DE10207189A1 - Schaltbare Einspritzeinrichtung zur Einspritzung unterschiedlicher Kraftstoffmengen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verwendung an einer Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Düsenspitze (1), die mit einem Kraftstoffzufuhrkanal (4) versehen ist, der endseitig in einen mit Düsenlöchern (8, 9) versehenen Sammelraum (3) ausmündet und in dem eine mit vorgebbarer Hubweite axial bewegbare Düsennadel (2) angeordnet ist, deren freies Ende als wenigstens zweistufiger Ventilkörper (5) ausgebildet ist, dem ein wenigstens zweistufiger Schließbereich (6) zugeordnet ist, wobei eine Ventilstufe (5.1, 6.1) ein Sitzventil bildet und die zweite Ventilstufe (5.2, 6.2) ein Schiebeventil bildet, wobei die Düsenlöcher (8, 9) in jeweils einer Stufe eines Schließbereichs (6.1, 6.2) zugeordneten Ebenen angeordnet sind, so daß in Abhängigkeit von der Hubweite der Düsennadel (2) nur die Düsenlöcher (8) der ersten Ebene oder zusätzlich die Düsenlöcher (9) mindestens einer weiteren Ebene freigegeben und mit Kraftstoff beaufschlagt werden.

Description

Die Einspritzsysteme für Dieselmotoren sind im Hinblick auf die gestiegenen Anforderungen deutlich komplexer geworden. So wurde mit der Tendenz zu drallarmen Brennverfahren die Ge­ mischbildung immer stärker auf das Einspritzsystem übertra­ gen, wobei zum einen stetig höhere Einspritzdrücke und zum anderen besondere Düsengeometrien eine gute Gemischbildung bei geringer Ladungsbewegung umsetzen konnten. Zugleich sind auch die Mitteldrücke bei Dieselmotoren angewachsen, unabhän­ gig vom jeweiligen Anwendungsbereich. Dies hatte eine immer größere Spreizung der vom Einspritzsystem einzustellenden Einspritzmenge zur Folge. Darüber hinaus erfordert die Ein­ haltung von Abgasgrenzwerten, aber auch die Reduzierung der Schallemission eine Formung des Einspritzverlaufes sowie die Notwendigkeit einer Vor- und einer Nacheinspritzung von klei­ nen Kraftstoffmengen, die sich sehr deutlich von der Haupt­ menge unterscheiden.

Bei einer festgelegten Brennraumgeometrie läßt sich grund­ sätzlich zu den für unterschiedliche Lastanforderungen erfor­ derlichen Einspritzmengen jeweils eine optimale Düsenkonfigu­ ration entwickeln. Diese hängt zum einen von der gewünschten Einspritzmenge ab und variiert zum anderen mit dem jeweiligen Betriebspunkt, so daß der Durchmesser der Düsenlöcher aber auch ihre Anzahl variabel sein sollte.

Dieses Problem tritt deutlich in Erscheinung bei Dieselmoto­ ren, auch als sogenannte Diesel-Gasmotoren bekannt, die so­ wohl mit Dieselkraftstoff als auch mit Gas zu betreiben sind. Für den Gasbetrieb wird nur eine geringe Menge an Diesel­ kraftstoff zur Auslösung einer sogenannten Pilotzündung benö­ tigt, so daß die Einspritzdüsen für geringe Dieselmengen ab­ gestimmt sein müssen, um die Anforderungen des Brennverfah­ rens und der Emissionsminderung zu erfüllen. Mit einer derar­ tigen, nur für geringe Einspritzmengen ausgelegten Einspritz­ düse läßt sich im reinen Dieselbetrieb maximal 10% der für die Vollast benötigten Energiemenge einspritzen. Soll bei ei­ nem derartigen Dieselmotor vom Gasbetrieb, bei dem die Die­ seleinspritzung nur der Pilotzündung dient, für die etwa 1 bis 5% des Diesel-energieanteils benötigt werden, auch als Dieselmotor mit 100%iger Einspritzung an Dieselkraftstoff be­ trieben werden, dann muß die Einspritzdüse getauscht werden, da es nicht möglich ist, mit einer für den reinen Dieselbe­ trieb ausgelegten Einspritzdüse die für den Pilotzünderbe­ trieb je Einspritzung benötigte geringe Kraftstoffmenge unter Einhaltung der Anforderungen des Brennverfahrens und der Emissionsminderung einzuspritzen.

