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GEBIET
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Ausführungsformen des hier offenbarten Gegenstands betreffen einen Kraftstoffinjektor für ein Common-Rail-Kraftstoffsystem.
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HINTERGRUND
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Ein Common-Rail-Kraftstoffsystem, das Hochdruckkraftstoffinjektoren aufweist, stellt jeweils einer Vielzahl von Motorbrennkammern Kraftstoffeinspritzung bereit, wobei der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt von einer Motorsteuerungseinheit (ECU) gesteuert wird. Physikalische Eigenschaften des Kraftstoffinjektors wie das Steuern des Einspritzvolumens, eine Fähigkeit, Kraftstoff effizient verdampfen zu lassen, eine Hitzebeständigkeit, eine Druckbeständigkeit usw. können zumindest teilweise von einer strukturellen Konfiguration des Kraftstoffinjektors abhängig sein. Beispielsweise können ein Material und eine Dicke eines Gehäuses des Kraftstoffinjektors auf Grundlage voraussichtlicher hoher Drücke, die in dem Common-Rail-Kraftstoffsystem erzeugt werden, und hoher Temperaturen, die sich aus Kraftstoffverbrennung in dem Motor ergeben, gewählt werden.
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Der Kraftstoffinjektor kann mehrere innere Komponenten, die von einem starren Gehäuse umschlossen sind, aufweisen, einschließlich eines Strömungsbegrenzungsventils, das konfiguriert ist, Kraftstoffeinspritzung bei Detektion einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, eines Filters zum Entfernen von Rückständen und anderen Partikeln aus der Kraftstoffströmung und eines Magnetventils zum Steuern eines Kraftstoffeinspritzzeitpunkts.
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Das Strömungsbegrenzungsventil kann in einem stromaufwärtigen Abschnitt des Kraftstoffinjektors aufgenommen sein, der proximal zu einem Kraftstoffeinlass ist, z.B. einem Kraftstoffinjektorkopf. Bei einer solchen Anordnung kann das Strömungsbegrenzungsventil ein unerwünscht großes Volumen innerhalb des Kraftstoffinjektorkopfes einnehmen. Ferner kann ein Stützmechanismus, der den Kraftstoffinjektor umgibt, wie eine Klemmeinrichtung, an dem Kopf verwendet werden, um eine Position des Kraftstoffinjektors in einem Motorblock beizubehalten. So kann ein Außendurchmesser des Kraftstoffinjektorgehäuses an dem Kopf reduziert werden, um eine Anwendung der Klemmeinrichtung zu ermöglichen, und sich gleichzeitig an einen maximal zulässigen Durchmesser eines Kraftstoffinjektorgehäuses zu halten, der auf Grundlage eines Durchmessers einer Bohrung, in die der Kraftstoffinjektor gesetzt wird, bestimmt wird. Dies kann in einer Verringerung einer Wanddicke des Gehäuses an dem Kraftstoffinjektorkopf resultieren. Allerdings kann das Reduzieren der Wanddicke des Kraftstoffinjektorgehäuses eine Dauerfestigkeit und Druckbeständigkeit des Gehäuses verschlechtern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In einer Ausführungsform weist ein Kraftstoffinjektor ein Gehäuse, eine von dem Gehäuse umschlossene Innenkammer und ein Strömungsbegrenzungsventil auf, das an einem stromabwärtigen Ende der Innenkammer angeordnet und ebenfalls von dem Gehäuse umschlossen ist. Das Strömungsbegrenzungsventil ist zwischen dem stromabwärtigen Ende der Innenkammer und einem Magnetventil positioniert.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird durch das Lesen der folgenden Beschreibung nichtbeschränkender Ausführungsformen mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen wie folgt besser verstanden werden:
- 1 zeigt ein schematisches Schaubild eines Common-Rail-Kraftstoffsystems für einen Motor eines Fahrzeugs.
- 2 zeigt ein Schaubild einer Brennkammer eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors, das an das Common-Rail-Kraftstoffsystem aus 1 gekoppelt werden kann.
- 3 zeigt einen Querschnitt eines Hochdruckkraftstoffinjektors, der an der Brennkammer aus 2 implementiert sein kann.
- 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Äußeren des Hochdruckkraftstoffinjektors aus 3.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen betreffen einen Kraftstoffinjektor für ein Common-Rail-Kraftstoffsystem. In einem Beispiel weist ein Kraftstoffinjektor ein Gehäuse, eine Innenkammer, die von dem Gehäuse umschlossen ist, und ein Strömungsbegrenzungsventil auf, das an einem stromabwärtigen Ende der Innenkammer angeordnet und ebenfalls von dem Gehäuse umschlossen ist. Das Strömungsbegrenzungsventil ist zwischen dem stromabwärtigen Ende der Innenkammer und einem Magnetventil angeordnet. Diese Positionierung des Strömungsbegrenzungsventils kann eine Reduzierung der Wanddicke des Gehäuses an einem Kraftstoffinjektorkopf minimieren oder teilweise mindern. Somit kann das Kraftstoffinjektorgehäuse eine ausreichende Wandstärke haben, um Hochdruckkraftstoffeinspritzung an allen Bereichen des Gehäuses standzuhalten. Darüber hinaus kann das Platzieren des Strömungsbegrenzungsventils stromabwärts des Filters dabei helfen, Rückstände und andere Partikel aus der Kraftstoffströmung zu entfernen, bevor der Kraftstoff das Strömungsbegrenzungsventil erreicht, wodurch eine Nutzungsdauer des Strömungsbegrenzungsventils verlängert wird.
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Ferner kann eine konkrete Positionierung des Strömungsbegrenzungsventils, das direkt an das Magnetsteuerventil gekoppelt ist, ohne dass sich ein Fluidreservoir dazwischen befindet, ein Restvolumen von Kraftstoff, der vor der Aktivierung des Strömungsbegrenzungsventils während einer unbeabsichtigten übermäßigen Kraftstoffzufuhr in einen Zylinder geleert wurde, minimieren, wodurch die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder wirksam unterbrochen wird, wenn eine Kraftstoffsperrung gefordert wird.
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1 veranschaulicht ein Beispiel eines Common-Rail-Kraftstoffsystems (CRS) 100 für einen Motor 122 eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Schienenfahrzeugs. Flüssigkraftstoff, wie z.B. Dieselkraftstoff, wird aus einem Kraftstofftank 102 bezogen oder in einem solchen gespeichert. Eine Niederdruckkraftstoffpumpe 104 steht mit dem Kraftstofftank 102 in Fluidverbindung. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Niederdruckkraftstoffpumpe 104 innerhalb des Kraftstofftanks 102 angeordnet und kann unterhalb des Pegels des Flüssigkraftstoffs eingetaucht werden. In alternativen Ausführungsformen kann die Niederdruckkraftstoffpumpe an das Äußere des Kraftstofftanks gekoppelt sein und Kraftstoff durch eine Saugvorrichtung pumpen. Der Betrieb der Niederdruckkraftstoffpumpe 104 wird von einem Controller 106 geregelt.
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Flüssigkraftstoff wird durch die Niederdruckkraftstoffpumpe 104 von dem Kraftstofftank 102 zu einer Hockdruckkraftstoffpumpe 108 durch eine Leitung 110 gepumpt. Ein Ventil 112 ist in der Leitung 110 bereitgestellt und regelt die Kraftstoffströmung durch die Leitung 110. Beispielsweise kann das Ventil 112 ein Einlass-Messventil (IMV) sein. Das IMV 112 ist stromaufwärts der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 angeordnet, um eine Strömungsrate des Kraftstoffs einzustellen, der der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 und ferner einem gemeinsamen Kraftstoff-Verteiler 114 zur Verteilung an eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 zur Kraftstoffeinspritzung bereitgestellt wird. Beispielsweise kann das IMV 112 ein Magnetventil sein, dessen Öffnen und Schließen durch den Controller 106 geregelt wird. Mit anderen Worten befiehlt der Controller 106 dem IMV, vollständig geschlossen, vollständig geöffnet oder in einer Position zwischen vollständig geschlossen und vollständig geöffnet zu sein, um die Kraftstoffströmung zu der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 auf eine befohlene Kraftstoffströmungsrate zu steuern. Während des Betriebs des Fahrzeugs ist das IMV 112 eingestellt, Kraftstoff auf Grundlage von Betriebsbedingungen zu messen und kann zumindest während einiger Bedingungen zumindest teilweise offen sein. Ein Ventil ist ein Beispiel für eine Steuervorrichtung zum Messen von Kraftstoff, in anderen Ausführungsformen können andere Elemente zum Steuern der Kraftstoffmessung eingesetzt werden. Beispielsweise können eine Position oder ein Zustand des IMV durch Steuern eines elektrischen Stroms eines IMV elektrisch gesteuert werden. Beispielsweise können eine Position oder ein Zustand des IMV durch Steuern eines Servomotors, der das IMV einstellt, mechanisch gesteuert werden.
