei geeigneter Schichthöhe zu einer eindeutigen Beziehung zwischen dem Übergangswiderstand und dem Nadelhub führt, so dass der Übergangswiderstand ein Maß für die Nadelposition ist.
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In vorteilhafter Weise weist der Düsenkörper mindestens einen weiteren Führungsbereich für die Düsennadel auf, der elektrisch isoliert ist. Dabei weist der eine Führungsbereich eine variable Schichthöhe der Isolationsschicht auf, welche einen variablen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel ausbildet, wohingegen die oder der andere Führungsbereich praktisch vollständig elektrisch isoliert ist und somit einen elektrischen Übergangswiderstand zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel ausbilden, welcher sehr viel größer ist als der elektrische Übergangswiderstand im Führungsbereich mit der variablen Schichthöhe der Isolationsschicht, um eine Überlagerung der daraus resultierenden Signale zu vermeiden.
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In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Düsennadel im Bereich der Dichtfläche eine Beschichtung auf, welche als DLC-Schicht ausgebildet ist. Dadurch kann der Verschleiß am Düsenkörpersitz und der Düsennadel reduziert und deren Lebensdauer verlängert werden, da eine Beschichtung dem aufgrund einer hohen mechanischen Belastung gebildeten Verschleiß entgegenwirken kann.
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In vorteilhafter Weise stellt die Düsennadel beim Aufsitzen auf den Düsenkörpersitz und damit in ihrer Schließstellung einen elektrischen Kontakt zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel her. Dabei ist dem Kraftstoffeinspritzventil vorteilhafterweise eine Vorrichtung zugeordnet, über welche eine elektrische Spannung zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel angelegt werden kann. Die Vorrichtung ist als ein Steuergerät ausgebildet und weist vorzugsweise weiterhin einen vorgeschalteten Widerstand auf. Dies ermöglicht ein Abgreifen elektrischer Signale an diesem Widerstand aufgrund dessen der elektrische Widerstand zwischen der Düsennadel und dem Düsenkörper bestimmbar ist.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzventils wird zwischen dem Düsenkörper und der Düsennadel eine elektrische Spannung angelegt und die an dem vorgeschalteten elektrischen Widerstand abfallende elektrische Spannung gemessen. Aus dieser elektrischen Spannung kann in vorteilhafter Weise die Position der Düsennadel und/oder deren Geschwindigkeit bestimmt werden.
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Zeichnungen
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In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil dargestellt. Es zeigt in
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1 ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt,
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2 ein Ersatzschaltbild für das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil,
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3 die elektrische Stromstärke I, den Nadelhub h und die elektrische Spannung U2 an dem vorgeschalteten elektrischen Widerstand in Abhängigkeit der Zeit t,
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4a der mit B, C bezeichnete Ausschnitt aus 1 in einer geschnittenen Darstellung,
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4b der mit A bezeichnete Ausschnitt aus 1 in einer geschnittenen Darstellung,
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5 der mit B, C bezeichnete Ausschnitt aus 1 in einer geschnittenen Darstellung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In der 1 der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzventil weist ein Injektorgehäuse 1 und einen Düsenkörper 2 auf, in welchem ein Hochdruckraum 3 ausgebildet ist, welcher mit unter Hochdruck stehenden Kraftstoff befüllbar ist. In diesem Hochdruckraum 3 ist eine längsverschiebbare Düsennadel 4 angeordnet, welche mindestens einen Führungsabschnitt 7', 7'' aufweist, mit welchem sie in einem Führungsbereich 8 des Hochdruckraums 3 geführt ist. Weiterhin weist die Düsennadel 4 an ihrem einem Brennraum zugewandten Ende eine weitgehend konisch ausgebildete Dichtfläche 9 auf, welche mit einem Düsenkörpersitz 12 zusammenwirkt, welcher an dem brennraumseitigen Ende des Hochdruckraums 3 ausgebildet ist. Das brennraumzugewandte Ende des Hochdruckraums 3 ist als Sackloch 10 ausgebildet, von dem mindestens eine Einspritzöffnung 11 ausgeht, welche in Einbaulage des Kraftstoffeinspritzventils in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine führt. Die Dichtfläche 9 der Düsennadel 4 und der Düsenkörpersitz 12 steuern im Zusammenspiel einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum 3 über das Sackloch 10 in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung 11. Bei Anlage der Düsennadel 4 am Düsenkörpersitz 12, das heißt in Schließstellung der Düsennadel 4, ist die wenigstens eine Einspritzöffnung 11 verschlossen und sperrt somit einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Das brennraumabgewandte Ende der Düsennadel 4 ist in einem Hülsenelement 29 aufgenommen, wobei dieses Hülsenelement 29 an einer in dem Injektorgehäuse 1 ausgebildeten Drosselplatte 30 anliegt.