Bei großen stationären Diesel-Gasmotoren wurde dieses Problem dadurch gelöst, daß jeweils jedem Zylinder mehrere Einspritz­ systeme zugeordnet wurden. Bei kleineren Dieselmotoren ist diese Lösung jedoch im Hinblick auf den geringen Bauraum nicht möglich.

Sogenannte vollvariable Düsen mit schlitzförmigen Düsenöff­ nungen, die je nach Hubweite der Düsennadel mehr oder weniger freigegeben werden, bewirken unvorteilhafte Einspritzstrahlen mit schlechter Zerstäubung und entsprechenden. Nachteilen des Brennverlaufs.

Aus DE-199 46 906 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil be­ kannt, dessen Düsenspitze mit Düsenlöchern versehen ist, die in bezug auf die Ventilachse mit Abstand zueinander in zwei Ebenen angeordnet sind. Im Inneren der Düsenspitze ist eine als Schieberventil ausgebildete, hohlgebohrte Ventilnadel an­ geordnet, die bei Teilhub die Düsenöffnungen der ersten Ebene und bei Vollhub dann auch die Düsenöffnungen der zweiten Ebe­ ne freigibt. Die Düsennadel ist mit Abstand zum Schieberven­ tilteil noch mit einem als Sperrventil dienenden Sitzventil­ teil versehen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß in einem Ringraum zwischen Sitzventilteil und Schieber­ ventilteil sowie in der Bohrung der Ventilnadel bei geschlos­ senem Einspritzventil eine nicht unbedeutende Kraftstoffmenge verbleibt, die nicht nur den Temperatureinflüssen ausgesetzt ist, sondern auch die Genauigkeit einer Einspritzmengendosie­ rung verschlechtert. Bei den geringen Durchmessern erfordert die Herstellung der dünnen Längsbohrung in der Düsennadel mit den zugehörigen Querbohrungen einen erheblichen Fertigungs­ aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzdüse zu schaffen, die es erlaubt, unterschiedliche Einspritzmengen bei optimaler Zerstäubung einspritzen zu können.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kraftstoffeinspritzein­ richtung zur Verwendung an einer Kolbenbrennkraftmaschine entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1. Damit ist es mög­ lich, daß in Abhängigkeit von der Hubweite der Düsennadel die Düsenlöcher nur der ersten Ebene oder zusätzlich mindestens einer weiteren Ebene freigegeben und mit Kraftstoff beauf­ schlagt werden. In der Regel ist es ausreichend, wenn der Ventilkörper zweistufig ausgebildet ist und entsprechend ein zweistufiger Ventilsitz vorgesehen ist, so daß dementspre­ chend auch zwei Ebenen mit Düsenlöchern vorhanden sind. Die erste Ventilstufe ist als Sitzventil und die zweite Ventil­ stufe ist als Schieberventil ausgebildet, so daß nicht nur die Fertigung vereinfacht wird, sondern auch auf eine hohle, d. h. mit einem Längskanal versehene Düsennadel verzichtet werden kann. Eine derartige "massive", d. h. ungebohrte Dü­ sennadel ist nicht nur einfacher herzustellen sondern weist auch eine höhere Stabilität auf, was bei den geringen Durch­ messern von nur wenigen Millimetern schon bedeutsam ist. Her­ stellungstechnische Vorteile ergeben sich auch dadurch, daß die Durchmesser des Sitzventilteils einerseits und des Schie­ berventilteils andererseits zur Düsennadelspitze hin abge­ stuft abnehmen. Bei einer Betätigung der Düsennadel im Teil­ hub werden nur die Düsenlöcher der ersten Ebene vom Sitzven­ til freigegeben, so daß die durch Kraftstoffvordruck und Ge­ samtdurchtrittsquerschnitt der Düsenlöcher der ersten Ebene vorgegebene Kraftstoffmenge in den Brennraum eintreten kann. Der Durchtrittsquerschnitt der einzelnen Düsenlöcher bestimmt hierbei die Zerstäubungsgüte. Bei einem Vollhub der Düsenna­ del werden dann zusätzlich vom Schieberventil die Düsenlöcher der zweiten Ebene freigegeben, so daß eine entsprechend grö­ ßere Kraftstoffmenge eingespritzt werden kann. Die Kombinati­ on von Sitzventil und Schieberventil mit ungebohrter Düsenna­ del bewirkt eine geringe Bauhöhe in diesem Bereich und ein geringes Restvolumen in Schließstellung, so daß eine exaktere Dosierung der Einspritzmenge möglich ist. Das erfindungsgemä­ ße Einspritzventil gibt beispielsweise die Möglichkeit, bei Diesel-Gasmotoren, die für die Pilotzündung notwendige gerin­ ge Kraftstoffmenge für jeden Arbeitstakt einzuspritzen, da nur die Düsenlöcher der ersten Einspritzebene geöffnet wer­ den. Die Düsenlöcher dieser ersten Ebene sind für die Anfor­ derungen der Pilotzündung in bezug auf Durchmesser und Anzahl optimiert. Sie weisen gegenüber den Düsenlöchern der zweiten Einspritzebene einen kleineren Durchmesser auf, so daß eine nur kleine aber gut zerstäubte Einspritzmenge in den Brenn­ raum eingebracht wird.

