DE102017212459A1

DE102017212459A1 - Injector for injection of liquid and gaseous fuel

Info

Publication number: DE102017212459A1
Application number: DE102017212459.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kuegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2019-01-24
Also published as: CN109281788B; CN109281788A

Abstract

Injektor (1) zur Einspritzung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff mit einem Düsenkörper (2), in dem ein mit flüssigem Kraftstoff befüllbarer Druckraum (5) ausgebildet ist mit einer darin längsverschiebbaren Düsennadel (4), wobei die Düsennadel (4) als Hohlnadel ausgeführt ist und eine in ihrer Längsrichtung mittig verlaufende Längsbohrung (7) aufweist. In die Längsbohrung (7) kann ein gasförmiger Kraftstoff eingeleitet werden, wobei am brennraumseitigen Ende der Düsennadel (4) ein innerer Düsensitz (17) ausgebildet ist, mit dem die Düsennadel (4) mit einem inneren Ventilsitz (16) zum Öffnen und Schließen der Längsbohrung (7) zusammenwirkt. Am brennraumseitigen Ende der Düsennadel (4) ist ein Schieberabschnitt (10) ausgebildet, mit dem die Düsennadel (4) in einem zylindrischen Abschnitt (12) des Druckraums (5) geführt ist und dabei einen Schiebersitz zum Öffnen und Schließen von Eindüsöffnungen (14) bildet, die im Bereich des zylindrischen Abschnitts (12) im Düsenkörper (2) ausgebildet sind.Injector (1) for injection of liquid and gaseous fuel with a nozzle body (2) in which a liquid fuel-filled pressure chamber (5) is formed with a longitudinally displaceable nozzle needle (4), wherein the nozzle needle (4) is designed as a hollow needle and a longitudinally extending in its longitudinal direction longitudinal bore (7). In the longitudinal bore (7), a gaseous fuel can be introduced, wherein at the combustion chamber end of the nozzle needle (4) an inner nozzle seat (17) is formed with which the nozzle needle (4) with an inner valve seat (16) for opening and closing the Longitudinal bore (7) cooperates. At the combustion chamber end of the nozzle needle (4) a slide portion (10) is formed, with which the nozzle needle (4) in a cylindrical portion (12) of the pressure chamber (5) is guided while a slide seat for opening and closing of injection openings (14). forms, which are formed in the region of the cylindrical portion (12) in the nozzle body (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Injektor, wie er zur Einspritzung von flüssigem und gasförmigen Kraftstoff Verwendung findet, vorzugsweise um diese Kraftstoffe direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einzubringen.The invention relates to an injector, as it is used for the injection of liquid and gaseous fuel, preferably to introduce these fuels directly into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Injektoren und Einspritzsysteme zur Einbringung von gasförmigem und flüssigem Kraftstoff bekannt. So ist aus der DE 10 2015 208 099 A1 ein Zweistoffinjektor bekannt, der sowohl gasförmigen als auch flüssigen Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einbringen kann. Dazu weist dieser Injektor eine äußere Düsennadel und eine innere Düsennadel auf, wobei die äußere Düsennadel mit einem äußeren Düsensitz und die innere Düsennadel mit einem inneren, in der äußeren Düsennadel ausgebildeten Düsensitz zusammenwirkt. Der äußere Düsensitz öffnet und schließt einen Strömungsquerschnitt und ermöglicht dadurch, gasförmigen Kraftstoff durch entsprechende Eindüsöffnungen zu dosieren. Die Dosierung des flüssigen Kraftstoffs geschieht durch eine davon unabhängige Bewegung der inneren Düsennadel innerhalb der äußeren Düsennadel, durch welche Bewegung weitere Einspritzöffnungen für den flüssigen Kraftstoff freigegeben werden.Injectors and injection systems for introducing gaseous and liquid fuel are known from the prior art. So is out of the DE 10 2015 208 099 A1 a Zweistoffinjektor known which can introduce both gaseous and liquid fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine. For this purpose, this injector has an outer nozzle needle and an inner nozzle needle, wherein the outer nozzle needle cooperates with an outer nozzle seat and the inner nozzle needle with an inner, formed in the outer nozzle needle nozzle seat. The outer nozzle seat opens and closes a flow cross-section and thereby enables metering of gaseous fuel through corresponding injection openings. The metering of the liquid fuel is effected by an independent movement of the inner nozzle needle within the outer nozzle needle, by which movement further injection openings for the liquid fuel are released.

Zur Steuerung der Bewegung der beiden Düsennadeln wird jeweils der Druck in einem inneren bzw. äußeren Steuerraum verwendet, der den einzelnen Düsennadeln zugeordnet ist. Dazu sind die beiden Steuerräume mit flüssigem Kraftstoff befüllbar, der dem Zweistoffinjektor unter hohem Druck zugeführt wird. Der Kraftstoffdruck in den Steuerräumen bewirkt eine hydraulische Schließkraft auf die innere bzw. die äußere Düsennadel und drückt diese in den jeweiligen Dichtsitz. To control the movement of the two nozzle needles, the pressure in an inner or outer control chamber is used, which is assigned to the individual nozzle needles. For this purpose, the two control chambers can be filled with liquid fuel, which is supplied to the two-fluid injector under high pressure. The fuel pressure in the control chambers causes a hydraulic closing force on the inner and the outer nozzle needle and pushes them into the respective sealing seat.

Soll die innere bzw. äußere Düsennadel bewegt werden, so wird ein erstes bzw. ein zweites Steuerventil aufgesteuert, das eine Verbindung des jeweiligen Steuerraums mit einem Niederdruckbereich öffnet. Dadurch sinkt der Druck im jeweiligen Steuerraum, und die äußere bzw. die innere Düsennadel bewegen sich in Längsrichtung und geben die Gaseindüsöffnungen bzw. die Einspritzöffnungen für den flüssigen Kraftstoff frei.If the inner or outer nozzle needle to be moved, so a first or a second control valve is opened, which opens a connection of the respective control chamber with a low pressure region. As a result, the pressure in the respective control chamber decreases, and the outer and the inner nozzle needle move in the longitudinal direction and release the gas injection openings or openings for the liquid fuel.