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Die Hochdruckkraftstoffpumpe 108 erhöht den Kraftstoffdruck von einem niedrigeren Druck zu einem höheren Druck. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 108 ist mit dem gemeinsamen Kraftstoff-Verteiler 114 fluidisch gekoppelt. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 108 leitet dem gemeinsamen Kraftstoff-Verteiler 114 Kraftstoff durch eine Leitung 116 zu. Eine Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 stehen mit dem gemeinsamen Kraftstoff-Verteiler 114 in Fluidverbindung. Jeder der Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 leitet einem aus einer Vielzahl von Motorzylindern 120 in dem Motor 122 Kraftstoff zu. Kraftstoff wird in der Vielzahl von Motorzylindern 120 verbrannt, um dem Fahrzeug beispielsweise durch eine Drehstromlichtmaschine und Fahrmotoren Strom bereitzustellen. Der Betrieb der Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 wird von dem Controller 106 geregelt. In der Ausführungsform aus 1 weist der Motor 122 vier Kraftstoffinjektoren und vier Motorzylinder auf. In alternativen Ausführungsformen kann der Motor mehr oder weniger Kraftstoffinj ektoren und Motorzylinder aufweisen.
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Die Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 kann konfiguriert sein, Kraftstoff bei von der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 kommunizierten Hochdrücken über den gemeinsame Kraftstoff-Verteiler 114 einzuspritzen. Kraftstoffströmung zu der Vielzahl von Motorzylindern 120 kann mittels Betätigung der Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 gesteuert werden. Beispielsweise können innere Komponenten jedes Kraftstoffinjektors ein Magnetventil aufweisen, das ein Öffnen des Kraftstoffinjektors einstellt, um es dem Kraftstoff bei Betätigung zu erlauben, durch diesen zu strömen. Ferner können die inneren Komponenten des Kraftstoffinjektors ein Strömungsbegrenzungsventil aufweisen, das konfiguriert ist, eine Kraftstoffströmung zu unterbrechen, wenn eine übermäßige Kraftstoffzufuhr durch einen Druckabfall detektiert wird, der einen Nenndruckabfall über das Strömungsbegrenzungsventil während der Kraftstoffzufuhr überschreitet, wobei der Nenndruckabfall eine Verringerung des Drucks ist, der während eines optimierten Verbrennungsverhaltens auftritt. Die übermäßige Kraftstoffzufuhr kann eine Bedingung sein, bei der ein Überschuss an Kraftstoff im Verhältnis zu einer Zielkraftstoffzufuhrmenge, die für das optimierte Verbrennungsverhalten innerhalb eines Zylinders erforderlich ist, eingespritzt wird. Die übermäßige Kraftstoffeinspritzung kann beispielsweise aufgrund eines beschädigten Kraftstoffinjektors, eines Berechnungsfehlers in dem Controller 106, beschädigter Sensoren usw. auftreten. Durch Aufnehmen des Strömungsbegrenzungsventils in dem Kraftstoffinjektor können negative Auswirkungen der übermäßigen Kraftstoffzufuhr wie ein Überdruck in dem Zylinder (erhöhte Kraftstoffzufuhr in der Brennkammer) oder Wasserschlag (wobei ein Volumen zugeführten Kraftstoffs größer ist als ein Zylindervolumen, wenn das Zylindervolumen an einem Minimum ist), zumindest teilweise vermindert werden. Weitere Details des Strömungsbegrenzungsventils sowie anderer innerer Komponenten des Kraftstoffinjektors werden mit Verweis auf 3-4 weiter unten beschrieben.
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Von dem Kraftstofftank 102 durch die Niederdruckkraftstoffpumpe 104 zu einem Einlass des IMV 112 gepumpter Kraftstoff kann bei einem sogenannten niedrigeren Kraftstoffdruck oder Motorkraftstoffdruck wirken. Dementsprechend arbeiten Komponenten des CRS 100, die stromaufwärts der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 sind, in einem Bereich des niedrigeren Kraftstoffdrucks oder Motorkraftstoffdrucks. Andererseits kann die Hochdruckkraftstoffpumpe 108 Kraftstoff von dem niedrigeren Kraftstoffdruck zu einem höheren Kraftstoffdruck oder Rail-Kraftstoffdruck pumpen. Entsprechend sind Komponenten des CRS 100, die stromabwärts der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 sind, in einem Bereich des höheren Kraftstoffdrucks oder Rail-Kraftstoffdrucks des CRS 100.
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Ein Kraftstoffdruck im Bereich des niedrigeren Kraftstoffdrucks wird von einem Drucksensor 126 gemessen, der in der Leitung 110 positioniert ist. Der Drucksensor 126 sendet ein Drucksignal an den Controller 106. In einer alternativen Anwendung steht der Drucksensor 126 in Fluidverbindung mit einem Auslass der Niederdruckkraftstoffpumpe 104. Eine Kraftstofftemperatur im Bereich des niedrigeren Kraftstoffdrucks wird von einem Temperatursensor 128 gemessen, der in der Leitung 110 positioniert ist. Der Temperatursensor 128 sendet ein Temperatursignal an den Controller 106.
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Ein Kraftstoffdruck im Bereich des höheren Kraftstoffdrucks wird von einem Drucksensor 130 gemessen, der in der Leitung 116 positioniert ist. Der Drucksensor 130 sendet ein Drucksignal an den Controller 106. Der Controller 106 verwendet dieses Drucksignal, um einen Rail-Druck des Kraftstoffs (z.B. FRP) in dem gemeinsamen Kraftstoff-Verteiler zu bestimmen. Somit wird der Kraftstoff-Rail-Druck (FRP) dem Controller 106 von dem Drucksensor 130 bereitgestellt. In einer alternativen Anwendung steht der Drucksensor 130 mit einem Auslass der Hochdruckkraftstoffpumpe 108 in Fluidverbindung. Es sei angemerkt, dass in manchen Anwendungen verschiedene Betriebsparameter, zusätzlich zu oder im Gegensatz zu einem direkten Messen, generell bestimmt oder indirekt abgeleitet werden können.
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Zusätzlich zu den oben genannten Sensoren empfängt der Controller 106 verschiedene Signale von einer Vielzahl von Motorsensoren 134, die an den Motor 122 gekoppelt sind und für ein Bewerten der Verfassung der Kraftstoffsteuerung und des zugehörigen Motorbetriebs verwendet werden können. Beispielsweise empfängt der Controller 106 Sensorsignale, die Luft-Kraftstoff-Verhältnis, Motordrehzahl, Motorlast, Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Kraftstoffwert, eine Anzahl von aktiv Kraftstoff verbrennenden Zylindern und ähnliches angeben. In der veranschaulichten Implementierung ist der Controller 106 eine Rechenvorrichtung wie ein Mikrocomputer, der eine Prozessoreinheit 136, eine nicht-flüchtige computerlesbare Speichermedium-Vorrichtung 138, Eingabe-/Ausgabe-Anschlüsse, einen Speicher und einen Datenbus aufweist. Die computerlesbare Speichermedium-Vorrichtung 138, die in dem Controller 106 enthalten ist, ist mit computerlesbaren Daten programmierbar, die Anweisungen darstellen, die von dem Prozessor zum Durchführen der hiermit beschriebenen Steuerabläufe und -verfahren sowie möglicherweise anderer Steuerfunktionen des Motors oder Fahrzeugs, ausführbar sind.
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2 bildet eine Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders 200 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine 202 ab, die wie mit Verweis auf 1 oben beschrieben an ein Common-Rail-Kraftstoffsystem gekoppelt werden kann. In einem Beispiel kann der Motor 202 eine Ausführungsform des Motors 122 aus 1 sein und der Zylinder 200 kann jede der Vielzahl von Zylindern 120 aus 1 darstellen. Der Zylinder 200 kann durch einen Zylinderkopf 201 definiert sein, ein Einlassventil 214, ein Auslassventil 216, einen unten beschriebenen Flüssigkraftstoffinjektor 226 und einen Zylinderblock 203 aufnehmen.
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Der Motor 202 kann zumindest teilweise von einem Steuersystem gesteuert werden, das den Controller 106 aufweist und in weiterer Kommunikation mit einem Fahrzeugsystem stehen kann. Wie oben beschrieben kann der Controller 106 ferner Signale von verschiedenen Motorsensoren, einschließlich aber nicht beschränkt auf Motorgeschwindigkeit, Motorlast, Ladedruck, Auslassdruck, Turboladerdrehzahl, Umgebungsdruck, CO2-Werten, Auslasstemperatur, NOx-Emissionen, Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von einem Temperatursensor 230, der an einen Kühlmantel 228 gekoppelt ist, usw. empfangen. Dementsprechend kann der Controller 106 ein Motorsystem durch Senden von Befehlen an verschiedene Komponenten wie Drehstromlichtmaschine, Zylinderventile, Drossel, Kraftstoffinjektoren usw. steuern.