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Um bei einem ausgeschalteten Kraftstoffeinspritzventil ein Kraftstoffeinfließen in den Brennraum der Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist im Hochdruckraum 3 eine Rückstellfeder 5 angeordnet, welche sich einerseits an einem an der Düsennadel 4 ausgebildeten Absatz 28 und andererseits an dem Hülsenelement 29 abstützt. Diese Rückstellfeder 5 drückt die Düsennadel 4 unter Kraftbeaufschlagung in den Düsenkörpersitz 12 und sperrt so die wenigstens eine Einspritzöffnung 11. Mit Hilfe eines Ansteuerelements, beispielsweise eines Piezoaktors, wird ein Steuerventil 27 betätigt, wodurch im Hochdruckraum eine Druckminderung erzeugt wird, was dazu führt, dass die Düsennadel 4 in Längsrichtung vom Düsenkörpersitz 12 abhebt und so einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum 3 über die wenigstens eine Einspritzöffnung 11 nach außen in den Brennraum ermöglicht. In modernen Kraftstoffeinspritzventilen ist im Hochdruckraum 3 ein Druck von mehr als 2000 bar möglich. Dadurch wird gewährleistet, dass der Kraftstoff beim Austritt aus der wenigstens einen Einspritzöffnung 11 fein zerstäubt wird, so dass er für eine Verbrennung in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine aufbereitet ist.
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Die Düsennadel
4 ist mit einem ersten elektrischen Kontakt
15 versehen, über welche die Düsennadel
4 mit einer Spannungsquelle, einem einem Steuergerät
16 vorgeschalteten elektrischen Widerstand R
2 und dem Steuergerät
16 selbst verbunden ist. Ein zweiter elektrischer Kontakt
25 verbindet das Steuergerät
16 mit dem Düsenkörper
2. In Schließstellung der Düsennadel
4, also wenn diese auf dem Düsenkörpersitz
12 aufliegt, ist ein elektrischer Kontakt zwischen der Düsennadel
4 und dem Düsenkörper
2 hergestellt. Dies ermöglicht das Anlegen einer elektrischen Spannung U zwischen der Düsennadel
4 und dem Düsenkörper
2. Dabei ist die Düsennadel
4 im Düsenkörper
2 so gelagert, dass beim Abheben der Düsennadel
4 vom Düsenkörpersitz
12 der elektrische Kontakt zwischen der Düsennadel
4 und dem Düsenkörper
2 im Bereich der Dichtfläche
9 unterbrochen wird (elektrischer Übergangswiderstand R
1 >> 0) und lediglich im Führungsbereich
8 der Düsennadel
4 ein elektrischer Übergangswiderstand R
3 vorhanden ist.
2 zeigt dabei in einem Ersatzschaltbild alle relevanten Widerstände sowie das Steuergerät und die Spannungsquelle. Dieser elektrische Übergangswiderstand R
3 nimmt mit zunehmendem Düsennadelhub h immer weiter ab. Das heißt, der zeitliche Verlauf des elektrischen Übergangswiderstands R
3 ändert sich eindeutig mit dem Nadelhub h. Dies führt zu einem Spannungsabfall an R
2 und an R
1 + R
3. Die angelegte konstante elektrische Spannung U
0 setzt sich im Wesentlichen aus der am vorgeschalteten elektrischen Widerstand R
2 abfallenden Spannung U
2 und der abfallenden Spannung U
13 an den parallel geschalteten elektrischen Widerständen R
1 und R
3 zusammen. Dabei kann die Spannung U
13 gemäß dem bekannten Ohm'schen Gesetz mit einer elektrischen Gesamtstromstärke I
0 wie folgt berechnet werden:
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Hebt die Düsennadel
4 nun von dem Düsenkörpersitz
12 ab, steigt der elektrische Übergangswiderstand R
1 an dem Düsenkörpersitz
12 sehr stark an und die Spannung U
13 berechnet sich aufgrund des veränderten elektrischen Übergangswiderstands R
1 wie folgt:
