DE102016217009A1 - Injection valve for the metering of two fuels - Google Patents

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Abstract

Einspritzventil zur Zumessung von zwei Brennstoffen mit einem Düsenkörper (1), in dem eine Düsenhohlnadel (4) längsverschiebbar angeordnet ist, die mit einem äußeren Düsensitz (6) zum Öffnen und Schließen einer Eindüsöffnung (7) für einen ersten Brennstoff zusammenwirkt. Weiter ist eine Düsennadel (10) längsverschiebbar in der Düsenhohlnadel (4) angeordnet, die mit einem in der Düsenhohlnadel (4) ausgebildeten inneren Düsensitz (11) zum Öffnen und Schließen einer Einspritzöffnung (12) zusammenwirkt. Die Düsenhohlnadel (4) ist im Düsenkörper (1) unter Ausbildung eines Drosselspalts (9) geführt, wobei zwischen dem Drosselspalt (9) und dem äußeren Düsensitz (6) ein erster Druckraum (2) ausgebildet ist, der die Düsenhohlnadel (4) umgibt und der mit einem ersten Brennstoff befüllbar ist. Ein zweiter Druckraum (15) ist mit einem zweiten Brennstoff befüllbar, in den die Düsenhohlnadel (4) mit einem dem äußeren Düsensitz (6) abgewandten Endbereich ragt. An der Düsenhohlnadel (4) ist ein umlaufender Dichtungskörper (40) ausgebildet, der mit einem Dichtsitz (44) zusammenwirkt und dadurch den zweiten Druckraum (15) in Richtung des Drosselspalts (9) abdichtet.Injection valve for the metering of two fuels with a nozzle body (1), in which a hollow nozzle needle (4) is arranged longitudinally displaceable, which cooperates with an outer nozzle seat (6) for opening and closing a Eindüsöffnung (7) for a first fuel. Further, a nozzle needle (10) is arranged longitudinally displaceable in the hollow nozzle needle (4) which cooperates with an inner nozzle seat (11) formed in the hollow nozzle needle (4) for opening and closing an injection opening (12). The hollow nozzle needle (4) is guided in the nozzle body (1) to form a throttle gap (9), wherein between the throttle gap (9) and the outer nozzle seat (6), a first pressure chamber (2) is formed, which surrounds the hollow nozzle needle (4) and which is fillable with a first fuel. A second pressure chamber (15) can be filled with a second fuel into which the hollow nozzle needle (4) protrudes with an end region facing away from the outer nozzle seat (6). On the hollow nozzle needle (4), a circumferential sealing body (40) is formed, which cooperates with a sealing seat (44) and thereby seals the second pressure chamber (15) in the direction of the throttle gap (9).