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Der Zylinder 200 (d.h. die Brennkammer) kann eine Zylinderlaufbuchse 204 mit einem in dieser positionierten Kolben 206 aufweisen. Der Kolben 206 kann an eine Kurbelwelle 208 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens zu einer Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle kann einen Kurbelwellendrehzahlsensor zum Ausgeben einer Drehzahl (z.B. Momentandrehzahl) der Kurbelwelle aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann der Motor ein Viertaktmotor sein, in dem jeder der Zylinder in einer Zündreihenfolge während zwei Umdrehungen der Kurbelwelle feuert. In andern Ausführungsformen kann der Motor ein Zweitaktmotor sein, in dem jeder der Zylinder in einer Zündreihenfolge während einer Umdrehung der Kurbelwelle zündet.
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Der Zylinder 200 nimmt Ansaugluft zur Verbrennung aus einem Einlass, aufweisend einen Ansaugdurchgang 210, auf. Der Ansaugdurchgang 210 nimmt Ansaugluft über einen Ansaugkrümmer auf. Der Ansaugdurchgang 210 kann beispielsweise mit anderen Zylindern des Motors zusätzlich zu dem Zylinder 200 kommunizieren oder der Ansaugdurchgang kann ausschließlich mit dem Zylinder 200 kommunizieren.
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Abgas, das aus Verbrennung in dem Motor 202 entsteht, wird einem Auspuff zugeführt, der einen Auslassdurchgang 212 aufweist. Abgas strömt über einen Abgaskrümmer durch den Auslassdurchgang in einigen Ausführungsformen (nicht in 2 gezeigt) zu einem Turbolader und zur Atmosphäre. Der Auslassdurchgang 212 kann beispielsweise ferner Abgase von anderen Zylindern des Motors zusätzlich zu dem Zylinder 200 aufnehmen.
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Jeder Zylinder des Motors kann ein oder mehrere Einlassventile oder ein oder mehrere Auslassventile aufweisen. Beispielsweise wird gezeigt, dass der Zylinder 200 mindestens eines der Einlasstellerventile 214 und mindestens eines der Auslasstellerventile 216, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 200 befinden, aufweist. In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors, aufweisend den Zylinder 200, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die sich an dem Zylinderkopf 201 befinden, aufweisen.
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Das Einlassventil 214 kann durch den Controller 106 über einen Aktuator 218 gesteuert werden. Analog dazu kann das Auslassventil 216 durch den Controller 106 über einen Aktuator 220 gesteuert werden. Während einiger Bedingungen kann der Controller 106 die Signale, die den Aktuatoren 218, 220 zum Steuern des Öffnens und Schließens der jeweiligen Einlass- und Auslassventile bereitgestellt werden, variieren. Die Position des Einlassventils 214 und des Auslassventils 216 kann jeweils von jeweiligen Ventilpositionssensoren 222 und 224 und/oder von Nockenpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können beispielsweise vom Typ Elektroventilaktuator oder Typ Nockenaktuator oder einer Kombination derer sein.
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Die Zeitsteuerung des Einlass- und Auslassventils kann gleichzeitig erfolgen oder es kann eine beliebige Möglichkeit von variabler Einlassnockensteuerung, variabler Auslassnockensteuerung, dualer unabhängiger variabler Nockensteuerung oder fester Nockensteuerung verwendet werden. In anderen Ausführungsformen können die Einlass- und Auslassventile von einem gemeinsamen Ventilaktuator oder -betätigungssystem oder einem variablen Ventilsteuerungsaktuator oder -betätigungssystem gesteuert werden. Ferner können die Einlass- und Auslassventile von dem Controller auf Grundlage von Betriebsbedingungen gesteuert werden, um variablen Hub zu haben.
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In weiteren Ausführungsformen kann ferner ein mechanischer Nockenanlauf verwendet werden, um die Einlass- und Auslassventile zu öffnen und zu schließen. Zusätzlich kann, obwohl oben ein Viertaktmotor beschrieben wird, in manchen Ausführungsformen ein Zweitaktmotor verwendet werden, bei dem auf die Einlassventile verzichtet wird und Anschlüsse in der Zylinderwand vorhanden sind, um es Ansaugluft zu ermöglichen, in dem Maße in den Zylinder einzutreten, in dem sich der Kolben bewegt, um die Anschlüsse zu öffnen. Dies kann sich ebenso zu dem Auslass erstrecken, obwohl in manchen Beispielen Auslassventile verwendet werden können.
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In manchen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors mit einem oder mehreren Kraftstoffinjektoren zum Bereitstellen von Kraftstoff für diesen konfiguriert werden. Als ein nicht-beschränkendes Beispiel zeigt 2 den Zylinder 200, ausweisend den Kraftstoffinjektor 226, der ein Beispiel für die Vielzahl von Kraftstoffinjektoren 118 aus 1 sein kann. Der Kraftstoffinjektor 226 wird als direkt an den Zylinder 200 gekoppelt gezeigt, um Kraftstoff in diesen einzuspritzen. Auf diese Weise stellt der Kraftstoffinjektor 226 eine sogenannte direkte Einspritzung eines Kraftstoffs in den Zylinder 200 bereit. Der Kraftstoff kann dem Kraftstoffinjektor 226 von beispielsweise dem CRS 100 aus 1 zugeführt werden. In einem Beispiel ist der Kraftstoff Dieselkraftstoff, der in dem Motor durch Kompressionszündung verbrannt wird. In anderen nicht-beschränkenden Ausführungsformen kann der Kraftstoff Benzin, Kerosin, Biodiesel oder andere Erdöldestillate von ähnlicher Dichte durch Kompressionszündung (und/oder Fremdzündung) sein. In einem Beispiel kann der Controller 106 eine Menge, eine Dauer, einen Zeitpunkt und ein Sprühmuster von Kraftstoff, der dem Zylinder 200 über den Kraftstoffinjektor 226 zugeführt wird, steuern.
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Ein Kraftstoffinjektor kann ein Strömungsbegrenzungsventil aufweisen, das konfiguriert ist, die Kraftstoffströmung zu unterbrechen, wenn, wie vorher beschrieben, eine übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird. In einem herkömmlichen Kraftstoffinjektor kann das Strömungsbegrenzungsventil proximal zu und unmittelbar stromabwärts eines Kraftstoffeinlasses angeordnet sein. In einem Beispiel kann der Kraftstoffinjektor ein Seitenrohr aufweisen, das sich senkrecht zu einem Gehäuse des Kraftstoffinjektors erstreckt und an ein(e) innere(s) Reservoir oder Kammer des Kraftstoffinjektors fluidisch gekoppelt ist. Kraftstoff aus einem Common-Rail-System tritt durch den Kraftstoffeinlass in das Seitenrohr ein und strömt durch das Strömungsbegrenzungsventil und einen Filter, der stromabwärts des Strömungsbegrenzungsventils positioniert ist, die beide in dem Seitenrohr aufgenommen sind. In einem anderen Beispiel weist der Kraftstoffinjektor das Seitenrohr möglicherweise nicht auf lässt stattdessen Kraftstoff unmittelbar durch Elemente strömen, die in dem Gehäuse entlang einer einzelnen Achse platziert sind. Beispielsweise kann der Kraftstoffinjektor einen linearen Kraftstoffströmungsweg entlang einer Längsachse des Kraftstoffinjektors haben und der Kraftstoffeinlass kann sich an einem am weitesten stromaufwärtigen Punkt des linearen Weges befinden. Der Kraftstoffeinlass kann unmittelbar stromaufwärts des Strömungsbegrenzungsventils sein, wobei sowohl der Kraftstoffeinlass als auch das Strömungsbegrenzungsventil in einem Kraftstoffinjektorkopf positioniert sind. Nachdem er durch das Strömungsbegrenzungsventil gelaufen ist, kann Kraftstoff durch den Filter, der stromabwärts des Strömungsbegrenzungsventils angeordnet ist, strömen und sich in der Innenkammer ansammeln, bevor er während eines Kraftstoffeinspritzvorgangs aus dem Kraftstoffinjektor ausgestoßen wird.
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Ein Common-Rail-Kraftstoffsystem kann unter einem Hochdruck in Betrieb sein, beispielsweise von mindestens 1600 bis 1800 Bar. Um den Hochdruckanforderungen dieses Kraftstoffsystems standzuhalten, kann ein Kraftstoffinjektor innere und äußere Abmessungseinschränkungen haben. Eine Einschränkung kann eine Schwellendicke für eine Wand des Kraftstoffinjektorgehäuses sein, bei der ein Abstand zwischen einem Außendurchmesser und einem Innendurchmesser ausreichend dick ist, um Hochdruckanforderungen standzuhalten. Zusätzlich können Motorsysteme, die konfiguriert sind, einachsige Kraftstoffinjektoren unterzubringen, eine Zylinderkopfbohrung mit einem Durchmesser, der konfiguriert ist, einen Kraftstoffinjektor mit einem ähnlichen Durchmesser aufzunehmen, aufweisen. Daher kann es mindestens zwei Abmessungseinschränkungen für Hochdruckkraftstoffinjektoren geben: der Kraftstoffinjektor muss in einen festgelegten Kraftstoffinjektoraufnahmesteckplatz in einem Zylinderkopf passen und die Wanddicke der Kraftstoffinjektoren muss ausreichend dick sein, um Hochdruckkraftstoffeinspritzung standzuhalten.