Soll ein derartiger Motor dann ausschließlich mit Diesel­ kraftstoff betrieben werden, öffnet der Ventilkörper mit sei­ ner vollen Hubweite, so daß auch die Düsenlöcher der zweiten Ebene freigegeben werden, die in Zahl und Querschnitt auf den Dieselbetrieb abgestimmt sind. Die vorstehend beschriebene bessere Zerstäubung des Kraftstoffs erfolgt hierbei kurzzei­ tig während der Öffnungsphase, so daß insgesamt ein besserer Zerstäubungsgrad der jeweils eingespritzten Kraftstoffmenge erzielt wird. Bei reinen Dieselmotoren ist es möglich, zwi­ schen einer kleinen Einspritzmenge für den Teillastbetrieb und einer großen, durch die Einspritzdüsen beider Ebenen in den Brennraum eingespritzten Vollastmenge umzuschalten.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Kraft­ stoffeinspritzeinrichtung mit Mitteln zur Veränderung der Hubweite der Düsennadel versehen. Erfindungsgemäß können die Mittel zur Änderung der Hubweite durch einen verstellbaren, mit einem Stellantrieb verbundenen Anschlag gebildet werden. Der Stellantrieb kann beispielsweise als elektromagnetischer Stellantrieb ausgebildet sein, der über eine Motorsteuerung ansteuerbar ist. Damit ist es möglich, bei einem Diesel- Gasmotor im Zweistoffbetrieb den Hub der Düsennadel auf Dauer zu begrenzen, so daß zuverlässig immer nur die Düsenlöcher der ersten Düsenebene für die Pilotzündung geöffnet werden. Soll dieser Diesel-Gasmotor jedoch im reinen Dieselbetrieb betrieben werden, dann wird der Anschlag zur Begrenzung der Hubweite freigegeben, so daß immer die für den reinen Diesel­ betrieb benötigte Kraftstoffmenge eingespritzt wird.