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil zur Zumessung von zwei Brennstoffen, wie es beispielsweise zur Einbringung dieser Brennstoffe in den Brennraum einer Brennkraftmaschine dient. The invention relates to an injection valve for the metering of two fuels, as used for example for introducing these fuels into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Einspritzventile und entsprechende Vorrichtungen zur Einbringung von zwei verschiedenen Brennstoffen, beispielsweise in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, bekannt. So sind Einspritzventile bekannt, die zum einen einen gasförmigen Kraftstoff und zum anderen einen flüssigen Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, in einen Brennraum einbringen können. Auf diese Weise kann eine Zündung des Brennstoff-Luft-Gemisches durch den flüssigen Kraftstoff erfolgen, während die Hauptenergiemenge über den gasförmigen Kraftstoff zugeführt wird, so dass auf eine Fremdzündung verzichtet werden kann. Ein solches Brennstoffeinspritzventil ist beispielsweise aus der DE 10 2014 225 167 A1 bekannt. Dieses Einspritzventil weist ein Gehäuse auf, in dem eine äußere Düsennadel und eine innere Düsennadel geführt sind, wobei die innere Düsennadel in der äußeren Düsennadel angeordnet ist. Die äußere Düsennadel wirkt mit einem äußeren Düsensitz zum Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Eindüsöffnungen zusammen, über die beispielsweise ein gasförmiger Kraftstoff ausgedüst werden kann. Die innere Düsennadel wirkt mit einem im Inneren der äußeren Düsennadel ausgebildeten Düsensitz zum Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Einspritzöffnungen zusammen, über die der flüssige Kraftstoff eingespritzt werden kann. Beide Düsennadeln lassen sich unabhängig voneinander, beispielsweise über servo-hydraulische Ventile, in Längsrichtung bewegen, so dass sowohl der äußere Düsensitz als auch der innere Düsensitz unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden können. Mit einem solchen Einspritzventil ist es so möglich, eine Zündmenge an flüssigem Brennstoff durch Bewegen der inneren Düsennadel einzubringen und anschließend eine größere Menge an gasförmigem Brennstoff durch das Bewegen der äußeren Düsennadel, die den Hauptteil der Verbrennungsenergie beiträgt. Injectors and corresponding devices for introducing two different fuels, for example into the combustion chamber of an internal combustion engine, are known from the prior art. Thus, injection valves are known, which can introduce a gaseous fuel on the one hand and on the other hand, a liquid fuel, such as diesel fuel in a combustion chamber. In this way, an ignition of the fuel-air mixture can be carried out by the liquid fuel, while the main amount of energy is supplied via the gaseous fuel, so that can be dispensed with a spark ignition. Such a fuel injection valve is for example from the DE 10 2014 225 167 A1 known. This injection valve has a housing in which an outer nozzle needle and an inner nozzle needle are guided, wherein the inner nozzle needle is arranged in the outer nozzle needle. The outer nozzle needle cooperates with an outer nozzle seat for opening and closing one or more injection openings through which, for example, a gaseous fuel can be emptied. The inner nozzle needle cooperates with a nozzle seat formed in the interior of the outer nozzle needle for opening and closing one or more injection openings, via which the liquid fuel can be injected. Both nozzle needles can be moved independently of each other, for example via servo-hydraulic valves, in the longitudinal direction, so that both the outer nozzle seat and the inner nozzle seat can be opened and closed independently. With such an injection valve, it is possible to introduce an ignition amount of liquid fuel by moving the inner nozzle needle and then a larger amount of gaseous fuel by moving the outer nozzle needle, which contributes the majority of the combustion energy.

Beide Düsennadeln sind geführt, wobei über diese Führungen eine Abdichtung zwischen dem gasförmigen und dem flüssigen Brennstoff erfolgen muss. Diese Abdichtung ist nicht absolut dicht, so dass flüssiger Brennstoff in den gasförmigen eindringen kann und gegebenenfalls auch umgekehrt, abhängig von den Führungen und abhängig von dem jeweiligen Druck der Brennstoffe. Eine solche Mischung der Brennstoffe kann zu Problemen bei der Verbrennung führen, da flüssiger Brennstoff, der über die für den gasförmigen Brennstoff vorgesehenen Eindüsöffnungen ausgebracht wird, nur schlecht zerstäubt wird und dadurch zu einer schlechten Verbrennung innerhalb des Brennraums führt. Both nozzle needles are guided, which must be done via these guides a seal between the gaseous and the liquid fuel. This seal is not absolutely leakproof, so that liquid fuel can penetrate into the gaseous and possibly vice versa, depending on the guides and depending on the particular pressure of the fuels. Such a mixture of the fuels can lead to problems in the combustion, since liquid fuel which is discharged through the provided for the gaseous fuel injection openings, is poorly atomized and thereby leads to a poor combustion within the combustion chamber.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Einspritzventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass beide Brennstoffe innerhalb des Einspritzventils sicher gegeneinander abgedichtet werden können, ohne dass dafür große bauliche Änderungen erforderlich wären. Zu diesem Zweck weist das Einspritzventil zur Zumessung von zwei Brennstoffen einen Düsenkörper auf, in dem eine Düsenhohlnadel längsverschiebbar angeordnet ist, die mit einem äußeren Düsensitz zum Öffnen und Schließen einer Eindüsöffnung für einen ersten Brennstoff zusammenwirkt. Darüber hinaus ist eine Düsennadel vorhanden, die längsverschiebbar in der Düsenhohlnadel angeordnet ist und die mit einem in der Düsenhohlnadel ausgebildeten inneren Düsensitz zum Öffnen und Schließen einer Einspritzöffnung zusammenwirkt, wobei die Düsenhohlnadel im Düsenkörper unter Ausbildung eines Drosselspalts geführt ist. Ein erster, die Düsenhohlnadel umgebender Druckraum ist mit einem ersten Brennstoff befüllbar und ein zweiter Druckraum mit einem zweiten Brennstoff, wobei die Düsennadel mit einem dem äußeren Düsensitz abgewandten Endbereich in den zweiten Druckraum ragt. An der Düsenhohlnadel ist ein umlaufender Dichtungskörper angeordnet, der mit einem Dichtsitz zusammenwirkt und dadurch den zweiten Druckraum in Richtung des Drosselspalts abdichtet. The injection valve according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that both fuels can be safely sealed against each other within the injector without major structural changes would be required. For this purpose, the injector for the metering of two fuels on a nozzle body in which a hollow nozzle needle is arranged longitudinally displaceable, which cooperates with an outer nozzle seat for opening and closing a Eindüsöffnung for a first fuel. In addition, a nozzle needle is present, which is arranged longitudinally displaceable in the hollow nozzle needle and which cooperates with a nozzle hollow needle formed in the inner nozzle seat for opening and closing an injection port, wherein the hollow needle nozzle is guided in the nozzle body to form a throttle gap. A first, the nozzle hollow needle surrounding pressure chamber can be filled with a first fuel and a second pressure chamber with a second fuel, wherein the nozzle needle protrudes with an outer nozzle seat facing away from the end region into the second pressure chamber. At the hollow nozzle needle, a circumferential sealing body is arranged, which cooperates with a sealing seat and thereby seals the second pressure chamber in the direction of the throttle gap.