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Wenn das Strömungsbegrenzungsventil an einem stromaufwärtigen Abschnitt des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, wie beispielsweise in dem einachsigen Kraftstoffinjektor, kann das Strömungsbegrenzungsventil ein unerwünscht großes Volumen innerhalb des Kraftstoffinjektorkopfes einnehmen. Ferner kann der Außendurchmesser an dem Kraftstoffinjektorkopf so dimensioniert sein, um einem maximal zulässigen Durchmesser einer Zylinderkopfbohrung und einer Stützvorrichtung (wie einer Klemmeinrichtung), die konfiguriert sind, jeweils den Kraftstoffinjektor aufzunehmen und den Kraftstoffinjektor in Position zu halten, zu entsprechen. Demnach kann eine Reduzierung der Wanddicke an dem Kraftstoffinjektorkopf erforderlich sein, um den Einschränkungen zu entsprechen, die den Außenabmessungen des Kraftstoffinjektors während des Ermöglichens der Positionierung des Strömungsbegrenzungsventils auferlegt werden. Dies stellt jedoch eine Herausforderung dar, da das Reduzieren der Dicke des Kraftstoffinjektorkopfes eine Dauerfestigkeit und Druckbeständigkeit des Kraftstoffinjektorgehäuses verschlechtern kann.
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Ferner kann eine konkrete Positionierung des Strömungsbegrenzungsventils innerhalb des Hauptkörpers des Kraftstoffinjektors Einfluss auf Motorleistung und -haltbarkeit haben. Beispielsweise kann der angesammelte Kraftstoff, wenn Kraftstoff in der Lage ist, sich stromabwärts des Strömungsbegrenzungsventils vor der Einspritzung anzusammeln, bei einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr, obwohl das Strömungsbegrenzungsventil die Kraftstoffströmung zu dem Zylinder unterbricht, in den Zylinder tropfen. Dies kann negative Auswirkungen der übermäßigen Kraftstoffzufuhr ferner verschlimmern.
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In einer Ausführungsform weist ein Kraftstoffinjektor ein Strömungsbegrenzungsventil, das stromabwärts einer Innenkammer angeordnet ist und zwischen der Innenkammer und einem Magnetsteuerventil angeordnet ist. Das Strömungsbegrenzungsventil kann direkt an das Magnetsteuerventil gekoppelt sein, ohne dass sich ein Fluidreservoir dazwischen befindet. Dies kann ein Restvolumen von Kraftstoff, der in den Zylinder geleert wird, wenn das Strömungsbegrenzungsventil aktiviert ist, minimieren, wodurch die Kraftstoffzufuhr an den Zylinder wirksam unterbrochen wird, wenn eine Kraftstoffsperrung gefordert wird.
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Dadurch, dass das Strömungsbegrenzungsventil in einem Hauptkörper des Kraftstoffinjektorgehäuses distal von dem Kraftstoffeinlass und stromabwärts von dem Kraftstoffinjektorkopf positioniert ist, kann eine Dicke des Kraftstoffinjektorgehäuses an dem Kopf relativ zu einer Ausführungsform, bei welcher sich das Strömungsbegrenzungsventil in dem Kraftstoffinjektorkopf befindet, vergrößert werden. Somit können sowohl der Kraftstoffinjektorkopf als auch der Kraftstoffinjektorkörper eine ausreichende Wanddicke haben, um Hochdruckkraftstoffeinspritzung standzuhalten. Darüber hinaus kann das Platzieren des Strömungsbegrenzungsventils stromabwärts des Filters, der einen ausreichend kleinen Durchmesser hat, dass ein Platzieren des Filters in dem Kraftstoffinjektorkopf eine minimale Wirkung auf die Wanddicke hat, dabei helfen, Rückstände und andere Partikel aus der Kraftstoffströmung zu entfernen, bevor der Kraftstoff das Strömungsbegrenzungsventil erreicht, wodurch eine Nutzungsdauer des Strömungsbegrenzungsventils verlängert wird.
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3 und 4 bilden eine Ausführungsform eines Kraftstoffinjektors 300 ab, der wie oben beschrieben konfiguriert ist und an einem Zylinder wie z.B. Zylinder 200 aus 2 implementiert sein kann. In einem Beispiel kann der Kraftstoffinjektor 300 eine Ausführungsform des in 2 gezeigten Kraftstoffinjektors 226 sein. 3 zeigt einen Querschnitt des Kraftstoffinjektors 300 und 4 zeigt eine perspektivische Ansicht 400 eines Äußeren des Kraftstoffinjektors 300. Ein Satz Referenzachsen 330 ist zum Vergleich zwischen Ansichten bereitgestellt, eine y-Achse, eine x-Achse und eine z-Achse angebend. Eine Mitteldrehachse 302 des Kraftstoffinjektors 300, die parallel zu der z-Achse ist und auch eine Längsachse des Kraftstoffinjektors 300 sein kann, ist ebenfalls bereitgestellt. Kraftstoff kann linear durch den Kraftstoffinjektor 300 entlang der Mitteldrehachse 302 strömen.
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Wie in 4 gezeigt weist der Kraftstoffinjektor 300 ein hohles, zylindrisches Gehäuse 321 auf, welches verschiedene innere Komponenten des Kraftstoffinjektors 300 umschließt, mit jeweils einem Einlassende 304 und einem Auslassende 306 zum Eintreten in und Austreten aus dem Kraftstoffinjektor 300 des Kraftstoffes. Das Gehäuse 321 kann aus einem Metall wie beispielsweise Stahl gebildet sein. Das Gehäuse 321 kann vier Bereiche haben, einen Kraftstoffinjektorkopf 323, einen Kraftstoffinjektorkörper 325, ein Kraftstoffinjektorende 327 und einen Düsenbereich 329, die sequentiell angeordnet sind (z.B. entlang einer Richtung der Kraftstoffströmung) und eine einheitliche, kontinuierliche Struktur bilden. Der Kraftstoffinjektor 300 kann auch eine Düse 313 haben, die nicht von dem Gehäuse 321 umschlossen ist, unmittelbar stromabwärts des Düsenbereichs 329 ist und entlang der Mitteldrehachse 302 aus dem Gehäuse 321 vorsteht. In der folgenden Beschreibung sollten „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ hinsichtlich der Kraftstoffströmung jeweils von dem Einlassende 304 zu dem Auslassende 306 verstanden werden, wie von Pfeil 333 dargestellt, wobei ein Auslass 301 ein am weitesten stromaufwärtiges Element ist und eine Düsenspitze 314 ein am weitesten stromabwärtiges Element ist. Jeder Gehäusebereich und die Düse 313 können, wie in 4 angegeben, einen anderen Abschnitt einer Gesamtlänge 402 des Kraftstoffinjektors 300 bilden, wobei der Kraftstoffinjektorkörper 325 einen größeren Abschnitt der Gesamtlänge 402 bildet als die anderen Bereiche oder die Düse 313.
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Ein erster Außendurchmesser 322 des Gehäuses 321 des Kraftstoffinjektors 300, wie in 3 gezeigt, kann entlang des Kraftstoffinjektorkörpers 325, des Kraftstoffinjektorendes 327 und des Düsenbereichs 329 verhältnismäßig einheitlich sein oder sich verjüngen. Wie in 4 abgebildet kann sich der erste Außendurchmesser 322 des Gehäuses 321 in einem Beispiel in einer stromabwärtigen Richtung an einem Verbindungsbereich 404 zwischen dem Kraftstoffinjektorende 327 und dem Düsenbereich 329 so verjüngen, dass der erste Außendurchmesser 322 an dem Düsenbereich 329 im Vergleich zu dem ersten Außendurchmesser 322 an dem Kraftstoffinjektorende 327 reduziert ist. Beispielsweise kann der erste Außendurchmesser 322 an dem Düsenbereich 329 10% schmaler sein als der erste Außendurchmesser 322 an dem Kraftstoffinjektorende 237. In anderen Beispielen kann der Unterschied im Durchmesser zwischen 5-20% betragen. In noch einem anderen Beispiel kann der Unterschied im Durchmesser weniger als 5% oder mehr als 20% betragen. In anderen Beispielen jedoch kann der erste Außendurchmesser 322 durch den Kraftstoffinjektorkörper 325, das Kraftstoffinjektorende 327 und den Düsenbereich 329 einheitlich sein.
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Ein zweiter Außendurchmesser 324 des Gehäuses 321 an dem Kraftstoffinjektorkopf 323 kann schmaler sein als der erste Außendurchmesser 322. In einem Beispiel kann der zweite Außendurchmesser 324 70% des ersten Außendurchmessers 322 betragen. In anderen Beispielen kann der zweite Außendurchmesser 324 zwischen 60-90% des ersten Außendurchmessers 322 betragen. In noch einem anderen Beispiel kann der Unterschied im Durchmesser weniger als 60% oder mehr als 90% betragen. Der zweite Außendurchmesser 324 des Gehäuses 321 an dem Kraftstoffinjektorkopf 323 kann im Vergleich zu dem ersten Außendurchmesser 322 reduziert sein, um eine ringförmige Klemmeinrichtung 317, wie in 3 veranschaulicht, aufzunehmen, die sich gänzlich entlang einer Länge 332 des Kraftstoffinjektorkopfes 323 erstreckt und in Umfangsrichtung den Kraftstoffinjektorkopf 323 umgibt. Die Klemmeinrichtung 317 kann den Kraftstoffinjektor 300 an dem Kraftstoffinjektorkopf 323 innerhalb einer Bohrung des Zylinders, der konfiguriert ist, den Kraftstoffinjektor 300 aufzunehmen, sichern.