Für einen ausschließlich mit Dieselkraftstoff betriebenen Mo­ tor bietet diese Lösung die Möglichkeit, die Düsen der ersten Ebene für einen Teillastbetrieb zu bemessen, so daß im Teil­ lastbetrieb wiederum die Hubweite der Düsennadel so begrenzt ist, daß nur die Düsenlöcher der ersten Ebene geöffnet wer­ den. Soll der Dieselmotor jedoch unter Vollast betrieben wer­ den, dann wird über den Stellantrieb der Anschlag zurückgezo­ gen und die volle Hubweite der Düsennadel freigegeben, so daß über die Düsenlöcher der zweiten Ebene soviel an Kraftstoff zusätzlich in den Brennraum eingespritzt wird, wie dies für den Vollastbetrieb erforderlich ist. Anzahl und Querschnitt der Düsenlöcher der einzelnen Ebenen kann dann jeweils für den Teillastbetrieb und für den Vollastbetrieb so konfigu­ riert werden, daß eine optimale Zerstäubung gewährleistet ist. Der jeweilige Gesamtdurchtrittsquerschnitt der Düsenlö­ cher der einen Ebene kann gegenüber dem Gesamtquerschnitt der anderen Ebene je nach den Anforderungen kleiner, gleich oder größer sein.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Begrenzung der Hubweite durch hintereinander geschaltete Federelemente vorzusehen. Diese können unterschiedliche Fe­ derhärten aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Düsenlöcher in bezug auf die Achse der Düsennadel in Ein­ spritzrichtung geneigte Strahlachsen aufweisen. Die Strahlen­ achsen der Düsenlöcher der beiden Ebenen können hierbei die gleiche Neigung aufweisen oder in weiterer Ausgestaltung un­ terschiedlich geneigt sein. Hierbei ist in weiterer Ausge­ staltung der Erfindung insbesondere für den Einsatz an Groß- Dieselmotoren zweckmäßig, daß die Neigung der Strahlachse der dem ersten Ventilsitz zugeordneten Düsenlöcher in Einspritz­ richtung größer ist als die Neigung der Strahlachsen der an­ deren Düsenlöcher. Zweckmäßig ist es hierbei ferner, daß in Umfangsrichtung der Düsenspitze gesehen, die Düsenlöcher der einen Ebene gegenüber den Düsenlöchern der anderen Ebene ver­ setzt angeordnet sind. Hierdurch ist gewährleistet, daß die bei Vollöffnung aus den Düsenlöchern beider Ebenen austreten­ den Einspritzstrahlen sich nicht gegenseitig nachteilig be­ einflussen.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, dem weitere Merkmale der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:

Fig. 1 in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch eine Düsenspitze einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung,

Fig. 2 in größerem Maßstab die Düsenspitze gem. Fig. 1 in Schließstellung,

Fig. 3 die Düsenspitze gem. Fig. 1 in ihrer ersten Öff­ nungsstellung,

Fig. 4 die Düsenspitze gem. Fig. 1 in voller Öffnungs­ stellung,

Fig. 5 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Stufen­ schaltung über Federelemente,

Fig. 6 eine Ausführungsform der Stufenschaltung über ei­ nen schaltbaren Anschlag in Öffnungsstellung der ersten Düsenlochebene,

Fig. 7 eine Ausführungsform gem. Fig. 6 in Öffnungsstel­ lung für beide Düsenlochebenen.

In Fig. 1 ist in größerem Maßstab eine Düsenspitze 1 einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung dargestellt, in der eine Dü­ sennadel 2 axial bewegbar geführt ist, die mit einem Kolben­ körper 2.1 versehen ist. Die Düsenspitze 1 weist im Bereich des freien Endes der Düsennadel 2 einen Sammelraum 3 auf, der mit einem Kraftstoffzufuhrkanal 4 in Verbindung steht. Die Düsennadel 2 ist an ihrem freien Ende mit einem zweistufigen Ventilkörper 5 versehen, dessen erste Ventilstufe 5.1 kegel­ förmig als Sitzventil ausgebildet ist und dessen zweite Ven­ tilstufe 5.2 als Schieberventil mit einem zylindrischen Zap­ fen ausgebildet ist, der einen geringeren Durchmesser als der Sitzventilteil aufweist. Dem Ventilkörper 5 ist am Ende des Sammelraumes 3 ein entsprechend abgestufter Ventilsitz 6 zu­ geordnet, wobei der Ventilstufe 5.1 ein kegelförmiger Ventil­ sitz 6.1 und der Ventilstufe 5.2 ein entsprechender zylindri­ scher Ventilsitz 6.2 zugeordnet ist. Die Ventilstufe 5.1 mit dem Ventilsitz 6.1 bilden ein Sitzventil, während die Ventil­ stufe 5.2 mit dem entsprechenden Ventilsitz als Schieberven­ til ausgebildet ist. Der Ventilstufe 5.1/6.1 sind am freien Ende 7 der Düsenspitze 1 Düsenlöcher 8 und der Ventilstufe 5.2/6.2 Düsenlöcher 9 zugeordnet.