Durch den umlaufenden Dichtungskörper wird der Drosselspalt, der zwangsläufig zwischen dem ersten und zweiten Druckraum ausgebildet ist, abgedichtet werden, so dass durch diesen Drosselspalt kein Brennstoff vom ersten in den zweiten Druckraum oder vom zweiten in den ersten Druckraum gelangen kann. Damit bleiben beide Kraftstoff innerhalb des Einspritzventils getrennt und die Funktion wird nicht beeinträchtigt. By the peripheral sealing body of the throttle gap, which is necessarily formed between the first and second pressure chamber, are sealed, so that through this throttle gap no fuel from the first to the second pressure chamber or from the second can reach into the first pressure chamber. This keeps both fuel within the injector separate and does not affect the function.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtungskörper vom Druck im zweiten Druckraum in Richtung des Dichtsitzes beaufschlagt, wodurch eine zusätzliche Dichtungswirkung erreicht wird. Da bei Einspritzventilen, die zwei verschiedene Brennstoffe eindosieren können, zumeist einer der Brennstoffe unter einem höheren Druck zur Verfügung gestellt wird als der andere, lässt sich im zweiten Druckraum der Kraftstoff mit dem höheren Druck vorhalten, so dass eine starke Dichtungskraft auf den Dichtungskörper ausgeübt und damit eine entsprechend sichere Abdichtung erreicht wird. In a first advantageous embodiment of the sealing body is acted upon by the pressure in the second pressure chamber in the direction of the sealing seat, whereby an additional sealing effect is achieved. Since injectors, which can meter two different fuels, usually one of the fuels is provided under a higher pressure than the other, can be in the second pressure chamber, the fuel with the higher pressure hold, so that a strong sealing force exerted on the seal body and so that a correspondingly secure seal is achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtungskörper als an der Düsenhohlnadel befestigte Dichtlippe ausgebildet, die federnd ausgebildet ist. Damit wird die Dichtlippe entsprechend flexibel, so dass sie beispielsweise durch den Druck im zweiten Druckraum allseitig gegen den Dichtsitz gedrückt wird. In a further advantageous embodiment, the sealing body is as on the hollow nozzle needle attached sealing lip formed which is resilient. Thus, the sealing lip is correspondingly flexible, so that it is pressed for example by the pressure in the second pressure chamber on all sides against the sealing seat.

Der Dichtungskörper ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, um die notwendige Flexibilität einerseits und eine ausreichende Druckbeständigkeit gegenüber dem Druck im zweiten Druckraum andererseits zu erreichen. Dabei ist der Dichtungskörper mit der Düsenhohlnadel fest verbunden, vorzugsweise verschweißt, damit auch zwischen dem Dichtungskörper und der Düsenhohlnadel eine sichere Abdichtung erreicht wird. The sealing body is preferably made of metal in order to achieve the necessary flexibility on the one hand and a sufficient pressure resistance to the pressure in the second pressure chamber on the other. In this case, the sealing body with the hollow nozzle needle is firmly connected, preferably welded, so that a secure seal is achieved between the seal body and the hollow needle nozzle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einspritzöffnung in der Düsenhohlnadel ausgebildet, wobei natürlich auch mehrere Einspritzöffnungen vorgesehen sein können. Die Ausbildung der Einspritzöffnungen in der Düsenhohlnadel ist einfacher zu realisieren als in einem komplexen Düsenkörper, da die Zugänglichkeit für Werkzeuge verbessert ist. In a further advantageous embodiment, the injection opening is formed in the hollow nozzle needle, wherein, of course, a plurality of injection openings may be provided. The formation of the injection openings in the hollow needle nozzle is easier to implement than in a complex nozzle body, since the accessibility for tools is improved.