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Die Düse 313 unmittelbar stromabwärts des Düsenbereichs 329 ist nicht von dem Gehäuse 321 umschlossen und steht aus dem Gehäuse 321 entlang der Mitteldrehachse 302 vor. Die Düse 313 kann einen dritten Außendurchmesser 326 haben, der schmaler sein kann als der erste Außendurchmesser 322 und der zweite Außendurchmesser 324 des Gehäuses 321.
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Das Gehäuse 321 hat eine Wanddicke, die als ein Abstand zwischen dem Außendurchmesser (z.B. den ersten, zweiten oder dritten Außendurchmessern 322, 324, 326) und einem Innendurchmesser des Gehäuses 321 definiert werden kann. Beispielsweise kann das Gehäuse 321 an dem Kraftstoffinjektorkörper 325 eine erste Wanddicke 340 haben, die halb so groß wie ein Abstand zwischen dem ersten Außendurchmesser 322 und einem Innendurchmesser 316 des Gehäuses 321 ist. An dem Kraftstoffinjektorkopf 323 kann das Gehäuse 321 eine zweite Wanddicke 341 haben, die relativ zu einer ersten Wanddicke 340 des Kraftstoffinjektorkörpers 325 reduziert ist. In einem Beispiel kann die erste Wanddicke 340 um bis zu und einschließlich einem/eines maximalen Schwellenbetrag(s) reduziert werden, sodass die resultierende zweite Wanddicke 341 um einen Betrag, der kleiner als oder gleich dem Schwellenbetrag ist, dünner als die erste Wanddicke 340 ist. Beispielsweise kann der Schwellenbetrag 10% betragen. In einem anderen Beispiel kann der Schwellenbetrag eine Reduzierung von zwischen 5-25% im Vergleich zu der ursprünglichen Wanddicke betragen. Die zweite Wanddicke 341 wird daher nicht über eine Schwellenstärke und -druckbeständigkeit des Gehäuses 321 hinaus reduziert.
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Das Kraftstoffinjektorende 327 und der Düsenbereich 329 können eine dritte Wanddicke 342 haben, die im Vergleich zu der ersten Wanddicke 340 reduziert und/oder vergrößert sein kann. In manchen Beispielen kann die dritte Wanddicke 342 auch kleiner, beispielsweise dünner als die zweite Wanddicke 341 an dem Kraftstoffinjektorkopf 323, oder mehr, beispielsweise dicker als die zweite Wanddicke 341 an dem Kraftstoffinjektorkopf 323 sein. An einem stromabwärtigen Ende des Düsenbereichs 329, das proximal zu dem Auslassende 306 ist, biegt sich das Gehäuse 321 senkrecht zu der Mitteldrehachse 302, um die Düse 313 abzudichten, die aus dem Gehäuse 321 entlang der Mitteldrehachse 302 vorsteht. Eine Dicke des Düsenbereichs 329, der senkrecht zu der Drehachse 302 ist, kann analog zu der dritten Wanddicke 342 sein. Die Düse 313 kann eine zylindrische Hülle sein, die aus einem starren, hitzebeständigen Material wie einem Metall gebildet ist. Eine Dicke der zylindrischen Hülle kann kleiner sein als jeweils die erste Wanddicke 340, die zweite Wanddicke 341 und die dritte Wanddicke 342.
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Wie in 3 gezeigt werden nun innere Komponenten des Kraftstoffinjektors 300, die zumindest teilweise von dem Gehäuse 321 umschlossen sein können, der Richtung der Kraftstoffströmung, wie von Pfeil 333 angegeben, entsprechend beschrieben. Die inneren Komponenten umfassen den Hochdruckkraftstoffeinlass 301, einen Filter 303, eine Innenkammer 305, ein Strömungsbegrenzungsventil 307, ein Paar Hochdruckkraftstoffdurchgänge 308, ein Solenoid 309, eine Steuerventilplatte 310, ein Paar Niederdruckleckagebohrungen 315, eine Lochplatte 311, einen Düsensteuerbereich 312 (aufweisend eine Düsenfeder 352 und eine Düsennadel 354), eine Düse 313 und eine Düsenspitze 314.
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An dem Einlassende 304 des Kraftstoffinjektors 300 nimmt der Kraftstoffinjektorkopf 323 den Kraftstoffeinlass 301 und den Filter 303 auf. Der Kraftstoffeinlass 301 kann eine Öffnung an dem Einlassende des Kraftstoffinjektors 300 sein und den Kraftstoffinjektor 300 an ein Common-Rail-Kraftstoffsystem koppeln, z.B. CRS 100 aus 1 und 2, um es Hochdruckkraftstoff zu ermöglichen, in den Kraftstoffinjektor 300 einzutreten. Somit kann der Kraftstoffinjektor 301 konfiguriert sein, gegen Hochdrücke von einem Hochdruckkraftstoffrohrkopf 360 abzudichten. Der Hochdruckkraftstoffrohrkopf 360 kann den Kraftstoffinjektor 300 an das Common-Rail-System koppeln und eine konische Geometrie aufweisen, um eine Dichtungswirkung bereitzustellen. Die konische Geometrie kann in einem Beispiel 90 Grad relativ zu der Mitteldrehachse 302 sein. In einem anderen Beispiel kann der Winkel der konischen Geometrie in Bezug auf die Mitteldrehachse 302 zwischen 60 Grad bis 120 Grad variieren. Der Filter 303 ist in dem Kraftstoffeinlass 301 angeordnet und filtert Kraftstoff, der durch den Kraftstoffinjektorkopf 323 strömt. Der Filter 303 kann sich entlang eines Abschnitts der Länge 332 des Kraftstoffinjektorkopfes 323 erstrecken. Beispielsweise kann sich der Filter 303 entlang 60% der Länge 332 des Kraftstoffinjektorkopfes 323 erstrecken, aber eine Länge des Filters 303 relativ zu dem Kraftstoffinjektorkopf 323 kann in anderen Beispielen variieren. In einem Beispiel kann der Filter 303 ein Kantenfilter, Spaltfilter, oder eine andere Art Filter sein und kann Rückstände und andere Partikel ohne Beeinträchtigung der Kraftstoffströmung davon abhalten, in Elemente des Kraftstoffinjektors 300 stromabwärts des Filters 303 einzudringen.
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Der Filter 303 kann stromaufwärts der Innenkammer 305 positioniert sein, die hier als „interner Akkumulator“ bezeichnet wird. Der interne Akkumulator 305 kann eine zylindrische Kammer mit einem ersten Abschnitt 305a der Kammer, die innerhalb des Kraftstoffinjektorkopfes 323 platziert ist, und einem zweiten Abschnitt 305b der Kammer, die in dem Kraftstoffinjektorkörper 325 platziert ist, sein. Der zweite Abschnitt 305b kann länger als der erste Abschnitt 305a, z.B. entlang der Mitteldrehachse 302 definiert, sein. Der interne Akkumulator 305 erstreckt sich zwischen dem Filter 303 und dem Strömungsbegrenzungsventil 307 und koppelt diese fluidisch. Der interne Akkumulator 305 kann ein Fluidreservoir zum Lagern von Hochdruckkraftstoff vor der Einspritzung in den Zylinder sein.
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Der Kraftstoffinjektorkörper 325 umschließt auch das Strömungsbegrenzungsventil 307, welches stromabwärts des internen Akkumulators 305 positioniert und fluidisch mit diesem gekoppelt ist. Das Strömungsbegrenzungsventil 307 kann sich durch einen Abschnitt einer Länge 334 des Kraftstoffinjektorkörpers 325 erstrecken, wie z.B. 33% oder irgendwo zwischen 20-40%, und unmittelbar stromaufwärts des Kraftstoffinjektorendes 327 platziert sein. Das Strömungsbegrenzungsventil 307 kann konfiguriert sein, die Kraftstoffeinspritzung zu unterbrechen, wenn eine übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird.