Die Düsenlöcher 8 sind in Umfangsrichtung in einer senkrecht zur Achse 1.1 der Düsenspitze 1 ausgerichteten Ebene angeord­ net. Die Düsenlöcher 9 sind in einer entsprechenden Ebene mit Abstand hierzu angeordnet. Die Düsenlöcher 8 bzw. 9 können in gleichmäßigem Abstand zueinander in ihrer jeweiligen Ebene angeordnet sein.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Diesel-Gasmotor weisen die der ersten Ventilstufe 5.1/6.1 zu­ geordneten Düsenlöcher 8 einen deutlich geringeren Lochquer­ schnitt auf als die der zweiten Ventilstufe 5.2/6.2 zugeord­ neten Düsenlöcher 9. Die Strahlachsen 8.1 der Düsenlöcher 8 sind hierbei in Einspritzrichtung stärker geneigt als die Strahlachsen 9.1 der Düsenlöcher 9.

In Fig. 2 ist die Ventilanordnung vollständig geschlossen dargestellt. Die Anordnung und Gestaltung der Ventilstufen und Ventilsitze ist deutlich zu erkennen. Der Sammelraum 3 ist hier mit Kraftstoff gefüllt, der unter einem vorgegebenen Vordruck steht.

Wird nun, wie in Fig. 3 dargestellt, in einem begrenzten Teilhub die Düsennadel 2 so weit angehoben, daß die Ventil­ stufe 5.1 von ihrem Ventilsitz 6.1 abhebt, dann werden nur die Düsenlöcher 8 freigegeben. Der Kraftstoff umströmt die "massiv" ausgebildete Spitze der Düsennadel auf der Außensei­ te und kann in geringer Menge und fein zerstäubt in den Brennraum eintreten. Die Düsenlöcher 9 bleiben weiterhin ge­ schlossen, da der zylindrische Ventilteil 5.2 zusammen mit dem zylindrischen Ventilsitz 6.2 das Zuströmen von Kraftstoff zu den Düsenlöchern 9 verhindert. Der Restraum R innerhalb der Düsenspitze zwischen der Düsennadelspitze und den Düsen­ löchern 9 ist vergleichsweise gering, in dem entsprechende Restvolumen an Kraftstoff verbleiben, die zudem noch in den Zylinderraum ausdampfen können.

Bei der Verwendung für die Pilotzündung an einem sogenannten Diesel-Gasmotor wird die Düsennadel 2 nur in dem in Fig. 3 dargestellten Teilhub betätigt, so daß immer nur eine ent­ sprechend geringe Dieselkraftstoffmenge in den Brennraum zur Erzeugung der Pilotzündung eintreten kann. Der Restraum R hat sich dann auf jeden Fall entleert, wie vorstehend beschrie­ ben. Ein weiteres Öffnen wird beispielsweise durch einen steuerbaren Anschlag verhindert, der nachstehend noch näher beschrieben werden wird.

Soll jedoch ein derartiger Diesel-Gasmotor ausschließlich mit Dieselkraftstoff betrieben werden, dann wird die Begrenzung der Hubweite der Düsennadel 2 aufgehoben, so daß, wie in Fig. 4 dargestellt, bei jedem Hub der Düsennadel 2 sowohl die Dü­ senlöcher 8 über den als Sitzventil ausgebildeten Teil als auch die Düsenlöcher 9 über den als Schieberventil ausgebil­ deten Teil freigegeben werden und so die für einen reinen Dieselbetrieb benötigte Kraftstoffmenge durch den dann frei­ gegebenen Ringspalt über beide Düsenlöcher in beiden Ebenen in den Brennraum eintreten kann.