Besonders vorteilhaft ist das oben geschilderte Einspritzventil dann, wenn der erste Brennstoff gasförmig und der zweite Brennstoff flüssig ist. Particularly advantageous is the above-described injection valve when the first fuel is gaseous and the second fuel is liquid.

Zeichnung drawing

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Einspritzventil schematisch im Längsschnitt dargestellt. In the drawing, an injection valve according to the invention is shown schematically in longitudinal section.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Einspritzventil im Längsschnitt schematisch dargestellt. Das Einspritzventil weist einen Düsenkörper 1 auf, in dem ein erster Druckraum 2 ausgebildet ist, in dem eine Düsenhohlnadel 4 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsenhohlnadel 4 wirkt mit einem äußeren Düsensitz 6 zum Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Eindüsöffnungen 7 zusammen, die ebenfalls im Düsenkörper 1 ausgebildet sind und die in diesem Ausführungsbeispiel schräg nach unten gerichtet sind. Der erste Druckraum 2 ist über eine erste Zulaufbohrung 37 mit einer Gasleitung 42 verbunden, die ihrerseits in einen Gastank 39 mündet, so dass der erste Druckraum 2 mit einem ersten Brennstoff in Form eines brennbaren Gases befüllt werden kann. Die Düsenhohlnadel 4 wird in einer Führungsbohrung 8 innerhalb des Düsenkörpers 1 dichtend geführt, wobei zwischen der Wand der Führungsbohrung 8 und der Düsenhohlnadel 4 ein Drosselspalt 9 verbleibt, der ausreichend groß dimensioniert ist, um die Längsbeweglichkeit der Düsenhohlnadel 4 zu gewährleisten. Der Drosselspalt 9 mündet in einen zweiten Druckraum 15, der ebenfalls im Düsenkörper 2 ausgebildet ist und der die Düsenhohlnadel 4 an ihrem Umfang umgibt. In 1 an injection valve according to the invention is shown schematically in longitudinal section. The injection valve has a nozzle body 1 on, in which a first pressure room 2 is formed, in which a hollow nozzle needle 4 is arranged longitudinally displaceable. The hollow nozzle needle 4 acts with an outer nozzle seat 6 for opening and closing one or more injection openings 7 Together, also in the nozzle body 1 are formed and which are directed obliquely downwards in this embodiment. The first pressure room 2 is over a first inlet hole 37 with a gas pipe 42 connected in turn to a gas tank 39 opens, leaving the first pressure chamber 2 can be filled with a first fuel in the form of a combustible gas. The hollow nozzle needle 4 is in a pilot hole 8th inside the nozzle body 1 sealingly guided, being between the wall of the guide bore 8th and the hollow nozzle needle 4 a throttle gap 9 remains, which is sufficiently large, to the longitudinal movement of the nozzle hollow needle 4 to ensure. The throttle gap 9 opens into a second pressure chamber 15 also in the nozzle body 2 is formed and the hollow nozzle needle 4 surrounds at its periphery.

Im Inneren der Düsenhohlnadel 4 ist eine Längsbohrung 5 ausgebildet, in der eine Düsennadel 10 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Düsennadel 10 wird in einem Führungsabschnitt 13 innerhalb der Längsbohrung 5 geführt und wirkt mit ihrem den Eindüsöffnungen 7 zugewandten Ende mit einem inneren Düsensitz 11 zusammen und öffnet und schließt durch ihre Längsbewegung so eine oder mehrere Einspritzöffnungen 12, die in der Düsenhohlnadel 4 ausgebildet sind. Zwischen der Düsennadel 10 und der Düsenhohlnadel 4 verbleibt ein Zwischenraum 14, der wie weiter unten noch geschildert, mit einem zweiten Brennraum gefüllt ist. Der Führungsabschnitt 13 ist so ausgestaltet, dass eine Strömung des zweiten Brennstoffs innerhalb des Zwischenraums 14 in Richtung der Einspritzöffnungen 12 möglich ist, ohne dass es zu einer nennenswerten Drosselung im Bereich des Führungsabschnitts 13 kommt. Die Düsennadel 10 ist darüber hinaus in einem zweiten Führungsabschnitt 113 innerhalb der Düsenhohlnadel 4 geführt, der sich an dem den Einspritzöffnungen 12 abgewandten Ende der Düsennadel 10 befindet. Inside the hollow nozzle needle 4 is a longitudinal bore 5 formed, in which a nozzle needle 10 is arranged longitudinally displaceable. The nozzle needle 10 is in a leadership section 13 within the longitudinal bore 5 guided and acts with their the Eindüsöffnungen 7 facing end with an inner nozzle seat 11 together and opens and closes by their longitudinal movement so one or more injection ports 12 in the hollow needle 4 are formed. Between the nozzle needle 10 and the hollow nozzle needle 4 there remains a gap 14 which, as described below, is filled with a second combustion chamber. The guide section 13 is configured such that a flow of the second fuel within the gap 14 in the direction of the injection openings 12 is possible without causing any appreciable throttling in the area of the guide section 13 comes. The nozzle needle 10 is also in a second guide section 113 inside the hollow nozzle needle 4 led, located at the injection ports 12 opposite end of the nozzle needle 10 located.