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In einem Beispiel kann das Strömungsbegrenzungsventil 307 mit einem Gehäuse, das einen hohlen, zylindrischen Kolben 317 und eine Feder 318 umschließt, konfiguriert sein. Die Feder 318 kann innerhalb des Kolbens 317 positioniert sein und kann sich entlang einer Gesamtlänge des Strömungsbegrenzungsventils 307 erstrecken. Der Kolben 317 kann mit einer Vielzahl von drei oder mehr flachen Seiten, die symmetrisch um einen Außenumfang des Kolbens 317 angeordnet sind, konfiguriert sein. Die Vielzahl von flachen Seiten kann einen Abstand zwischen den flachen Seiten des Kolbens 317 und dem gekrümmten Injektorkörper 321 bereitstellen, was es Kraftstoff ermöglichen kann, durch das Strömungsbegrenzungsventil 307 zu dem Kraftstoffinjektorende 327 zu strömen. Während des Kraftstoffeinspritzens kann eine Druckveränderung über das Strömungsbegrenzungsventil 307 den Kolben 317 wie von Pfeil 333 angegeben nach unten zu dem Kraftstoffinjektorende 327 hin bewegen und die Feder 318 zusammendrücken. Während der übermäßigen Kraftstoffzufuhr kann eine Druckveränderung über das Strömungsbegrenzungsventil 307 ausreichen, um den Kolben 317 zu bewegen, damit dieser auf einem Strömungsbegrenzungsgehäusesitz 320 ruht. Wenn der Kolben 317 mit dem Strömungsbegrenzungsgehäusesitz 320 in Kontakt steht, kann die Kraftstoffströmung davon abgehalten werden, in das Kraftstoffinjektorende 327 zu strömen.
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Das Strömungsbegrenzungsventil 307 kann wieder geöffnet werden, wenn der Druck stromaufwärts des Kolbens 317 abgelassen wird. Beispielsweise kann der Kolben 317 an eine stromaufwärtige Position in dem Strömungsbegrenzungsventil 307 zurückkehren, wenn eine Federkraft der Feder 318 größer ist als eine Kraft des stromaufwärtigen Drucks. Der stromaufwärtige Druck kann abgelassen werden, während der Motor ausgeschaltet wird, was entweder manuell oder automatisch erfolgen kann.
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Das Kraftstoffinjektorende 327 nimmt die Hochdruckkraftstoffdurchgänge 308, das Solenoid 309, die Steuerventilplatte 310 und die Lochplatte 311 auf. Das Strömungsbegrenzungsventil 307 in dem Kraftstoffinjektorkörper 325 kann fluidisch an die Hochdruckkraftstoffdurchgänge 308 gekoppelt sein, die die Kraftstoffströmung durch die Steuerventilplatte 310 um das Solenoid 309 leiten. Somit kann die einzige Kraftstoffmenge, die vor einer Kraftstoffeinspritzung stromabwärts des Strömungsbegrenzungsventils 307 gespeichert ist, ein Kraftstoffvolumen sein, das in den Hochdruckkraftstoffdurchgängen 308, einem Steuervolumen 353 und einem Düsenvolumen 350, wie unten beschrieben, gespeichert ist. Die Hochdruckkraftstoffdurchgänge 308 und das Düsenvolumen 350 können ein kleines Volumen Kraftstoff speichern, sodass, wenn die Düsennadel 354 in einer offenen Position stecken bleibt, oder die Düsenspitze 314 kaputt ist, ein unerwünschtes Volumen von Kraftstoff in die Brennkammer tropfen kann. In einem Beispiel kann das Magnetventil 309 an die Steuerventilplatte 310 gekoppelt werden, die wiederum an die Lochplatte 311 gekoppelt sein kann. Die Kopplung des Magnetventils 309 mit der Steuerventilplatte 310 kann mehrere Komponenten aufweisen, aufweisend ein Solenoid 331, das innerhalb des Magnetventils 309 aufgenommen ist, und eine kolbenartige Stange 335 (beispielsweise eine Ankerstange, einen Bolzen usw.), die innerhalb der Steuerventilplatte 310 aufgenommen ist. Die Lochplatte 311 kann mit drei Löchern konfiguriert sein (nicht gezeigt). Ein erstes Loch kann ein Einlassloch sein, das Hockdruckkraftstoff in das Steuervolumen 353 leitet. Ein zweites Loch kann ein Auslassloch sein, das Hochdruckkraftstoff aus dem Steuervolumen 353 in die Steuerventilplatte 310 leitet, wenn das Solenoid 331 bestromt wird, was dazu führen kann, dass der Druck stromaufwärts der Oberseite der Düsennadel 354 niedriger ist als der Druck an einer Unterseite der Düsennadel 354. Ein drittes Loch der Lochplatte 311 kann ein Füllloch sein, das Kraftstoff aus dem Düsenbereich 329 in die Steuerventilplatte 310 leitet, wodurch Druck in der gesamten Lochplatte 311 ausgeglichen werden kann. Wenn das Solenoid 331 innerhalb des Magnetventils 309 einen elektrischen Strom, der von der ECU 106 gesteuert wird, erhält, erzeugt der Strom eine elektromagnetische Kraft, die die kolbenartige Stange 335 in einer stromaufwärtigen Richtung bewegen kann, was es dem Hochdruckkraftstoff beispielsweise ermöglichen kann, stromaufwärts von dem Steuervolumen 353 durch das zweite Loch und von dem Düsenvolumen 350 durch das dritte Loch der Lochplatte 311 zu strömen. Wenn der Hochdruckkraftstoff aus dem Steuervolumen 353 herausströmt, kann der Druck innerhalb des Steuervolumens auf einen Druck sinken, der niedriger ist als der Druck des Kraftstoffs innerhalb des Düsenvolumens 350. Eine Kraft aus der Druckveränderung in der gesamten Nadel 354 kann eine Kraft der Düsenfeder 352 überwinden und die Nadel 354 in einer stromaufwärtigen Richtung heben, was es dem Kraftstoff ermöglichen kann, in die Brennkammer eingespritzt zu werden. Wenn der elektrische Strom von der ECU 106 abgeschaltet wird, kann das Solenoid 331 innerhalb des Magnetventils 309 aufhören, die elektromagnetische Kraft zu erzeugen. Die kolbenartige Stange 335 kann zu einer Ausgangsposition zurückkehren, in der sie mit der Lochplatte 311 in Kontakt steht, was Hockdruckkraftstoff dabei unterbrechen kann, aus dem Steuervolumen 353 zu strömen. Folglich kann sich der Druck innerhalb des Steuervolumens 353 an den Druck des Kraftstoffs innerhalb des Düsenvolumens 350 angleichen. In Abwesenheit des Druckunterschiedes kann sich die Düsenfeder 352 zu ihrer ursprünglichen Position erstrecken, was die Nadel 354 zu ihrer ursprünglichen Position an der Düsenspitze 314 bewegen kann; wodurch Kraftstoff davon abgehalten wird, in die Brennkammer einzutreten.
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Der Düsenbereich 329 stromabwärts des Kraftstoffinjektorendes 327 weist den Düsensteuerbereich 312 auf, in dem die Düsenfeder 352 und die Düsennadel 354 angeordnet sind. Das Paar Niederdruckleckagebohrungen 315 ist teilweise in dem Düsenbereich 329 positioniert und erstreckt sich stromaufwärts in das Kraftstoffinjektorende 327 und in den Kraftstoffinjektorkörper 325, wobei ein Paar Auslässe 337 der Leckagebohrungen 315 in dem Kraftstoffinjektorkörper 325 positioniert ist. Kraftstoff, der durch das Magnetventil 309 während einer Einspritzung läuft, strömt in die Niederdruckkraftstoffbohrungen 315 und kann zu dem Kraftstofftank, beispielsweise dem Kraftstofftank 102 aus 1, über die Leckageauslässe 337 zurückkehren. Die Düse 313 steht aus dem Düsenbereich 329 des Gehäuses 321 vor und weist die Düsenspitze 314 auf. Der Düsensteuerbereich 312 weist auch das Düsenvolumen 350 auf, an welches Kraftstoff von Hochdruckkraftstoffdurchgängen 308 abgegeben wird. Die Düsenfeder 352 und die Düsennadel 354 können in dem Düsenvolumen 350 angeordnet sein und zumindest einen Abschnitt eines Volumens des Düsenvolumens 350 einnehmen. Das Düsenvolumen 350 und die Düsennadel 354 erstrecken sich gänzlich durch eine Länge (z.B. entlang der Mitteldrehachse 302 definiert) der Düse 313.
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Während einer Nennkraftstoffeinspritzung, z.B. Kraftstoffeinspritzung, die ein stöchiometrisches oder Ziel-Verbrennungsluftverhältnis für Verbrennung zu einem gewünschten Zeitpunkt bereitstellt, spritzt ein Kraftstoffinjektor, wie z.B. der Kraftstoffinjektor 300 aus 3, Kraftstoff in einen Zylinder eines Motors ein, der dann verbrannt wird, um einem Fahrzeug Energie bereitzustellen. Hochdruckkraftstoff aus einem Common-Rail-Kraftstoffsystem tritt über einen Kraftstoffeinlass in dem Kraftstoffinjektorkopf in den Kraftstoffinjektor ein. Kraftstoff kann durch einen Filter, der an dem Kraftstoffeinlass positioniert ist, strömen, wo Rückstände und andere Partikel entfernt werden. Der gefilterte Kraftstoff wird dann in einem internen Akkumulator gelagert, der den Hochdruckkraftstoff vor dem Einspritzen in den Zylinder speichert. Während der Kraftstoffeinspritzung kann ein Strömungsbegrenzungsventil nominal in einer offenen Position sein und es Kraftstoff ermöglichen, durch dieses und in ein Paar Hochdruckkraftstoffdurchgänge zu strömen, die Hochdruckkraftstoff um ein Solenoid herum zu einem Innenkanal einer Düse des Kraftstoffinjektors leiten können. Eine Steuerventilplatte ist in dem Kraftstoffinjektorende angeordnet und kann fest an eine Lochplatte gekoppelt werden, die einen Durchmesser analog zu einem Durchmesser des Innenkanals haben kann. Die Hochdruckkraftstoffdurchgänge leiten Kraftstoff sowohl durch das Steuerventil als auch die Lochplatte.