Zur Steuerung der Düsennadelbewegung sind bei diesem Zweistoffinjektor zwei verschiedene Steuerventile notwendig, die unabhängig voneinander schaltbar sind. Ein solcher Injektor ist entsprechend aufwendig und relativ kostenintensiv in der Fertigung. Auch die Anordnung von zwei Düsennadeln ineinander erfordert einen hohen Fertigungsaufwand mit entsprechend hohen Kosten.To control the nozzle needle movement two different control valves are necessary in this Zweistoffinjektor, which are independently switchable. Such an injector is correspondingly expensive and relatively expensive to manufacture. The arrangement of two nozzle needles into each other requires a high production cost with correspondingly high costs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Injektor zum Einspritzen von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff weist demgegenüber den Vorteil auf, dass nur eine Düsennadel benötigt wird, die mit einem einzigen Steuerventil steuerbar ist. Dazu weist der Injektor einen Düsenkörper auf, in dem ein Hohlraum mit einer darin längsverschiebbaren Düsennadel ausgebildet ist, wobei die Düsennadel als Hohlnadel ausgeführt ist und eine in ihrer Längsrichtung mittig verlaufende Längsbohrung aufweist. In die Längsbohrung kann ein gasförmiger Kraftstoff eingeleitet werden, wobei am brennraumseitigen Ende der Düsennadel ein innerer Düsensitz ausgebildet ist, mit dem die Düsennadel mit einem inneren Ventilsitz zum Öffnen und Schließen der Längsbohrung zusammenwirkt. Am brennraumseitigen Ende der Düsennadel ist weiterhin ein Schieberabschnitt ausgebildet, mit dem die Düsennadel in einem zylindrischen Abschnitt des Druckraums geführt ist und dabei einen Schiebersitz zum Öffnen und Schließen von Eindüsöffnungen bildet, wobei die Eindüsöffnungen im Bereich des zylindrischen Abschnitts im Düsenkörper ausgebildet sind.The injector according to the invention for injecting liquid and gaseous fuel, in contrast, has the advantage that only one nozzle needle is needed, which is controllable with a single control valve. For this purpose, the injector has a nozzle body, in which a cavity is formed with a longitudinally displaceable nozzle needle, wherein the nozzle needle is designed as a hollow needle and has a longitudinally extending in its longitudinal direction longitudinal bore. In the longitudinal bore, a gaseous fuel can be introduced, wherein at the combustion chamber end of the nozzle needle, an inner nozzle seat is formed, with which the nozzle needle cooperates with an inner valve seat for opening and closing the longitudinal bore. At the combustion chamber end of the nozzle needle, a slide portion is further formed, with which the nozzle needle is guided in a cylindrical portion of the pressure chamber and thereby forms a slide seat for opening and closing of injection openings, wherein the injection openings are formed in the nozzle body in the region of the cylindrical portion.

Durch die Ausbildung eines äußeren Düsensitzes an der Düsennadel und eines Schiebersitzes, das Eindüsöffnungen für den gasförmigen Kraftstoff verschließt, lassen sich mit nur einer Düsennadel sowohl die Einspritzöffnung für den flüssigen Kraftstoff als auch die Eindüsöffnung für den gasförmigen Kraftstoff steuern. By forming an outer nozzle seat on the nozzle needle and a slide seat which closes the injection openings for the gaseous fuel, both the injection opening for the liquid fuel and the injection opening for the gaseous fuel can be controlled with only one nozzle needle.

Damit werden - abhängig vom Hub - entweder nur die Einspritzöffnungen oder die Einspritzöffnungen und die Eindüsöffnungen aufgesteuert, so dass eine Einbringung von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff ermöglicht wird.Thus, depending on the stroke, either only the injection openings or the injection openings and the injection openings are opened, so that an introduction of liquid and gaseous fuel is made possible.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist an der Düsennadel zusätzlich ein äußerer Düsensitz ausgebildet, der mit einem äußeren Ventilsitz zur Abdichtung des Druckraums gegenüber den Einspritzöffnungen zusammenwirkt. Damit ist eine sichere Abdichtung des flüssigen Kraftstoffs gegenüber den Einspritzöffnungen gewährleistet, was insbesondere in den Einspritzpausen eine Leckage in den Brennraum verhindert.In a first advantageous embodiment, an outer nozzle seat is additionally formed on the nozzle needle, which cooperates with an outer valve seat for sealing the pressure chamber with respect to the injection openings. For a secure sealing of the liquid fuel is ensured with respect to the injection openings, which prevents leakage into the combustion chamber, especially in the injection breaks.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Eindüsöffnungen erst nach einem Teilhub der Düsennadel weg vom inneren Ventilsitz freigegeben. Dadurch lässt sich nacheinander erst der flüssige Kraftstoff einspritzen und dann mit einem zeitlichen Abstand und - bedingt durch die weitere Längsbewegung der Düsennadel - auch die Eindüsöffnungen für den gasförmigen Kraftstoff. Somit lässt sich eine Voreinspritzung mit flüssigem Kraftstoff realisieren, der für die Zündung des gasförmigen Kraftstoffs sorgt.In a further advantageous embodiment, the injection openings are released only after a partial stroke of the nozzle needle away from the inner valve seat. As a result, only the liquid fuel can be injected one after the other and then with a time interval and, due to the further longitudinal movement of the nozzle needle, the injection openings for the gaseous fuel. This allows a pre-injection with liquid fuel realize that provides for the ignition of the gaseous fuel.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der äußere Düsensitz als umlaufende Schulter an der Außenseite der Düsennadel ausgebildet, der mit einem äußeren Ventilsitz zur Abdichtung des Druckraums zusammenwirkt. Diese Konstruktion ermöglicht in einfacher Weise den Druckraum, in dem der flüssige Kraftstoff unter hohem Druck anliegt, gegenüber den Eindüsöffnungen abzudichten und durch eine Längsbewegung der Düsennadel freizugeben. Dabei sind die Einspritzöffnungen vorzugsweise zwischen dem äußeren Ventilsitz und dem zylindrischen Abschnitt im Düsenkörper ausgebildet, durch die bei geöffnetem äußeren Ventilsitz flüssiger Kraftstoff aus dem Druckraum austreten kann.In a further advantageous embodiment of the outer nozzle seat is formed as a circumferential shoulder on the outside of the nozzle needle, which cooperates with an outer valve seat for sealing the pressure chamber. This construction allows in a simple manner the pressure chamber in which the liquid fuel is applied under high pressure to seal against the injection openings and release by a longitudinal movement of the nozzle needle. In this case, the injection openings are preferably formed between the outer valve seat and the cylindrical section in the nozzle body, through which liquid fuel can escape from the pressure chamber when the outer valve seat is open.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der äußere Ventilsitz geschlossen, wenn die Düsennadel auf dem inneren Ventilsitz aufsitzt und diesen verschließt. Dadurch lassen sich in einer Schließstellung der Düsennadel beide Öffnungen für die Kraftstoffe, d.h. sowohl die Einspritzöffnungen für den flüssigen Kraftstoff als auch die Eindüsöffnungen für den gasförmigen Kraftstoff, verschließen.In a further advantageous embodiment, the outer valve seat is closed when the nozzle needle is seated on the inner valve seat and closes it. As a result, in a closed position of the nozzle needle both openings for the fuels, i. close both the liquid fuel injection ports and the gaseous fuel injection ports.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Düsennadel an ihrem brennraumseitigen Endbereich mit einem Führungsabschnitt in einem Führungsbereich des Druckraums geführt und weist an diesem Führungsabschnitt wenigstens eine Längsnut auf, durch die Kraftstoff vom Druckraum zum äußeren Ventilsitz fließen kann. Damit kann eine genau mittige Positionierung der Düsennadel bezüglich des äußeren Ventilsitzes erreicht werden, da die Düsennadel in unmittelbarer Nähe des äußeren Ventilsitzes im Druckraum geführt ist.In a further advantageous embodiment, the nozzle needle is guided at its end region on the combustion chamber side with a guide section in a guide region of the pressure chamber and has at least one longitudinal groove on this guide section, through which fuel can flow from the pressure chamber to the outer valve seat. This can be achieved with respect to the outer valve seat exactly centered positioning of the nozzle needle, since the nozzle needle is guided in the immediate vicinity of the outer valve seat in the pressure chamber.