Zur Längsbewegung der Düsenhohlnadel 4 geht diese an ihrem den Eindüsöffnungen 7 abgewandten Ende in einen Magnetanker 18 über. Der Magnetanker 18 liegt einem Elektromagneten 19 gegenüber, der bei Bestromung eine anziehende Kraft auf den Magnetanker 18 ausübt und diesen von den Eindüsöffnungen 7 wegzieht. Dadurch bewegt sich die Düsenhohlnadel 4 vom äußeren Düsensitz 6 weg und gibt einen Strömungsquerschnitt aus dem ersten Druckraum 2 in Richtung der Eindüsöffnungen 7 frei. Ein Dichtabschnitt 16, der sich unterhalb der Eindüsöffnungen 7 befindet, ist so ausgestaltet, dass nur ein sehr enger Spalt an dieser Stelle zwischen der Düsenhohlnadel 4 und dem Düsenkörper 1 verbleibt, so dass der Brennstoff aus dem ersten Druckraum 2 ausschließlich oder praktisch ausschließlich über die Eindüsöffnungen 7 austritt. For longitudinal movement of the hollow nozzle needle 4 Does this at her the injection openings 7 opposite end in a magnet armature 18 above. The magnet armature 18 lies an electromagnet 19 opposite, which when energized an attractive force on the armature 18 and this from the Eindüsöffnungen 7 pulls away. As a result, the nozzle hollow needle moves 4 from the outer nozzle seat 6 away and gives a flow cross section from the first pressure chamber 2 in the direction of the injection openings 7 free. A sealing section 16 that is below the injection openings 7 is located, so that only a very narrow gap at this point between the hollow needle jet 4 and the nozzle body 1 remains so that the fuel from the first pressure chamber 2 exclusively or practically exclusively via the injection openings 7 exit.