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Die Lochplatte kann Hochdruckkraftstoff zu oder aus einem oder mehr von drei Elementen, die an die Lochplatte gekoppelt sind, leiten, einschließlich des Steuervolumens, der Steuerventilplatte und des Düsenbereichs. Wenn das Solenoid bestromt ist, kann Hochdruckkraftstoff aus dem Steuervolumen in die Steuerventilplatte geleitet werden, was den Druck stromaufwärts der Oberseite der Düsennadel veranlassen kann, niedriger zu sein als der Druck an der Unterseite der Düsennadel, was die Nadel hebt und den Injektor veranlasst, Kraftstoff in die Brennkammer einzuspritzen. Wenn der Kraftstoffinjektor in einem deaktivierten Zustand ist, z.B. Kraftstoff nicht einspritzt, und das Solenoid entstromt ist, kann der Kraftstoff daran gehindert werden, durch das Auslassloch zu strömen, was den Druck in dem Steuervolumen stromaufwärts der Oberseite der Düsennadel und den Druck an der Unterseite der Düsennadel ausgleichen kann. Folglich kann die Düsennadel in einer geschlossenen Position, an der Düsenspitze abgedichtet, verbleiben.
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Ein Controller kann ein Signal von einem oder mehreren Motorsensoren empfangen, das angibt, dass Kraftstoffverbrennung erwünscht ist, und kann als Reaktion das Solenoid betätigen (z.B. bestromen), was die kolbenartige Stange innerhalb des Magnetventils veranlassen kann, sich entlang einer Längsachse, z.B. entlang einer Mitteldrehachse, des Kraftstoffinjektors stromaufwärts zu bewegen. Die stromaufwärtige Bewegung der kolbenartigen Stange innerhalb des Magnetventils kann es Kraftstoff aus dem Steuervolumen an Oberseite der Düsennadel auch ermöglichen, aus dem Steuervolumen stromaufwärts durch die Lochplatte in die Steuerventilplatte zu strömen. Kraftstoffströmung aus dem Steuervolumen kann einen Druckabfall um die Düsennadel erzeugen, was in einem Zurückziehen der Düsennadel weg von einer Düsenspitze des Kraftstoffinjektors resultieren kann. Mit jeder Aktivierung des Solenoids wird dadurch Hochdruckkraftstoff aus dem Kraftstoffinjektor in den Zylinder eingespritzt. Ein Volumen von Kraftstoff, das nicht in den Zylinder eingespritzt wird und das demnach zu Niederdruckkraftstoff im Druck reduziert wird, kann über das Paar Niederdruckleckagebohrungen zu dem Kraftstofftank zurückkehren.
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In manchen Fällen kann eine übermäßige Kraftstoffzufuhr während des Motorbetriebs auftreten. Wie oben beschrieben kann es beispielsweise aufgrund von Beschädigung des Kraftstoffinjektors, einer fehlerhaften Berechnung des Kraftstoffeinspritzvolumens und/oder - zeitpunktes, einer Anwesenheit von durch Kraftstoffleckage beschädigten Sensoren, einer mechanischen Abnutzung der Düsenspitze als Ergebnis von Ermüdungsbruch oder Folgeschäden usw., zu einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr kommen, was zu der übermäßigen Einspritzung von Kraftstoff führen kann. Das Strömungsbegrenzungsventil kann konfiguriert sein, Kraftstoffeinspritzung zu unterbrechen, wenn eine übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird. In einem Beispiel kann ein federgesteuerter Mechanismus des Strömungsbegrenzungsventils druckbetätigt werden und sich daher aufgrund von Druckveränderungen in der gesamten Feder zusammenziehen oder ausweiten. Während der übermäßigen Kraftstoffzufuhr kann der Druck über dem Strömungsbegrenzungsventil höher sein als der Druck unter dem Strömungsbegrenzungsventil, was dazu führen kann, dass das Strömungsbegrenzungsventil aktiviert wird, wodurch die Kraftstoffströmung aus dem internen Akkumulator zu den Kraftstoffleitungen blockiert wird. Jeglicher in dem internen Akkumulator verbleibender Kraftstoff kann daher bei Aktivierung des Strömungsbegrenzungsventils in dem internen Akkumulator verbleiben, wodurch eine Restmenge von Kraftstoff, die während der übermäßigen Kraftstoffzufuhr aus dem Kraftstoffinjektor in den Zylinder tropfen kann, minimiert wird.
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Auf diese Weise können eine Dauerfestigkeit und Druckbeständigkeit eines Kraftstoffinjektors trotz eines reduzierten Außendurchmessers an einem Kopf des Kraftstoffinjektors beibehalten werden. Durch Positionieren einer inneren Komponente mit einem großen Grundriss, wie eines Strömungsbegrenzungsventils, beabstandet von und distal zu dem Kraftstoffinjektorkopf können innerhalb des Kopfes eingeschlossene Komponenten in ihrem Volumen ausreichend klein sein, um es dem Kopf zu ermöglichen, eine Schwellenwanddicke des Kraftstoffinjektorgehäuses beizubehalten. Folglich kann der Kraftstoffinjektor eine ausreichende Wanddicke haben, um Hochdrücken an allen Bereichen des Gehäuses standzuhalten. In einem Beispiel kann das Strömungsbegrenzungsventil stromabwärts einer Innenkammer des Kraftstoffinjektors platziert sein, wobei sich die Innenkammer zwischen einem Filter, der an einem Einlass des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, und dem Strömungsbegrenzungsventil erstreckt. Ein inneres Volumen der Innenkammer ist dadurch gänzlich stromaufwärts des Strömungsbegrenzungsventils positioniert. Wenn eine übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird und das Strömungsbegrenzungsventil aktiviert wird, um die Kraftstoffströmung zu einem Zylinder zu unterbrechen, wird ein Restkraftstoffvolumen, das in den Zylinder geleert wird, auf ein kleines Volumen von Kraftstoff innerhalb eines Paars Hochdruckkraftstoffdurchgänge und einer Innenkammer einer Düse des Kraftstoffinjektors reduziert. Diese Konfiguration kann eine Wahrscheinlichkeit unerwünschter Vorkommnisse, wie z.B. Überverbrennung oder Wasserschlag, reduzieren.
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Die technische Wirkung des Positionierens des Strömungsbegrenzungsventils stromabwärts der Innenkammer des Kraftstoffinjektors ist, dass die Nutzungsdauer des Kraftstoffinjektors erhöht wird, während die Integrität des Motos beibehalten wird.
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In einer Ausführungsform weist ein Kraftstoffinjektor auf: Ein Gehäuse, eine von dem Gehäuse umschlossene Innenkammer und ein Strömungsbegrenzungsventil, das an einem stromabwärtigen Ende der Innenkammer angeordnet und ebenfalls von dem Gehäuse umschlossen ist, wobei das Strömungsbegrenzungsventil zwischen dem stromabwärtigen Ende der Innenkammer und einem Magnetventil positioniert ist. In einer anderen Ausführungsform befindet sich ein Einlass des Kraftstoffinjektors an einem ersten, stromaufwärtigen Ende des Kraftstoffinjektors, wobei Kraftstoff aus dem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Kraftstoffinjektors gegenüber dem ersten Ende durch den Kraftstoffinjektor strömt. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, hat das Gehäuse einen Kopf an einem oberen Ende des Gehäuses; der Kopf ist stromaufwärts eines Körpers des Gehäuses angeordnet. Ein Außendurchmesser des Gehäuses ist an dem Kopf reduziert. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist eine erste Dicke des Gehäuses an dem Kopf um einen Betrag, der gleich oder kleiner ist als ein Schwellendifferenz, kleiner als eine zweite Dicke des Gehäuses an dem Kopf. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, beträgt die Schwellendifferenz zwischen 5 bis 25%. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist ein Filter von dem Kopf des Gehäuses umschlossen und die Innenkammer, das Strömungsbegrenzungsventil und das Magnetventil sind von dem Körper des Gehäuses umschlossen. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist das Strömungsbegrenzungsventil von einem Filter des Kraftstoffinjektors um eine Länge der Innenkammer beabstandet, wobei die Länge entlang einer Mittelachse des Kraftstoffinjektors definiert ist. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen aufweist, ist Kraftstoff stromaufwärts des Strömungsbegrenzungsventils in der Innenkammer gespeichert.