Da die Strahlachsen 9.1 der Düsenlöcher der zweiten Düsenebe­ ne weniger stark in Einspritzrichtung geneigt sind, müssen die Düsenlöcher der beiden Ebenen in Umfangsrichtung gesehen versetzt zueinander angeordnet werden, um ein Überschneiden der Einspritzstrahlen zu vermeiden. In Fig. 4 sind die Düsen­ löcher beider Ebenen lediglich aus Gründen der einfacheren Darstellung nicht versetzt gezeichnet.

Aus der Darstellung gem. Fig. 4 ist ohne weiteres abzulesen, daß auch mehr als zwei Ebenen für Düsenlöcher vorgesehen wer­ den können. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß für eine etwaige dritte Düsenlochebene am freien Ende der Düsennadel ein weiterer abgestufter zylindrischer Ventilteil mit einer entsprechenden Zuordnung eines zylindrischen Ven­ tilsitzes vorgesehen ist.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritz­ einrichtung in Form eines sogenannten Zweifederdüsenhalters dargestellt. Die anhand von Fig. 1 bis 4 beschriebene Düsen­ spitze 1 ist über eine Düsenspannmutter 10 mit einem Düsen­ halter 11 fest verbunden. Der Düsenhalter 11 weist eine Ver­ längerung 4.1 des Kraftstoffzufuhrkanals auf, die über einen entsprechenden, hier nicht näher dargestellten Anschluß mit der Hochdruckseite einer hier nicht näher dargestellten Kraftstoffversorgung in Verbindung steht, über die auch je­ weils eine Druckbeaufschlagung des Sammelraumes 3 erreicht wird.

Die Düsennadel 2 stützt sich über eine Stellstange 12 auf ei­ ner Rückstellfeder 13 ab. Wird der Sammelraum 3 und damit der Kolbenkörper 2.1 mit dem Druck der Kraftstoffversorgung be­ aufschlagt, dann schiebt die Düsennadel 2 die Stellstange 12 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 zurück, und legt sich hierbei mit ihrem hinteren freien Ende 14 an einer begrenzt verschiebbaren Anschlaghülse 15 an. Der hierdurch definierte Hubweg ist so bemessen, daß lediglich die Düsenlö­ cher 8 der ersten Ebene freigegeben werden.

Die im Düsenhalter 11 ebenfalls axial verschiebbare Anschlag­ hülse 15 stützt sich auf einer zweiten Rückstellfeder 16 ab, die erst dann nachgibt, wenn der Druck im Sammelraum 3 aus­ reicht, um über den Kolbenkörper 2.1 der Düsennadel 2 sowohl die Rückstellfeder 13 als auch die Rückstellfeder 16 zusam­ menzudrücken. Die beiden Rückstellfedern können hierbei so ausgelegt sein, daß beide die gleiche Federkennlinie aufwei­ sen. Es ist aber auch möglich, die der zweiten Ventilstufe zugeordnete Rückstellfeder 16 härter auszulegen, so daß ein vollständiges Öffnen nur bei einem deutlich höheren Druckni­ veau im Sammelraum möglich ist. Erst wenn der Kraftstoffdruck im Sammelraum 3 die als Kolben wirkende Düsennadel 2 sowohl gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 13 als auch gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 16 zurückgeschoben hat, sind auch die Düsenöffnungen der Düsen 9 voll geöffnet, wie dies anhand von Fig. 4 dargestellt und beschrieben ist. Durch eine entsprechende Steuerung der Druckbeaufschlagung kann während des Einspritzvorganges die Einspritzmenge variiert werden.

Die anhand von Fig. 5 beschriebene Ausführungsform kann auch durch die Anordnung einer weiteren Rückstellfeder als drei­ stufiges System ausgebildet werden.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, die in ihrem Aufbau um Prinzip der Ausführungsform gem. Fig. 5 entspricht. Auch hier ist die Düsenspitze 1 entsprechend Fig. 1 ausge­ staltet, so daß auf die zugehörigen Beschreibungen der Fig. 1 bis 4 verwiesen werden kann.