Die Steuerung der Längsbewegung der Düsennadel 10 erfolgt servo-hydraulisch, wie es im Bereich der Kraftstoffeinspritztechnik seit langer Zeit bekannt ist. Dazu ist die Düsennadel 10 mit ihrem den Einspritzöffnungen 12 abgewandten Ende in einem Ventilkörper 22 geführt, so dass durch den Ventilkörper 22 und das den Einspritzöffnungen 12 abgewandte Ende der Düsennadel 10 ein Steuerraum 23 begrenzt wird, in dem ein wechselnder Kraftstoffdruck einstellbar ist. Der Steuerraum 23 ist über eine Zulaufdrossel 24 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar, wobei dieser Kraftstoff in dem hier gezeigten Einspritzventil der zweite Brennstoff ist, der vorzugsweise flüssig ist. Dieser Brennstoff wird aus einem Tank 30 und über eine Hochdruckpumpe 31 zur Verfügung gestellt, die den zweiten Brennstoff verdichtet und über eine Hochdruckleitung 27 zur Zulaufdrossel 24 fördert, durch die der zweite Brennstoff in den Steuerraum 23 gelangt. Der Brennstoffdruck im Steuerraum 23 erzeugt eine Schließkraft auf die Düsennadel 10 in Richtung des inneren Düsensitzes 11, so dass die Düsennadel 10 in Anlage an Düsensitz 11 gehalten wird, solange der Brennstoffdruck im Steuerraum 23 groß genug ist. Soll die Düsennadel 10 bewegt werden, so wird der Kraftstoffdruck im Steuerraum 23 vermindert, indem ein Steuerventil 26 geöffnet wird, das über eine Ablaufdrossel 25 eine Verbindung zum Kraftstofftank über eine Ablaufleitung 28 öffnet. Dadurch sinkt der Druck im Steuerraum 23 und die Düsennadel 10 wird durch den Kraftstoffdruck im Zwischenraum 14 in Längsrichtung weg vom inneren Düsensitz 11 bewegt. Wird das Steuerventil 26 wieder geschlossen, so baut sich der hohe Brennstoffdruck im Steuerraum 23 erneut auf und drückt die Düsennadel 10 zurück in ihre Schließstellung. The control of the longitudinal movement of the nozzle needle 10 is servo-hydraulic, as it has been known in the field of fuel injection technology for a long time. This is the nozzle needle 10 with her injection ports 12 opposite end in a valve body 22 guided, so through the valve body 22 and the injection ports 12 opposite end of the nozzle needle 10 a control room 23 is limited, in which an alternating fuel pressure is adjustable. The control room 23 is via an inlet throttle 24 can be filled with fuel under high pressure, wherein this fuel in the injection valve shown here is the second fuel, which is preferably liquid. This fuel is from a tank 30 and a high pressure pump 31 provided that compresses the second fuel and over a high pressure line 27 to the inlet throttle 24 promotes through which the second fuel into the control room 23 arrives. The fuel pressure in the control room 23 creates a closing force on the nozzle needle 10 in the direction of the inner nozzle seat 11 , so the nozzle needle 10 in contact with nozzle seat 11 is held as long as the fuel pressure in the control room 23 is big enough. Should the nozzle needle 10 be moved, so the fuel pressure in the control room 23 diminished by a control valve 26 is opened, which has an outlet throttle 25 a connection to the fuel tank via a drain line 28 opens. This reduces the pressure in the control room 23 and the nozzle needle 10 is due to the fuel pressure in the space 14 longitudinally away from the inner nozzle seat 11 emotional. Will the control valve 26 closed again, the high fuel pressure builds up in the control room 23 open again and press the nozzle needle 10 back to its closed position.

Zur Zuführung des zweiten Brennstoffs in den Zwischenraum 14 dient eine Hochdruckbohrung 34 innerhalb des Düsenkörpers 1, die mit der Hochdruckleitung 27 verbunden ist und die in den zweiten Druckraum 15 mündet. Darüber hinaus mündet eine Abzweigung der Hochdruckbohrung 34 in einen Ringraum 35, der die Düsenhohlnadel 4 an ihrem Umfang umgibt. Vom Ringraum 35 geht eine Querbohrung 36 in den Zwischenraum 14, so dass der Zwischenraum 14 stets mit Kraftstoff unter hohem Druck geflutet ist, der über die Einspritzöffnungen 12 letztlich in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. For feeding the second fuel into the gap 14 serves a high pressure bore 34 inside the nozzle body 1 connected to the high pressure line 27 is connected and in the second pressure chamber 15 empties. In addition, a branch of the high-pressure bore opens 34 in an annulus 35 , the hollow needle 4 surrounds at its periphery. From the annulus 35 go a cross hole 36 in the gap 14 so that the gap 14 always flooded with fuel under high pressure, which is above the injection ports 12 can ultimately be injected into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Ohne weitere Maßnahmen würde der Drosselspalt 9 den ersten Druckraum 2 und dem zweiten Druckraum 15 verbinden. Da der zweite, flüssige Brennstoff im zweiten Druckraum 15 zumeist unter einem höheren Druck anliegt als der gasförmige, erste Brennstoff im ersten Druckraum 2, käme es zu einer stetigen, wenn auch geringen Strömung des zweiten Brennstoffs über den Drosselspalt 9 vom ersten Druckraum 15 in den ersten Druckraum 2. Um dies zu verhindern, ist im zweiten Druckraum 15 ein Dichtungselement 40 vorgesehen, das hier als umlaufende Dichtlippe ausgebildete ist und das die Düsenhohlnadel 4 an ihrem Umfang umgibt. Zur Abdichtung zwischen dem Dichtelement 40 und der Düsenhohlnadel 4 ist eine stoffdichte Verbindung vorgesehen, beispielsweise eine Schweißnaht 41. Dazu ist der Dichtungskörper 40 vorzugsweise aus Metall ausgebildet. Der Dichtungskörper 40 weist an seinem äußeren Rand eine Dichtkante 43 auf, die auf einem konischen Dichtsitz 44, der innerhalb des zweiten Druckraums 15 ausgebildet ist, anliegt. Dabei ist die Dichtlippe 40 flexibel gestaltet und so angeordnet, dass sie durch ihre Einbaulage elastische vorgespannt und dadurch mit einer Kraft gegen den Dichtsitz 44 gedrückt wird. Zur besseren Abdichtung dient auch der Effekt, dass im zweiten Druckraum 15 stets ein hoher Brennstoffdruck anliegt. Dieser Brennstoffdruck drückt auf den Dichtungskörper 40 und damit die Dichtkante 43 gegen den Dichtsitz 44, was die Abdichtung weiter verbessert, so dass eine Vermischung der beiden Brennstoffe im ersten Druckraum 2 und im zweiten Brennraum 15 wirkungsvoll vermieden wird. Without further action, the throttle gap 9 the first pressure room 2 and the second pressure chamber 15 connect. Because the second, liquid fuel in the second pressure chamber 15 usually present under a higher pressure than the gaseous, first fuel in the first pressure chamber 2 , there would be a steady, albeit small flow of the second fuel through the throttle gap 9 from the first pressure room 15 in the first pressure room 2 , To prevent this, is in the second pressure chamber 15 a sealing element 40 provided, which is designed here as a circumferential sealing lip and the nozzle hollow needle 4 surrounds at its periphery. For sealing between the sealing element 40 and the hollow nozzle needle 4 a fabric-tight connection is provided, for example a weld 41 , This is the seal body 40 preferably formed of metal. The seal body 40 has at its outer edge a sealing edge 43 on top of a conical seal seat 44 that is within the second pressure space 15 is formed, is applied. Here is the sealing lip 40 designed flexibly and arranged so that they are biased by their mounting position elastic and thus with a force against the sealing seat 44 is pressed. For better sealing also serves the effect that in the second pressure chamber 15 always a high fuel pressure is applied. This fuel pressure presses on the seal body 40 and thus the sealing edge 43 against the seal seat 44 , which further improves the seal, allowing a mixture of the two fuels in the first pressure chamber 2 and in the second combustion chamber 15 effectively avoided.