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In einer anderen Ausführungsform weist ein Common-Rail-System für einen Motor auf: einen Hochdruckkraftstoffverteiler und einen Kraftstoffinjektor, der konfiguriert ist, Kraftstoff aus dem Hochdruckkraftstoffverteiler in einen Zylinder einzuspritzen. Der Kraftstoffinjektor weist auf einen Filter, der an einem Einlass des Kraftstoffinjektors positioniert ist, den Einlass, der sich an einem ersten Ende des Kraftstoffinjektors befindet, ein Kraftstoffbegrenzungsventil, das in einem Mittelbereich entlang einer Länge des Kraftstoffinjektors stromaufwärts eines Magnetventils angeordnet ist, wobei das Kraftstoffbegrenzungsventil als ein Kraftstoffsperrmechanismus bei einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr konfiguriert ist, und einen Akkumulator, der sich zwischen dem Filter und dem Strömungsbegrenzungsventil erstreckt. In einer anderen Ausführungsform ist das Strömungsbegrenzungsventil konfiguriert, sich zu schließen, wenn die übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird, und wobei das Kraftstoffbegrenzungsventil, wenn es geschlossen ist, die Kraftstoffströmung aus dem Akkumulator zu dem Zylinder blockiert. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist der Kraftstoff nicht stromabwärts des Kraftstoffbegrenzungsventils zwischen dem Kraftstoffbegrenzungsventil und dem Magnetventil gespeichert. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist das Kraftstoffbegrenzungsventil von dem Filter um eine Länge des Akkumulators beabstandet, wobei die Länge parallel zu einer Mittelachse des Kraftstoffinjektors ist und wobei die Länge des Akkumulators größer ist als jeweils eine Länge des Filters und eine Länge des Kraftstoffbegrenzungsventils. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist das Kraftstoffbegrenzungsventil näher an einem zweiten Ende des Kraftstoffinjektors als an dem ersten Ende positioniert, wobei sich das zweite Ende dem ersten Ende gegenüberliegt und wobei das zweite Ende eine Düse aufweist. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen aufweist, ist das Kraftstoffbegrenzungsventil durch Hochdruckkraftstoffdurchgänge fluidisch an die Düse gekoppelt und wobei Kraftstoffströmung zu der Düse auf Grundlage einer Position einer Lochplatte, die in einem Weg der Kraftstoffströmung zwischen dem Magnetventil und der Düse angeordnet ist, eingestellt wird. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, weist das Magnetventil ein elektromagnetisch betätigtes Solenoid und eine Steuerventilplatte auf, die an die Lochplatte gekoppelt ist, und wobei das Solenoid konfiguriert ist, eine Position einer kolbenartigen Stange entlang einer Mittelachse entlang des Kraftstoffinjektors zu variieren, um einen Druckabfall in einem Steuervolumen über einer Düsennadel zu erzeugen und wobei das Erzeugen des Druckabfalls die Düsennadel veranlasst, von ihrem Sitz gehoben zu werden und Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder einzuleiten. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist das Kraftstoffbegrenzungsventil konfiguriert, die Kraftstoffströmung von dem Akkumulator zu der Düse unabhängig von der Position der Lochplatte zu blockieren, wenn eine übermäßige Kraftstoffzufuhr detektiert wird.
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In einer anderen Ausführungsform weist ein Kraftstoffinjektor für ein Common-Rail-System auf ein Gehäuse, das eine Vielzahl von inneren Komponenten des Kraftstoffinjektors umschließt, wobei die Vielzahl von inneren Komponenten ein Kraftstoffbegrenzungsventil, das zwischen einem Akkumulator und einem Magnetventil des Kraftstoffinjektors angeordnet ist, aufweisen, wobei eine Dicke einer Wand des Gehäuses um einen Betrag, der gleich oder kleiner als eine Schwellendifferenz ist, an einem Kopf des Kraftstoffinjektors dünner ist als an einem Körper des Kraftstoffinjektors. In einer anderen Ausführungsform ist der Kopf des Kraftstoffinjektors von einer Klemmeinrichtung in Umfangsrichtung umgeben, wobei die Klemmeinrichtung konfiguriert ist, eine Position des Kraftstoffinjektors in einem Zylinderkopf beizubehalten, und wobei ein Außendurchmesser des Kopfes des Kraftstoffinjektors relativ zu einem Außendurchmesser des Körpers des Kraftstoffinjektors reduziert ist. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, erstreckt sich der Kopf des Kraftstoffinjektors zwischen einem Einlass des Kraftstoffinjektors und dem Körper des Kraftstoffinjektors und wobei die Dicke der Wand des Gehäuses an dem Kopf konfiguriert ist, einem Hochdruck des Common-Rail-Kraftstoffsystems an dem Einlass es Kraftstoffinjektors standzuhalten, der dem Kraftstoffinjektor kommuniziert wird. In einer anderen Ausführungsform, die optional einen oder mehrere Aspekte der anderen Ausführungsformen umfasst, ist Kraftstoff in dem Kraftstoffinjektor gänzlich stromaufwärts des Strömungsbegrenzungsventils während des Betriebs des Kraftstoffinjektors und während einer übermäßigen Kraftstoffzufuhr gespeichert, wenn das Strömungsbegrenzungsventil betätigt wird, um Kraftstoffeinspritzung an einem Zylinder zu unterbrechen.
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Wie hier verwendet, sollten ein Element oder ein Schritt, die in der Einzahl genannt und mit dem Wort „ein“ oder „eine“ angeführt werden, als die Mehrzahl der Elemente oder Schritte nicht ausschließend verstanden werden, sofern ein solches Ausschließen nicht explizit angegeben wird. Ferner sind Verweise auf „eine Ausführungsform“ der vorliegenden Erfindung nicht dazu vorgesehen, als die Existenz von zusätzlichen Ausführungsformen, welche die genannten Merkmale ebenfalls aufweisen, ausschließend interpretiert zu werden. Ferner können, sofern das Gegenteil nicht ausdrücklich genannt wird, Ausführungsformen, die ein Element oder eine Vielzahl von Elementen, die eine bestimmte Eigenschaft haben, „umfassen“, „aufweisen“ oder „haben“, zusätzliche solcher Elemente aufweisen, die eine solche Eigenschaft nicht haben. Die Termini „umfassen“ und „in dem“ werden als gemeinsprachliche Äquivalente der entsprechenden Termini „aufweisen“ und „wobei“. Ferner werden die Termini „erstes“, „zweites“ und „drittes“ usw. lediglich als Kennzeichnungen verwendet und sind nicht dazu vorgesehen, ihren Objekten numerische Anforderungen oder eine bestimmte Positionsreihenfolge aufzuerlegen.
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Die Figuren zeigen Beispielskonfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn sie als einander direkt kontaktierend oder direkt gekoppelt gezeigt werden, dann kann auf solche Elemente in mindestens einem Beispiel als jeweils direkt kontaktierend oder direkt gekoppelt verwiesen werden. Analog dazu können Elemente, die als angrenzend oder benachbart zueinander gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel als angrenzend oder benachbart zueinander sein. Beispielsweise kann auf Elemente, die miteinander in Flächenkontakt stehen, als miteinander in Flächenkontakt stehend verwiesen werden. Als anderes Beispiel kann auf Elemente, die lediglich mit einem Raum und keinen anderen Komponenten dazwischen voneinander beabstandet positioniert sind, in mindestens einem Beispiel als solche verwiesen werden. Als noch ein weiteres Beispiel kann auf Elemente, die über-/untereinander, auf einander gegenüberliegenden Seiten, oder links/rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche verwiesen werden. Ferner kann, wie in den Abbildungen gezeigt, in mindestens einem Beispiel auf ein(en) oberstes/n Element oder Punkt eines Elements als „Oberseite“ der Komponente verwiesen werden und auf ein(en) unterstes/n Element oder Punkt des Elements als „Unterseite“ der Komponente verwiesen werden. Wie hier verwendet können Oberseite/Unterseite, oberes/unteres, über/unter relativ zu einer vertikalen Achse der Abbildungen sein und dazu verwendet werden, die Positionierung von Elementen der Abbildungen relativ zueinander zu beschreiben. Insofern sind in einem Beispiel Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel kann auf Formen der Elemente, die in den Figuren abgebildet sind, als diese Formen aufweisend verwiesen werden (z.B. als kreisförmig, gerade, flach, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, gewinkelt oder ähnliches). Ferner kann in mindestens einem Beispiel auf Elemente, die einander überschneiden, als überschneidende Elemente oder einander überschneidende Elemente verwiesen werden. Darüber hinaus kann in einem Beispiel auf ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, als solches verwiesen werden.
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Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, umfassend die beste Betriebsart, und auch, um es einen Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung zu verwirklichen, einschließlich des Herstellens und Verwendens jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und des Durchführens jeglicher enthaltenen Verfahren. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele umfassen, die vom Fachmann erdacht werden. Solche weiteren Beispiele sind dazu vorgesehen, im Schutzumfang der Ansprüche zu sein, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden vom Wortlaut der Ansprüche umfassen.