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Das Abheben der Düsennadel 4 bewirkt somit einen Spannungsanstieg in U13. Da jedoch eine konstante Spannung U0 angelegt wird, muss nach der bekannten Beziehung U0 = U13 + U2 für eine Reihenschaltung die Spannung U2 am vorgeschalteten Widerstand R2 entsprechend abfallen. Diese Abhängigkeit ist in 3 gezeigt. Dabei ist die elektrische Stromstärke I des Ansteuerelements, der Düsennadelhub h und die elektrische Spannung U2 in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt. Zum Zeitpunkt t0 hebt die Düsennadel 4 vom Düsenkörpersitz 12 ab und öffnet somit die wenigstens eine Einspritzöffnung 11, wodurch ein Kraftstoffabfließen aus dem Hochdruckraum 3 zu der wenigstens einen Einspritzöffnung 11 ermöglicht wird. Dies führt aufgrund der oben beschriebenen Verhältnisse zu einer Abnahme der Spannung U2. Bei einem konstanten Übergangswiderstand R3 am Führungsbereich 8 der Düsennadel 4 (siehe durchgezogene Linie, 3) bliebe die Spannung U2 so lange auf diesem gefallenen Wert, bis die Düsennadel 4 wieder auf der Dichtfläche 9 aufsitzt und die wenigstens eine Einspritzöffnung 11 geschlossen ist. Mit Aufsitzen der Düsennadel 4 auf die Dichtfläche 9 spränge der Spannungswert von U2 wieder auf den ursprünglich konstanten Wert, welcher vor der Hubbewegung der Düsennadel 4 eingestellt war (zum Zeitpunkt t2). Bei einem variablen Übergangswiderstand R3 (siehe gestrichelte Linie, 3) am Führungsbereich 8 der Düsennadel 4 erfolgt unmittelbar nach dem Spannungsabfall in U2 mit Beginn des kontinuierlich steigenden Düsennadelhubs h eine lineare Spannungszunahme in U2. Mit Erreichen des maximalen Öffnungshubs (zum Zeitpunkt t1) der Düsennadel 4 ist auch der maximale Spannungswert von U2 erreicht. Danach nehmen sowohl der Düsennadelhub h als auch die Spannung U2 so lange ab, bis die Düsennadel 4 wieder vollständig auf der Dichtfläche 9 aufliegt und kein Kraftstoff mehr über die wenigstens eine Einspritzöffnung 11 aus dem Hochdruckraum 3 in den Brennraum der Brennkraftmaschine fließen kann. Mit Aufsetzen der Düsennadel 4 auf die Dichtfläche 9 ist der elektrische Kontakt zwischen der Düsennadel 4 und dem Düsenkörper 2 wieder hergestellt, was sich durch den Sprung des Spannungswerts von U2 auf den ursprünglich eingestellten Spannungswert vor Beginn der Einspritzung zeigt (zum Zeitpunkt t2).
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Typischerweise werden dabei konstante Spannungen U0 zwischen 5 und 10 V angelegt.
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Der Führungsbereich 8 der Düsennadel 4 und/oder der Führungsabschnitt 7'' des Düsenkörpers 2 ist mit einer sogenannten DLC-Schicht (diamond like carbon) beschichtet. Diese Schicht besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, welcher aufgrund seiner hochvernetzten Struktur eine besonders starke und verschleißresistente Schicht bildet. 4a zeigt solch eine Beschichtung 19, 20 in einer vergrößerten Darstellung des mit B, C bezeichneten Ausschnitts der 1. Um beispielsweise einen variablen Übergangswiderstand R3 herzustellen, ist es möglich, die Schichtdicke der Beschichtung B, C zu variieren. Dabei nimmt die Dicke der Schicht in Hubrichtung h ab, um eine Abnahme des Übergangswiderstands R3 abhängig vom Nadelhub zu ermöglichen. In 4 wurden der Übersichtlichkeit halber übertrieben starke Schichtdicken dargestellt. Variationen in der Schichtdicke sind aufgrund von Schichtdicken, welche typischerweise weniger als 5 μm, vorzugsweise 1 bis 2 μm, betragen, technisch sehr herausfordernd. Deshalb sind auch alternative Konzepte denkbar, wie beispielsweise die Verwendung einer Hülse. Dabei wird ein zusätzliches Bauteil in Form einer Hülse zwischen der Düsennadel 4 und dem Düsenkörper 2 angeordnet, beispielsweise durch einen Klebevorgang.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung (siehe 5) sind in der Isolationsschicht 19, 20 Flüssigkeits- und/oder Festkörpereinschlüsse vorhanden. Diese sogenannten Droplets 31 sind leitfähig und eignen sich daher, durch Variation der Dichte der Droplets 31 die Leitfähigkeit der Isolationsschicht 19, 20 zu verändern. Erhöht man die Dichte der Droplets 31 in Hubrichtung h der Düsennadel 4, so verringert sich ebenfalls der Übergangswiderstand R3 abhängig vom Nadelhub.