Die Steuerung der Düsenhohlnadel 4 und der Düsennadel 10 kann auch in anderer Weise geschehen als hier dargestellt. So kann auch die Düsenhohlnadel 4 servo-hydraulisch angesteuert werden, d.h. durch den wechselnden Druck in einem Steuerraum in ihrer Längsrichtung bewegt werden, so wie im hier gezeigten Ausführungsbeispiel die innere Düsennadel 10. Auch ist es umgekehrt möglich, die innere Düsennadel 10 beispielsweise direkt durch einen Magneten zu bewegen. The control of the hollow nozzle needle 4 and the nozzle needle 10 can also be done in a different way than shown here. So can the hollow nozzle needle 4 Servo-hydraulically controlled, that are moved by the changing pressure in a control chamber in its longitudinal direction, as in the embodiment shown here, the inner nozzle needle 10 , The reverse is also possible, the inner nozzle needle 10 for example, to move directly through a magnet.

Zwischen der Düsennadel 10 und der Düsenhohlnadel 4 ist ein weiterer Drosselspalt im Bereich der zweiten Führung 113 ausgebildet. Auch über diese zweite Führung 113 fließt Kraftstoff aus dem Zwischenraum 14 in einen Niederdruckraum 17, der in der Figur mit einer gestrichelten Umrandungslinie angedeutet ist. Der Niederdruckraum 17 wird stets auf einem niedrigen Druck gehalten, indem er über eine Niederdruckleitung mit dem Tank 30 verbunden ist, so dass der über den weiteren Führungsabschnitt 113 austretende zweite Brennstoff zurück in den Tank 30 abgeführt wird. Between the nozzle needle 10 and the hollow nozzle needle 4 is another throttle gap in the second guide 113 educated. Also about this second guide 113 fuel flows out of the gap 14 in a low-pressure room 17 , which is indicated in the figure with a dashed outline. The low pressure room 17 is always kept at a low pressure by connecting it via a low pressure line to the tank 30 is connected, so that the over the further guide section 113 escaping second fuel back into the tank 30 is dissipated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014225167 A1 [0002] DE 102014225167 A1 [0002]

Claims (9)