In vorteilhafter Weise ist dabei an dem dem äußeren Ventilsitz zugewandten Ende der Längsnut eine Dichtkante ausgebildet, so dass die wenigstens eine Längsnut verschlossen wird, sobald die Dichtkante durch die Längsbewegung der Düsennadel in den Führungsabschnitt eintaucht. Damit wird ermöglicht, dass die Düsennadel zu Beginn ihrer Öffnungshubbewegung den äußeren Ventilsitz aufsteuert und dadurch eine Verbindung zwischen dem Druckraum und den Einspritzöffnungen öffnet, während im weiteren Verlauf der Öffnungshubbewegung der Düsennadel die Dichtkante in den Führungsabschnitt eintaucht, wodurch die Längsnut verschlossen wird und kein weiterer flüssiger Kraftstoff durch die Einspritzöffnungen austreten kann. Dadurch kann in einfacher Weise eine Piloteinspritzung realisiert werden, bei der während der Öffnungshubbewegung der Düsennadel zuerst eine kleine Menge flüssiger Kraftstoff eingespritzt wird und anschließend eine größere Menge gasförmiger Kraftstoff.In an advantageous manner, a sealing edge is formed at the end of the longitudinal groove facing the outer valve seat, so that the at least one longitudinal groove is closed as soon as the sealing edge dips into the guide section due to the longitudinal movement of the nozzle needle. This makes it possible that the nozzle needle aufsteuert the outer valve seat at the beginning of their opening stroke and thereby opens a connection between the pressure chamber and the injection ports, while in the course of the opening stroke of the nozzle needle, the sealing edge dips into the guide section, whereby the longitudinal groove is closed and no further liquid fuel can escape through the injection openings. As a result, a pilot injection can be realized in a simple manner in which during the opening stroke of the nozzle needle, first a small amount of liquid fuel is injected and then a larger amount of gaseous fuel.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung besteht der innere Ventilsitz aus einem Material, das weicher ist als das der Düsennadel. Dadurch weist der innere Ventilsitz eine gewisse Flexibilität auf, die es ermöglicht, dass die Düsennadel gleichzeitig am äußeren Ventilsitz und am inneren Ventilsitz dichtend aufsitzt.In a further advantageous embodiment, the inner valve seat is made of a material that is softer than that of the nozzle needle. As a result, the inner valve seat has a certain flexibility, which makes it possible for the nozzle needle to simultaneously seat sealingly on the outer valve seat and on the inner valve seat.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der innere Ventilsitz an einem Anschlagkörper ausgebildet, der am brennraumseitigen Ende des Druckraums angeordnet ist. Damit kann der innere Ventilsitz separat angefertigt und an die Erfordernisse angepasst werden, insbesondere kann in einfacher Weise eine Beschichtung aufgebracht werden.In a further advantageous embodiment, the inner valve seat is formed on a stop body, which is arranged at the combustion chamber end of the pressure chamber. Thus, the inner valve seat can be made separately and adapted to the requirements, in particular, a coating can be applied in a simple manner.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Düsennadel mit einem Steuerkolben verbunden, der einen mit flüssigem Kraftstoff befüllbaren Steuerraum begrenzt, wobei durch den hydraulischen Druck im Steuerraum eine Schließkraft in Richtung des inneren Ventilsitzes auf die Düsennadel ausgeübt werden kann. Durch Variation des hydraulischen Drucks innerhalb des Steuerraums kann so in einfacher Weise die hydraulische Schließkraft reduziert werden und damit eine Längsbewegung der Düsennadel eingeleitet werden.In a further advantageous embodiment, the nozzle needle is connected to a control piston which limits a fillable with liquid fuel control chamber, wherein a closing force in the direction of the inner valve seat can be exerted on the nozzle needle by the hydraulic pressure in the control chamber. By varying the hydraulic pressure within the control chamber, the hydraulic closing force can be reduced in a simple manner and thus a longitudinal movement of the nozzle needle can be initiated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Düsennadel zumindest mittelbar von einer Schließfeder in Richtung des inneren Ventilsitzes mit einer Schließkraft beaufschlagt. Dies stellt sicher, dass die Düsennadel insbesondere dann, wenn die entsprechende Einspritzvorrichtung außer Betrieb ist, in ihrer geschlossenen Stellung verharrt. In einer vorteilhaften Weiterbildung wirkt die Schließfeder über einen Kipphebel auf die Düsennadel, was es ermöglicht, dass das Steuerventil oder andere Bauteile kollinear mit der Düsennadel innerhalb des Injektors angeordnet sind, da über den Kipphebel entsprechender Bauraum zur Verfügung steht.In a further advantageous embodiment, the nozzle needle is at least indirectly acted upon by a closing spring in the direction of the inner valve seat with a closing force. This ensures that the nozzle needle, in particular, when the corresponding injection device is out of operation, remains in its closed position. In an advantageous development, the closing spring acts on the nozzle needle via a rocker arm, which makes it possible for the control valve or other components to be arranged collinear with the nozzle needle inside the injector, since corresponding installation space is available via the rocker arm.

Figurenlistelist of figures

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Injektor schematisch dargestellt. Dazu zeigt die

Figur la einen erfindungsgemäßen Injektor zusammen mit den wesentlichen Anbaukomponenten in schematischer Darstellung,
1b eine Variante des in Figur la gezeigten Injektors,
2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f verschiedene Zustände des Kraftstoffinjektors während eines Einspritzvorgangs,
3 den Verlauf des Ventilhubs, des Nadelhubs und der Einspritzrate während einer Einspritzung,
4 eine Illustration mit Hilfe einer schematischen Darstellung des brennraumseitigen Endes des Injektors zur Eindüsung des gasförmigen Kraftstoffs mit unterschiedlichen Winkeln und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors in einer ähnlichen Darstellung wie Figur la.

In the drawing, an inventive injector is shown schematically. This shows the

FIG. 1 a shows an injector according to the invention together with the essential add-on components in a schematic representation,
1b a variant of the injector shown in Figure la,
2a . 2 B . 2c . 2d . 2e and 2f different states of the fuel injector during an injection event,
3 the course of the valve lift, the needle lift and the injection rate during an injection,
4 an illustration using a schematic representation of the combustion chamber end of the injector for injecting the gaseous fuel at different angles and
5 a further embodiment of an injector according to the invention in a similar representation as Figure la.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In 1a ist ein erfindungsgemäßer Injektor zusammen mit den wesentlichen Anbaukomponenten schematisch dargestellt. Der Injektor 1 zur Einspritzung von flüssigem und gasförmigen Kraftstoff weist einen Düsenkörper 2 auf, in dem ein Druckraum 5 ausgebildet ist. Im Druckraum 5 ist eine Düsennadel 4 längsverschiebbar angeordnet, wobei die Düsennadel 4 als Hohlnadel mit einer Längsbohrung 7 ausgebildet ist, die die Düsennadel 4 bis zu ihrem brennraumseitigen Ende durchsetzt. Die Düsennadel 4 ist innerhalb des Düsenkörpers 2 bzw. des Druckraums 5 in einem Führungsbereich 9 mit einem zylindrischen Führungsabschnitt 8 geführt. Darüber hinaus weist die Düsennadel 4 an ihrem brennraumseitigen Ende einen Schiebeabschnitt 10 auf, der zylindrisch ausgebildet ist und mit dem die Düsennadel 4 in einem zylindrischen Abschnitt 12 des Druckraums 5 geführt ist. Am brennraumseitigen Ende des Druckraums 5 ist ein Anschlagkörper 19 angeordnet, der im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist und an dem ein innerer Ventilsitz 16 ausgebildet ist.In 1a is an inventive injector shown schematically together with the essential components. The injector 1 for the injection of liquid and gaseous fuel has a nozzle body 2 on, in which a pressure room 5 is trained. In the pressure room 5 is a nozzle needle 4 arranged longitudinally displaceable, wherein the nozzle needle 4 as a hollow needle with a longitudinal bore 7 is formed, which the nozzle needle 4 penetrated to its combustion chamber end. The nozzle needle 4 is inside the nozzle body 2 or the pressure chamber 5 in a leadership area 9 with a cylindrical guide section 8th guided. In addition, the nozzle needle points 4 at its combustion chamber end a sliding section 10 on, which is cylindrical and with which the nozzle needle 4 in a cylindrical section 12 of the pressure chamber 5 is guided. At the combustion chamber end of the pressure chamber 5 is a stopper body 19 arranged, which is formed substantially disc-shaped and on which an inner valve seat 16 is trained.