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Alternativ kann auch der Führungsabschnitt 7', welcher im obigen Ausführungsbeispiel praktisch vollständig isoliert war, eine Isolationsschicht 19, 20 mit einer variablen Schichthöhe oder eine Isolationsschicht 19, 20 mit Flüssigkeits- und/oder Festkörpereinschlüsse aufweisen. Dabei ist dann der Führungsabschnitt 7'' praktisch vollständig isoliert und bildet somit einen sehr hohen elektrischen Widerstand zwischen dem Düsenkörper 2 und der Düsennadel 4 aus, um eine mögliche Überlagerung dieses elektrischen Widerstands mit dem am Führungsabschnitt 7' zu vermeiden. Dies würde sonst die Ermittlung der aktuellen Position der Düsennadel 4 beeinträchtigen.
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Neben dem Führungsbereich 8 der Düsennadel 4 und/oder dem Führungsabschnitt 7'' des Düsenkörpers 2 ist auch die Dichtfläche 7 der Düsennadel 4 mit einer DLC-Schicht 18 beschichtet (siehe 4b). Diese weist unter Normalbedingungen einen relativ hohen elektrischen Widerstand R auf, so dass im Bereich des Düsenkörpersitzes 12 kein elektrischer Kontakt zwischen dem Düsenkörper 2 und der Düsennadel 4 möglich ist, wenn die Düsennadel 4 einfach auf dem Düsenkörpersitz 12 aufliegt. Der Übergangswiderstand R1 wäre entsprechend hoch. Wird die Düsennadel 4 jedoch mit einer sehr hohen Kraft in den Düsenkörpersitz 12 gedrückt, so ändert die DLC-Schicht ihre physikalischen Eigenschaften dahingehend, dass der Widerstand um mehrere Größenordnungen abfällt und damit praktisch elektrisch leitend wird. Dadurch sinkt der Übergangswiderstand R1 so stark ab, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen der Düsennadel 4 und dem Düsenkörper 2 ermöglicht wird und ein deutlich messbarer elektrischer Strom zwischen der Düsennadel 4 und dem Düsenkörper 2 fließt. Diese Widerstandsänderung in R1 liefert ein deutliches elektrisches Signal, so dass der Zeitpunkt, zu dem die Düsennadel 4 auf dem Düsenkörpersitz 12 aufsitzt, genau gemessen werden kann. Dabei wird die Spannung U2 ermittelt, die an einem der Vorrichtung, beispielsweise einem Steuergerät, vorgeschalteten Widerstand R2 abfällt. Der bereits beschriebene Verlauf von U2 in Abhängigkeit der Zeit t ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel linear zu dem Düsennadelhub h (siehe 3). Dies ermöglicht eine präzise Bestimmung der Nadelposition zu jedem Zeitpunkt t. Außerdem lässt sich auch die tatsächliche Geschwindigkeit der Düsennadel 4 mit geeigneten mathematischen Verfahren bestimmen. Dieser konkrete Rückschluss auf die tatsächliche Position der Düsennadel 4 ermöglicht notwendige Korrekturen des Zeitpunkts und der Dauer der Einspritzung, um die Verbrennung zu optimieren.
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Damit diese deutliche Widerstandsänderung R1 beim Abheben der Düsennadel 4 von dem Düsenkörpersitz 12 bzw. beim Aufsetzen der Düsennadel 4 auf den Düsenkörpersitz 12 als Indikator für eine Unterbrechung des elektrischen Kontakts zwischen dem Düsenkörper 2 und der Düsennadel 4 bzw. als Indikator für einen elektrischen Kontakt zwischen dem Düsenkörper 2 und der Düsennadel 4 dient, muss die Düsennadel 4 außer im Bereich des Düsenkörpersitzes 12 gegen den Düsenkörper 2 elektrisch isoliert sein, insbesondere auch im Bereich des Führungsabschnitts 7''. Dies ist jedoch in der Schließstellung der Düsennadel 4, also wenn die Düsennadel 4 auf dem Düsenkörpersitz 12 aufliegt, gewährleistet, da aufgrund der DLC-Schicht dieser Bereich mangels einer entsprechenden mechanischen Druckbelastung elektrisch isoliert ist. Weiterhin ist auch die Drosselplatte 30 mittels einer Isolationsschicht 17 gegen das Injektorgehäuse 1 und den Düsenkörper 2 isoliert, um einen Kurzschluss zwischen dem Düsenkörper 2 und der Düsennadel 4 zu unterbinden.
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In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann es auch vorgesehen sein, dass der Düsenkörper 2 geerdet ist und somit mit einem Masseanschluss 26 verbunden ist. Dabei wird die Spannung U dann zwischen der Düsennadel 4 und der Masse gemessen.