Einspritzventil zur Zumessung von zwei Brennstoffen mit einem Düsenkörper (1), in dem eine Düsenhohlnadel (4) längsverschiebbar angeordnet ist, die mit einem äußeren Düsensitz (6) zum Öffnen und Schließen einer Eindüsöffnung (7) für einen ersten Brennstoff zusammenwirkt, und mit einer Düsennadel (10), die längsverschiebbar in der Düsenhohlnadel (4) angeordnet ist und die mit einem in der Düsenhohlnadel (4) ausgebildeten inneren Düsensitz (11) zum Öffnen und Schließen einer Einspritzöffnung (12) zusammenwirkt, wobei die Düsenhohlnadel (4) im Düsenkörper (1) unter Ausbildung eines Drosselspalts (9) geführt ist, und mit einem ersten, die Düsenhohlnadel (4) umgebenden Druckraum (2), der mit einem ersten Brennstoff befüllbar ist, und mit einem zweiten Druckraum (15), der mit einem zweiten Brennstoff befüllbar ist und in den die Düsenhohlnadel (4) mit einem dem äußeren Düsensitz (6) abgewandten Endbereich ragt, dadurch gekennzeichnet, dass an der Düsenhohlnadel (4) ein umlaufender Dichtungskörper (40) ausgebildet ist, der mit einem Dichtsitz (44) zusammenwirkt und dadurch den zweiten Druckraum (15) in Richtung des Drosselspalts (9) abdichtet.Injection valve for metering two fuels with a nozzle body ( 1 ), in which a hollow needle ( 4 ) is longitudinally displaceable, which with an outer nozzle seat ( 6 ) for opening and closing an injection opening ( 7 ) cooperates for a first fuel, and with a nozzle needle ( 10 ), which are longitudinally displaceable in the hollow needle needle ( 4 ) is arranged and with a hollow needle in the hollow needle ( 4 ) formed inner nozzle seat ( 11 ) for opening and closing an injection opening ( 12 ) cooperates, wherein the hollow nozzle needle ( 4 ) in the nozzle body ( 1 ) forming a throttle gap ( 9 ), and with a first, the hollow needle needle ( 4 ) surrounding pressure space ( 2 ), which can be filled with a first fuel, and with a second pressure chamber ( 15 ), which can be filled with a second fuel and in which the hollow needle needle ( 4 ) with an outer nozzle seat ( 6 ) facing away from end region, characterized in that at the hollow nozzle needle ( 4 ) a circumferential sealing body ( 40 ) formed with a sealing seat ( 44 ) and thereby the second pressure chamber ( 15 ) in the direction of the throttle gap ( 9 ) seals. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (40) vom Druck im zweiten Druckraum (15) in Richtung des Dichtsitzes (44) beaufschlagt ist.Injection valve according to claim 1, characterized in that the sealing body ( 40 ) from the pressure in the second pressure chamber ( 15 ) in the direction of the sealing seat ( 44 ) is acted upon. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (40) als an der Düsenhohlnadel (4) befestigte Dichtlippe ausgebildet ist, die federnd ausgebildet ist.Injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing body ( 40 ) than at the hollow nozzle needle ( 4 ) Fixed sealing lip is formed, which is resilient. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (40) einen äußeren, als Dichtkante (43) ausgebildeten Rand aufweist, mit die Dichtlippe (40) mit dem Dichtsitz (44) dichtend zusammenwirkt. Injection valve according to claim 3, characterized in that the sealing lip ( 40 ) an outer, as a sealing edge ( 43 ) formed edge, with the sealing lip ( 40 ) with the sealing seat ( 44 ) cooperates sealingly. Einspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (40) mechanisch so vorgespannt ist, dass die Dichtkante (43) gegen den Dichtsitz (44) gedrückt wird.Injection valve according to claim 4, characterized in that the sealing lip ( 40 ) is mechanically biased so that the sealing edge ( 43 ) against the sealing seat ( 44 ) is pressed. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (40) aus Metall gefertigt ist.Injection valve according to claim 1 or 3, characterized in that the sealing body ( 40 ) is made of metal. Einspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper (40) mit der Düsenhohlnadel (4) fest verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.Injection valve according to claim 6, characterized in that the sealing body ( 40 ) with the nozzle hollow needle ( 4 ) is firmly connected, preferably welded, is. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzöffnung (12) in der Düsenhohlnadel (4) ausgebildet ist.Injection valve according to claim 1, characterized in that the injection opening ( 12 ) in the hollow nozzle needle ( 4 ) is trained. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Brennstoff gasförmig und der zweite Brennstoff flüssig ist.Injection valve according to claim 1, characterized in that the first fuel is gaseous and the second fuel is liquid.
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