Der Anschlagkörper 19 ist als dünnwandiges Formteil ausgebildet, das durch die Düsennadel 4 elastisch verformbar ist ähnlich einer Tellerfeder. Um den Anschlagkörper 19 in seiner Position am Ende des Druckraums 5 zu fixieren, ist in diesem Bereich des Düsenkörpers 2 eine umlaufende, flache Ringnut 21 vorgesehen, in die der Anschlagkörper 19 bei der Montage einrastet. Dabei ist der Anschlagkörper 19 mit einer Beschichtung 20 versehen, die eine große Härte aufweist, um den Verschleiß im Bereich des Ventilsitzes 16 reduziert. Alternativ kann der Anschlagkörper 19 auch aus einem relativ harten, unnachgiebigen Material gefertigt werden und dann mit einer Beschichtung 20 geringer Härte versehen sein, beispielsweise einem weichen Metall oder auch einem Polymer, um die notwendige Elastizität zu erreichen.The stopper body 19 is designed as a thin-walled molding, which passes through the nozzle needle 4 elastically deformable is similar to a diaphragm spring. To the stop body 19 in his position at the end of the pressure chamber 5 to fix, is in this area of the nozzle body 2 a circumferential, flat annular groove 21 provided in the stop body 19 engages during assembly. Here is the stopper body 19 with a coating 20 provided, which has a high hardness to the wear in the region of the valve seat 16 reduced. Alternatively, the stopper body 19 also be made of a relatively hard, unyielding material and then with a coating 20 be provided with a low hardness, such as a soft metal or a polymer to achieve the necessary elasticity.

Die Düsennadel 4 weist an ihrem dem inneren Ventilsitz 16 zugewandten Ende einen inneren Düsensitz 17 auf, mit dem die Düsennadel 4 in ihrer Schließstellung auf dem Ventilsitz 16 aufliegt, so dass die Längsbohrung 7 an ihrem brennraumseitigen Ende abgedichtet wird. Im Bereich des Schiebeabschnitts 10 sind Eindüsöffnungen 14 im Düsenkörper 2 ausgebildet, die radial nach außen weisen und durch die gasförmiger Kraftstoff aus der Längsbohrung 7 ausströmen kann, wenn die Düsennadel 4 eine entsprechende Längsbewegung weg vom Ventilsitz 16 ausführt. In ihrer Schließstellung, so wie in Figur la dargestellt, wird jedoch die Längsbohrung 7 gegen die Eindüsöffnungen 14 abgedichtet, einerseits durch das Aufsitzen der Düsennadel 4 auf dem inneren Ventilsitz 16 und andererseits durch den Schiebersitz, gebildet durch den Schieberabschnitt 10.The nozzle needle 4 indicates at its the inner valve seat 16 facing end of an inner nozzle seat 17 on, with the nozzle needle 4 in its closed position on the valve seat 16 rests, leaving the longitudinal bore 7 is sealed at its combustion chamber end side. In the area of the sliding section 10 are injection openings 14 in the nozzle body 2 formed facing radially outward and by the gaseous fuel from the longitudinal bore 7 can flow out when the nozzle needle 4 a corresponding longitudinal movement away from the valve seat 16 performs. In its closed position, as shown in Figure la, however, the longitudinal bore 7 against the injection openings 14 sealed, on the one hand by the seating of the nozzle needle 4 on the inner valve seat 16 and on the other hand by the slider seat formed by the slider portion 10 ,

An der Düsennadel 4 ist weiterhin ein als umlaufende Ringschulter 27 ausgebildeter äußerer Düsensitz 23 vorhanden, der in Schließstellung der Düsennadel 4 auf einem konischen, im Druckraum 5 ausgebildeten äußeren Ventilsitz 22 aufliegt. Zwischen dem äußeren Ventilsitz 22 und dem Schieberabschnitt 10 sind Einspritzöffnungen 25 im Düsenkörper 2 ausgebildet, die ebenfalls im Wesentlichen radial nach außen zeigen und durch die flüssiger Kraftstoff ausgespritzt werden kann. Dabei ist die Zahl der Einspritzöffnungen 25 und der Eindüsöffnungen 14 vorzugsweise gleich oder es gibt eine feste Zuordnung der Einspritzöffnungen 25 zu jeweils einer Eindüsöffnung 14, beispielsweise indem zwei Einspritzöffnungen 25 jeweils einer Eindüsöffnung 14 räumlich zugeordnet sind.At the nozzle needle 4 is still a circumferential ring shoulder 27 trained outer nozzle seat 23 present, in the closed position of the nozzle needle 4 on a conical, in the pressure room 5 formed outer valve seat 22 rests. Between the outer valve seat 22 and the slider section 10 are injection openings 25 in the nozzle body 2 formed, which also show substantially radially outward and can be ejected by the liquid fuel. Here is the number of injection ports 25 and the injection openings 14 preferably equal or there is a fixed assignment of the injection openings 25 to each one Eindüsöffnung 14 , for example, by two injection openings 25 each one Eindüsöffnung 14 spatially associated.

Im Bereich des Führungsabschnitts 8 der Düsennadel 4 sind eine oder mehrere Längsnuten 29 ausgebildet, die einen Durchfluss des flüssigen Kraftstoffs innerhalb des Druckraums 5 in Richtung des äußeren Ventilsitzes 23 ermöglichen. Dabei wird das untere Ende der Längsnut 29 durch eine Dichtkante 30 gebildet, die in Schließstellung der Düsennadel 4 vom Führungsbereich 9 des Düsenkörpers 5 beabstandet ist, so dass ein ungehinderter Zufluss von flüssigem Kraftstoff zum äußeren Ventilsitz 23 ermöglicht wird.In the area of the management section 8th the nozzle needle 4 are one or more longitudinal grooves 29 formed, which is a flow of liquid fuel within the pressure chamber 5 in the direction of the outer valve seat 23 enable. In this case, the lower end of the longitudinal groove 29 through a sealing edge 30 formed in the closed position of the nozzle needle 4 from the management area 9 of the nozzle body 5 is spaced, so that an unhindered inflow of liquid fuel to the outer valve seat 23 is possible.

Zur Versorgung des Druckraums 5 mit flüssigem Kraftstoff unter hohem Druck dient ein Hochdruckspeicher 42, in dem flüssiger Kraftstoff unter hohem Druck vorgehalten wird. Dieser ist über eine Hochdruckleitung 43 mit einem Zwischenspeicher 45 verbunden, der innerhalb des Injektors 1 angeordnet sein kann. Zur Befüllung des Druckraums 5 ist der Zwischenspeicher 45 über eine Zulaufleitung 46 mit dem Druckraum 5 verbunden, so dass im Druckraum 5 stets der gleiche hohe Kraftstoffdruck wie im Zwischenspeicher 45 herrscht. Der Druck im Zwischenspeicher bzw. im Hochdruckspeicher 42 beträgt dabei je nach Anwendung und Betriebszustand typischerweise einige 100 bar (10 MPa) bis 2000 bar (200 MPa).To supply the pressure chamber 5 with liquid fuel under high pressure is a high-pressure accumulator 42 , in which liquid fuel is kept under high pressure. This is over a high pressure line 43 with a cache 45 connected inside the injector 1 can be arranged. For filling the pressure chamber 5 is the cache 45 via a supply line 46 with the pressure room 5 connected, so in the pressure room 5 always the same high fuel pressure as in the buffer 45 prevails. The pressure in the buffer or in the high-pressure accumulator 42 Depending on the application and operating condition, this typically amounts to several 100 bar (10 MPa) to 2000 bar (200 MPa).

Zur Versorgung des Injektors 1 mit gasförmigen Kraftstoff ist die Längsbohrung 7 mit einem Gasdruckspeicher 47 verbunden, wobei der Gasdruckspeicher 47 über eine Druckgasleitung 50 mit einem Gaszwischenspeicher 48 verbunden ist und dieser schließlich mit dem Inneren der Düsennadel 4, also der Längsbohrung 7. Hierbei kann der Gaszwischenspeicher 48 auch innerhalb des Injektors 1 ausgebildet sein. Der Gasdruck ist dabei meist niedriger als der Druck des flüssigen Kraftstoffs und beträgt maximal einige 100 bar (10 MPa), vorzugsweise nicht mehr als 500 bar (50 MPa).To supply the injector 1 with gaseous fuel is the longitudinal bore 7 with a gas pressure accumulator 47 connected, wherein the gas pressure accumulator 47 via a compressed gas line 50 with a gas buffer 48 connected and this finally with the interior of the nozzle needle 4 , so the longitudinal bore 7 , Here, the gas buffer 48 also inside the injector 1 be educated. The gas pressure is usually lower than the pressure of the liquid fuel and is at most some 100 bar (10 MPa), preferably not more than 500 bar (50 MPa).

Zur Steuerung der Düsennadel 4 ist diese mit einem Steuerkolben 34 verbunden, der innerhalb des Düsenkörpers 2 geführt ist und der einen Steuerraum 35 begrenzt. Der Steuerraum 35 ist über eine Zulaufdrossel 52 mit dem Zwischenspeicher 45 verbunden, so dass der Steuerraum 35 mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Innerhalb des Steuerraums 35 ist eine Schließfeder 37 angeordnet, die auf den Steuerkolben 34 einwirkt und dadurch die Düsennadel 4 in Richtung des inneren Ventilsitzes 16 bzw. des äußeren Ventilsitzes 22 drückt. Aufgrund der Elastizität des Anschlagkörpers 19 ist dabei sicher gestellt, dass sowohl am äußeren Ventilsitz 22 als auch am inneren Ventilsitz 16 eine gute Abdichtung erreicht wird.For controlling the nozzle needle 4 this is with a control piston 34 connected inside the nozzle body 2 is guided and the one control room 35 limited. The control room 35 is via an inlet throttle 52 with the cache 45 connected, so the control room 35 can be filled with fuel under high pressure. Inside the control room 35 is a closing spring 37 arranged on the control piston 34 acts and thereby the nozzle needle 4 in the direction of the inner valve seat 16 or the outer valve seat 22 suppressed. Due to the elasticity of the stopper body 19 This ensures that both the outer valve seat 22 as well as on the inner valve seat 16 a good seal is achieved.

Zur Veränderung des Drucks innerhalb des Steuerraums 35 ist dieser über eine Ablaufdrossel 54 mit einem Steuerventil 57 verbunden, das eine Verbindung zu einer Rücklaufleitung 59 steuert. Das Steuerventil 57 ist als 2/2-Steuerventil ausgebildet und verbindet entweder die Ablaufdrossel 54 mit dem Rücklauf 59 und damit mit einem niedrigen Kraftstoffdruck oder diese Verbindung wird durch das Steuerventil 57 unterbrochen. Soll der Druck im Steuerraum abgesenkt werden, so wird das Steuerventil 57 in seine Öffnungsstellung gebracht, so dass über die Ablaufdrossel 54 flüssiger Kraftstoff aus dem Steuerraum 35 in den Rücklauf 59 abfließt. Dadurch verringert sich der Druck im Steuerraum 35, und die Düsennadel 4 bewegt sich - angetrieben durch den Kraftstoffdruck im Druckraum 5 - vom inneren Ventilsitz 16 bzw. dem äußeren Ventilsitz 22 weg und gibt nach einem gewissen Hub sowohl die Eindüsöffnungen 14 als auch die Einspritzöffnungen 25 frei. Wird das Steuerventil 57 wieder geschlossen, so stellt sich innerhalb des Steuerraums 35 wieder der hohe Kraftstoffdruck durch Zufluss von Kraftstoff unter hohem Druck über die Zulaufdrossel 52 ein. Die Schließbewegung der Düsennadel 4 wird durch die Kraft der Schließfeder 37 noch unterstützt.To change the pressure within the control room 35 this is about a drain throttle 54 with a control valve 57 connected, which connects to a return line 59 controls. The control valve 57 is designed as a 2/2-control valve and connects either the outlet throttle 54 with the return 59 and therefore with a low fuel pressure or this connection is made by the control valve 57 interrupted. If the pressure in the control room to be lowered, so will the control valve 57 brought into its open position, so that over the outlet throttle 54 liquid fuel from the control room 35 in the return 59 flows. This reduces the pressure in the control room 35 , and the nozzle needle 4 moves - driven by the fuel pressure in the pressure chamber 5 - from the inner valve seat 16 or the outer valve seat 22 away and after a certain stroke both the injection openings 14 as well as the injection openings 25 free. Will the control valve 57 closed again, so it turns inside the control room 35 again the high fuel pressure due to inflow of fuel under high pressure via the inlet throttle 52 one. The closing movement of the nozzle needle 4 is due to the force of the closing spring 37 still supported.

Die Befüllung des Steuerraums 35 kann dahingehend optimiert werden, dass sie nicht nur über die Zulaufdrossel 52, sondern auch über die Ablaufdrossel 54 geschieht. Dazu ist das Steuerventil 57' als 3/2-Steuerventil ausgebildet und über eine Füllleitung 60 zusätzlich mit dem Zwischenspeicher 45 verbunden, wie in 1b dargestellt. In der ersten Schaltstellung, so wie in der 1b dargestellt, ist der Zwischenspeicher 45 über die Füllleitung 60 und das Steuerventil 57' auch mit der Zulaufdrossel 52 verbunden, so dass Kraftstoff unter hohem Druck sowohl über die Zulaufdrossel 52, als auch über die Ablaufdrossel 54 in den Steuerraum 35 einströmt. Damit beschleunigt sich der Druckaufbau im Steuerraum 35 und damit die Schließgeschwindigkeit der Düsennadel 4. In der anderen Schaltstellung des Steuerventils 57' wird der Steuerraum 35, wie schon beim Ausführungsbeispiel nach Figur la, über die Ablaufdrossel 54 mit dem Rücklauf 59 verbunden, so dass der Druck im Steuerraum 35 sinkt.The filling of the control room 35 can be optimized so that it is not just about the inlet throttle 52 , but also about the outlet throttle 54 happens. This is the control valve 57 ' designed as a 3/2 control valve and a filling line 60 in addition to the cache 45 connected, as in 1b shown. In the first switching position, as in the 1b is the cache 45 over the filling line 60 and the control valve 57 ' also with the inlet throttle 52 connected so that fuel is under high pressure both via the inlet throttle 52 , as well as the outlet throttle 54 in the control room 35 flows. This accelerates the pressure buildup in the control room 35 and thus the closing speed of the nozzle needle 4 , In the other switching position of the control valve 57 ' becomes the control room 35 as in the embodiment of Figure la, on the outlet throttle 54 with the return 59 connected so that the pressure in the control room 35 sinks.

Der erfindungsgemäße Injektor funktioniert, wie nachfolgend anhand der 2a bis 2f dargestellt. In 2a ist die Schließstellung der Düsennadel 4 dargestellt, bei der die Düsennadel sowohl auf dem inneren Ventilsitz 16 als auch auf dem äußeren Ventilsitz 22 aufsitzt, was sowohl die Eindüsöffnungen 14 als auch die Einspritzöffnungen 25 verschließt, sowohl gegenüber dem Druckraum 5 als auch gegenüber der Längsbohrung 7. Innerhalb des Druckraums 5 herrscht hoher Kraftstoffdruck, wie er im Zwischenspeicher 45 zur Verfügung gestellt wird. Die Längsbohrung 7 ist mit gasförmigem Kraftstoff befüllt. Wird das Steuerventil 57 nun betätigt, sinkt der Kraftstoffdruck im Steuerraum 35 entsprechend ab. Dadurch bewegt sich die Düsennadel 4 vom inneren Ventilsitz 16 weg und gibt einen Durchflussquerschnitt zwischen dem inneren Ventilsitz 16 und dem inneren Düsensitz 17 frei. Die Eindüsöffnungen 14 bleiben jedoch vorerst noch durch den Schieberabschnitt 10 verschlossen.The injector according to the invention works, as described below with reference to 2a to 2f shown. In 2a is the closed position of the nozzle needle 4 shown in which the nozzle needle on both the inner valve seat 16 as well as on the outer valve seat 22 is seated, causing both the injection openings 14 as well as the injection openings 25 closes, both opposite the pressure chamber 5 as well as with respect to the longitudinal bore 7 , Inside the pressure room 5 There is high fuel pressure, as in the buffer 45 is made available. The longitudinal bore 7 is filled with gaseous fuel. Will the control valve 57 now pressed, the fuel pressure in the control room decreases 35 accordingly. As a result, the nozzle needle moves 4 from the inner valve seat 16 away and gives a flow area between the inner valve seat 16 and the inner nozzle seat 17 free. The injection openings 14 but remain for the time being by the slide section 10 locked.

Gleichzeitig hebt der äußere Düsensitz 23 der Düsennadel 4 vom äußeren Ventilsitz 22 ab und gibt einen Durchflussquerschnitt zwischen dem Düsensitz 23 und dem Ventilsitz 22 frei, durch den flüssiger Kraftstoff aus dem Druckraum 5 in Richtung der Einspritzöffnungen 14 strömen kann. Tritt der Kraftstoff aus den Einspritzöffnungen 14 aus, so bildet er Einspritzstrahlen 32, wie in 2b dargestellt. Die Längsnuten 29 ermöglichen einen drosselfreien Zufluss des flüssigen Kraftstoffs innerhalb des Druckraums 5 zu den Einspritzöffnungen 25.At the same time, the outer nozzle seat lifts 23 the nozzle needle 4 from the outer valve seat 22 and gives a flow area between the nozzle seat 23 and the valve seat 22 free, due to the liquid fuel from the pressure chamber 5 in the direction of the injection openings 14 can flow. If the fuel escapes from the injection openings 14 so it makes injection jets 32 , as in 2 B shown. The longitudinal grooves 29 allow a throttle-free flow of liquid fuel within the pressure chamber 5 to the injection openings 25 ,

Im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung der Düsennadel 4 tritt die Dichtkante 30 in den Führungsbereichen 9 des Druckraums 5 ein. Dadurch werden die Längsnuten 29 verschlossen, so dass kein weiterer flüssiger Kraftstoff innerhalb des Druckraums 5 zu den Einspritzöffnungen 25 fließt und die Einspritzung unterbrochen wird, wie in 2c dargestellt. Der Schieberabschnitt 10 verschließt nach wie vor die Eindüsöffnungen 14, so dass in diesem Moment, der in 2c dargestellt ist, weder flüssiger noch gasförmiger Kraftstoff austritt. Bewegt sich die Düsennadel 4 weiter, so gibt der Schieberabschnitt 10 die Eindüsöffnungen 14 frei und es tritt nunmehr gasförmiger Kraftstoff aus der Längsbohrung 7 durch die Eindüsöffnungen 14 aus, wie in 2d dargestellt. Dieser gasförmige Kraftstoff stellt in der Regel den Hauptteil der Verbrennungsenergie zur Verfügung, die im Brennraum umgesetzt wird. Da die Längsnuten 29 weiterhin im Führungsbereich 9 eingetaucht sind, bleiben diese verschlossen.In the course of the opening movement of the nozzle needle 4 enters the sealing edge 30 in the management areas 9 of the pressure chamber 5 one. This will be the longitudinal grooves 29 closed, leaving no other liquid fuel inside the pressure chamber 5 to the injection openings 25 flows and the injection is interrupted, as in 2c shown. The slider section 10 still closes the injection openings 14 so at that moment, who in 2c is shown, neither liquid nor gaseous fuel exits. Moves the nozzle needle 4 continue, so gives the slide section 10 the injection openings 14 free and it is now gaseous fuel from the longitudinal bore 7 through the injection openings 14 out, like in 2d shown. This gaseous fuel usually provides the majority of the combustion energy that is converted in the combustion chamber. Because the longitudinal grooves 29 continue in the management area 9 are immersed, they remain closed.

Ist die erforderliche Gasmenge in den Brennraum eingebracht, so bewegt sich die Düsennadel 4 durch das Schließen des Steuerventils 57 wieder in ihre Schließposition. Sobald die Längsnut 29 aus dem Führungsbereich 9 ausgetreten sind, wie dies in 2e dargestellt ist, wird die Verbindung aus dem Druckraum 5 zu den Einspritzöffnungen 25 wieder freigegeben, so dass wieder flüssiger Kraftstoff über die Einspritzöffnungen 25 ausgespritzt wird. Zuvor verschließt der Schieberabschnitt 10 jedoch erneut die Eindüsöffnungen 14. 2f zeigt den Injektor noch etwas später, kurz bevor der äußere Düsensitz 23 auf dem äußeren Ventilsitz 22 aufgesetzt hat. Die Verbindung durch die Längsnuten 29 ist wieder ungedrosselt geöffnet und die Einspritzstrahlen 32 entsprechend vorhanden. Schließlich setzt die Düsennadel 4 sowohl auf dem inneren Ventilsitz 16 als auch auf dem äußeren Ventilsitz 22 auf und verschließt damit die Einspritzöffnungen 25 und die Eindüsöffnungen 14 gegenüber dem Druckraum 5 bzw. der Längsbohrung 7, und es stellt sich wieder der in 2a dargestellte Zustand ein.If the required amount of gas is introduced into the combustion chamber, the nozzle needle moves 4 by closing the control valve 57 back to its closed position. Once the longitudinal groove 29 from the management area 9 have leaked, as in 2e is shown, the connection from the pressure chamber 5 to the injection openings 25 released again, allowing liquid fuel over the injection ports 25 is injected. Before closing the slide section 10 but again the injection openings 14 , 2f shows the injector a little later, just before the outer nozzle seat 23 on the outer valve seat 22 has set. The connection through the longitudinal grooves 29 is open again unthrottled and the injection jets 32 available accordingly. Finally, the nozzle needle sets 4 both on the inner valve seat 16 as well as on the outer valve seat 22 on and thus closes the injection openings 25 and the injection openings 14 opposite the pressure chamber 5 or the longitudinal bore 7 , and it turns back into the 2a shown state.

Zur weiteren Illustration ist in 3 der Ventilhub h_v , der Nadelhub h_n und die Einspritzrate r als zeitlicher Verlauf dargestellt. Die oberen drei Diagramme zeigen dabei den Verlauf dieser drei Größen bei einer Einspritzung, wie oben anhand der 2a bis 2f beschrieben wurde. Der Ventilhub h_v , also der Hub eines irgendwie gestalteten Steuerventils 57, ist im linken Diagramm dargestellt. Der Ventilhub h_v beginnt zu einem bestimmten Zeitpunkt und erreicht relativ schnell ein Maximum. Das Steuerventil bleibt in dieser Stellung, bis die Einspritzung beendet werden soll, und fährt dann wieder zurück in seine Schließstellung. Etwas zeitlich versetzt hebt auch die Düsennadel 4 vom inneren Ventilsitz 16 bzw. äußeren Ventilsitz 22 ab, so dass sich ein Nadelhub-Verlauf h_n ergibt, wie er im mittleren Diagramm dargestellt ist. Hierbei wird beim Hub h_n1 der Hub erreicht, bei dem die Dichtkante 30 in den Führungsbereich 9 des Druckraums eintaucht und damit den Zufluss von flüssigem Kraftstoff zu den Einspritzöffnungen 25 unterbindet. Den Hubanschlag bzw. den maximalen Hub erreicht die Düsennadel mit dem Hub h_n2 . Im rechten oberen Diagramm ist die entsprechende Einspritzrate r dargestellt. Der Bereich I entspricht dabei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff, der zu Beginn der Öffnungshubbewegung eingespritzt wird. Der Bereich II kennzeichnet die Eindüsung von gasförmigem Kraftstoff über die Eindüsöffnungen 14 und der Bereich III die Einspritzung von flüssigem Kraftstoff, die sich während der Schließbewegung der Düsennadel 4 ergibt.For further illustration is in 3 the valve lift h _v , the needle stroke h _n and the injection rate r shown as a time course. The upper three diagrams show the course of these three sizes in an injection, as above using the 2a to 2f has been described. The valve lift h _v , that is the stroke of a somehow designed control valve 57 , is shown in the left diagram. The valve lift h _v starts at a certain time and reaches a maximum relatively quickly. The control valve remains in this position until the injection is to be completed, and then moves back to its closed position. Somewhat offset in time also lifts the nozzle needle 4 from the inner valve seat 16 or outer valve seat 22 so that a Nadelhub course h _n results as shown in the middle diagram. This is the hub h _n1 the stroke is reached at which the sealing edge 30 in the management area 9 immersed in the pressure chamber and thus the inflow of liquid fuel to the injection openings 25 in derogation. The stroke stop or the maximum stroke reaches the nozzle needle with the stroke h _n2 , The right upper diagram shows the corresponding injection rate r. The region I corresponds to the injection of liquid fuel, which is injected at the beginning of the opening stroke. Area II identifies the injection of gaseous fuel via the injection openings 14 and area III the injection of liquid fuel, which occurs during the closing movement of the nozzle needle 4 results.

Die unteren drei Diagramm kennzeichnen den Ventilhub h_v , den Nadelhub h_n und die Einspritzrate r bei einem alternativen Einspritzverfahren, bei dem ausschließlich flüssiger Kraftstoff eingespritzt werden soll. Dies wird dadurch erreicht, dass das Steuerventil 57 nicht vom geschlossenen einfach in den geöffneten Zustand übergeht, wie beim Diagramm links oben dargestellt, sondern in rascher zeitlicher Folge öffnet und schließt. Dadurch wird die Ventilnadel 4 zwar aus ihrer Anlage am äußeren Ventilsitz 22 wegbewegt, jedoch kehrt diese wieder um, ehe der Schieberabschnitt 10 die Eindüsöffnungen 14 freigeben kann. Dies ist in dem linken unteren Diagramm als ständig oszillierender Ventilhub h_v dargestellt. Die Ventilnadel 4 führt entsprechend einen Hub h_n aus, bei dem die Dichtkante 30 nicht in den Führungsabschnitt 9 eintaucht, sondern in einem Schwebezustand verbleibt, bei dem die Einspritzöffnungen 25 freigegeben werden, jedoch die Eindüsöffnungen 14 verschlossen bleiben. Entsprechend ergibt sich eine Einspritzrate r, wie sie rechts unten dargestellt ist, bei der ausschließlich flüssiger Kraftstoff ausgespritzt wird, so lange, bis das Steuerventil 57 wieder in seine Schließstellung fährt.The lower three diagram indicate the valve lift h _v , the needle stroke h _n and the injection rate r in an alternative injection method in which only liquid fuel is to be injected. This is achieved by the control valve 57 does not change from the closed to the open state, as shown in the diagram above, but opens and closes in quick succession. This will cause the valve needle 4 Although from their investment on the outer valve seat 22 moved away, but this reverses again, before the slide section 10 the injection openings 14 can release. This is in the lower left diagram as a constantly oscillating valve lift h _v shown. The valve needle 4 leads accordingly a stroke h _n from where the sealing edge 30 not in the leadership section 9 dips, but remains in a floating state, in which the injection openings 25 be released, however, the Eindüsöffnungen 14 stay closed. Accordingly, there is an injection rate r, as shown at the bottom right, in which only liquid fuel is ejected, until the control valve 57 returns to its closed position.

In 4 ist das brennraumseitige Ende des erfindungsgemäßen Injektors nochmals vergrößert dargestellt. Die Konstruktion mit einer Düsennadel 4, die einen Schieberabschnitt 10 aufweist, kann auch dazu verwendet werden, einen Gasstrahl mit unterschiedlichen Winkeln zu erzeugen. Wird die Düsennadel 4 nur so weit gefahren, dass der Schieberabschnitt 10 die Eindüsöffnung 14 teilweise verschließt, so ergibt sich ein Gasstrahl, wie er im linken Bereich der 4 dargestellt ist. Da die Eindüsöffnung 14 hier nur zum Teil aufgesteuert ist, wird das einströmende Gas an die obere Wand der Eindüsöffnung 14 gelenkt und dadurch umgelenkt. Wird die Düsennadel 4 hingegen bis zu ihrem oberen Hubanschlag gefahren, wie im rechten Bereich der 4 dargestellt, so steht der volle Durchströmquerschnitt der Eindüsöffnung 14 zur Verfügung und entsprechend ergibt sich ein anderer Winkel des Gasstrahls bezüglich der Längsachse des Injektors. Auf diese Weise können unterschiedliche Winkel des Gasstrahls erzeugt werden, was benutzt werden kann, um z.B. bei bestimmten Betriebspunkten eine bessere Verbrennung zu erreichen, da eine andere räumliche Zuordnung zu den flüssigen Einspritzstrahlen möglich ist.In 4 the combustion chamber end of the injector according to the invention is shown enlarged again. The construction with a nozzle needle 4 having a slider section 10 can also be used to generate a gas jet at different angles. Will the nozzle needle 4 only so far driven that the slide section 10 the injection opening 14 partially closes, the result is a gas jet, as in the left area of the 4 is shown. Since the injection opening 14 here is only partially controlled, the incoming gas to the upper wall of the injection opening 14 steered and thereby diverted. Will the nozzle needle 4 on the other hand, they drove up to their upper stroke stop, as in the right area of the 4 shown, so is the full flow area of the injection opening 14 available and correspondingly results in a different angle of the gas jet with respect to the longitudinal axis of the injector. In this way, different angles of the gas jet can be generated, which can be used, for example, to achieve better combustion at certain operating points, since a different spatial allocation to the liquid injection jets is possible.

In 5 ist - in gleicher Darstellung wie Figur la - eine alternative Ausgestaltung des Injektors dargestellt, bei der die Schließfeder 37' nicht innerhalb des Steuerraums 35 und nicht kollinear zur Düsennadel 4 angeordnet ist, sondern außermittig davon innerhalb des Injektors 1. Zur Einwirkung einer Schließkraft auf die Düsennadel 4 ist die Schließfeder 37' über einen Kipphebel 38 mit der Düsennadel 4 bzw. dem Steuerkolben 34 verbunden und wirkt auf diese Weise auf diesen ein. Damit ergibt sich mehr Freiheit bei der Gestaltung des Raumes, der sich oberhalb des Steuerraumes 35 befindet. Beispielsweise kann an dieser Stelle das Steuerventil 57 bzw. 57' platziert werden, so dass dieses kollinear zur Düsennadel 4 angeordnet ist. Aber auch andere Komponenten des Injektors 1 können dort angeordnet sein, beispielsweise der Zwischenspeicher 45 bzw. der Gaszwischenspeicher 48.In 5 is - in the same representation as Figure la - shown an alternative embodiment of the injector, in which the closing spring 37 ' not within the control room 35 and not collinear to the nozzle needle 4 is arranged, but off-center thereof within the injector 1 , For the action of a closing force on the nozzle needle 4 is the closing spring 37 ' via a rocker arm 38 with the nozzle needle 4 or the control piston 34 connected and acts in this way on this one. This results in more freedom in the design of the room, located above the control room 35 located. For example can at this point the control valve 57 respectively. 57 ' be placed so that this collinear to the nozzle needle 4 is arranged. But also other components of the injector 1 can be arranged there, for example, the cache 45 or the gas buffer 48 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015208099 A1 [0002]

Claims

Injector (1) for injection of liquid and gaseous fuel with a nozzle body (2) in which a liquid fuel-filled pressure chamber (5) is formed with a longitudinally displaceable nozzle needle (4), wherein the nozzle needle (4) is designed as a hollow needle and a longitudinal bore (7) extending centrally in its longitudinal direction, characterized in that a gaseous fuel can be introduced into the longitudinal bore (7), that an inner nozzle seat (17) and a slide portion (10) at the combustion chamber end of the nozzle needle (4) ), wherein the inner nozzle seat (17) with an inner valve seat (16) for opening and closing the longitudinal bore (7) cooperates and the slide portion (10) in a cylindrical portion (12) of the pressure chamber (5) is guided and thereby a slide seat for opening and closing of Eindüsöffnungen (14), which in the region of the cylindrical portion (12) in the nozzle body (2) a are educated,

Injector after Claim 1 , characterized in that on the nozzle needle (4) an outer nozzle seat (23) is formed, which cooperates with an outer valve seat (22) for sealing the pressure chamber (5) with respect to injection openings (25).

Injector after Claim 1 , characterized in that the injection openings (14) are released only after a partial stroke of the nozzle needle (4) away from the inner valve seat (16).

Injector after Claim 3 , characterized in that the outer nozzle seat (23) is formed as a circumferential shoulder on the outside of the nozzle needle (4), which cooperates with the outer valve seat (22) for sealing the pressure chamber (5).

Injector after Claim 4 , characterized in that the injection openings (25) between the outer valve seat (22) and the cylindrical portion (12) in the nozzle body (2) are formed through the open at the outer valve seat (22) liquid fuel from the pressure chamber (5) emerge can.

Injector after Claim 5 , characterized in that the outer valve seat (22) is closed when the nozzle needle (4) on the inner valve seat (16) is seated and this closes.

Injector after Claim 5 , characterized in that the nozzle needle (4) has at its combustion-chamber-side end region a guide section (8) with which the nozzle needle (4) is guided in a guide region (9) of the pressure chamber (5) and on which at least one longitudinal groove (29) is formed, can flow through the fuel in the pressure chamber (5) to the outer valve seat (22).

Injector after Claim 7 , characterized in that the at least one longitudinal groove (29) at its the outer valve seat (22) end facing a sealing edge (30), so that the at least one longitudinal groove (29) is closed as soon as the sealing edge (30) by the longitudinal movement the nozzle needle (4) in the guide portion (9) is immersed.

Injector after Claim 1 , characterized in that the inner valve seat (16) consists of a material which is softer than that of the nozzle needle (4).

Injector after Claim 9 , characterized in that the inner valve seat (16) on a separate stop body (19) is formed, which is arranged at the combustion chamber end of the pressure chamber (5).

Injector after Claim 1 , characterized in that the nozzle needle (4) with a control piston (34) is limited, which can be filled with liquid fuel control chamber (35), wherein by the hydraulic pressure in the control chamber (35) has a closing force in the direction of the inner valve seat (16 ) can be exerted on the nozzle needle (4).

Injector after Claim 11 , characterized in that the nozzle needle (4) is at least indirectly acted upon by a closing spring (37) in the direction of the inner valve seat (16) with a closing force.

Injector after Claim 12 , characterized in that the closing spring (37) via a rocker arm (38) on the said inner valve seat (16) facing away from the end of the nozzle needle (4) acts.