Der Grundaufbau entspricht im wesentlichen der Ausführungs­ form gem. Fig. 5, so daß auch hier in bezug auf die einzelnen Elemente auf die Beschreibung der Fig. 5 verwiesen werden kann.

Der Düsennadel 2 ist auch bei dieser Ausführungsform eine Stellstange 12 zugeordnet, die sich auf einer Rückstellfeder 13 abstützt. Dem freien Ende 12.1 der Stellstange 12 ist ein elektromagnetisch betätigbares Mittel 17 zur Einstellung der Hubweite der Düsennadel 2 zugeordnet. Das Mittel 17 besteht im wesentlichen aus einem verstellbaren Anschlag 18, der bei­ spielsweise nach Art eines Tauchankers mit einer Magnetspule 19 als Stellentrieb zusammenwirkt.

Der Anschlag 18 weist eine Vertiefung 20 auf. Die Vertiefung 20 ist hierbei so bemessen, daß in der in Fig. 7 dargestell­ ten Vollhubposition bei einer Druckbeaufschlagung des Sammel­ raums 3 und axialer Verschiebung der Düsennadel 2 das freie Ende 12.1 der Stellstange 12 auf dem Boden der Vertiefung 22 zur Anlage kommen kann und dementsprechend der Ventilkörper 5 in vollem Umfang vom Ventilsitz 6 abheben kann und so, wie anhand von Fig. 5 beschrieben und wie in Fig. 4 dargestellt, die Düsenöffnungen beider Ebenen geöffnet sind.

Wird wie in Fig. 6 dargestellt, der Elektromagnet 19 akti­ viert, dann verschiebt sich der Anschlag 12 in Richtung der Pfeiles 21 entsprechend, so daß der Düsennadel 2 nur eine kürzere Hubweite zur Verfügung steht, da das freie Ende 12.1 der Stellstange 12 nicht mehr in der Vertiefung 20 am An­ schlag 18 zur Anlage kommen kann und somit nur eine geringere Hubweite möglich ist und dementsprechend nur eine Einsprit­ zung entsprechend Fig. 3 erfolgt. Das Umschalten wird zwi­ schen zwei Einspritzvorgängen durchgeführt.

Für die anhand von Fig. 6 und 7 beschriebene Ausführungsform kann auch nur eine Rückstellfeder vorgesehen werden.

Aus Fig. 6 und Fig. 7 kann abgeleitet werden, daß auch zumin­ dest eine dreistufige Ventilanordnung möglich ist. Bei ent­ sprechender Ausgestaltung des Stellentriebs kann eine abge­ stufte Vertiefung 20 vorgesehen werden, die eine weitere Stu­ fe für die Hubweite ergibt. Die Anordnung kann auch mit einem Zwei-Feder-System kombiniert werden, wie vorstehend beschrie­ ben.

Claims (11)

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung zur Verwendung an einer Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Düsenspitze (1), die mit einem Kraftstoffzufuhrkanal (4) versehen ist, der endseitig in einen mit Düsenlöchern (8, 9) versehenen Sammelraum (3) ausmündet und in dem eine mit vorgebbarer Hubweite axial be­ wegbare Düsennadel (2) angeordnet ist, deren freies Ende als wenigstens zweistufiger Ventilkörper (5) ausgebildet ist, dem ein wenigstens zweistufiger Schließbereich (6) zugeordnet ist, wobei eine Ventilstufen (5.1, 6.1) ein Sitzventil bilden und die zweite Ventilstufe (5.2, 6.2) ein Schieberventil bil­ det, wobei die Düsenlöcher (8, 9) in jeweils einer Stufe ei­ nes Schließbereichs (6.1, 6.2) zugeordneten Ebenen angeordnet sind, so daß in Abhängigkeit von der Hubweite der Düsennadel (2) nur die Düsenlöcher (8) der ersten Ebene oder zusätzlich die Düsenlöcher (9) mindestens einer weiteren Ebene freigege­ ben und mit Kraftstoff beaufschlagt werden.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Sitzventil ausgebildete Ventil­ stufe in Durchflußrichtung gesehen, vor der als Schieberven­ til ausgebildeten Ventilstufe angeordnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung der Hubweite der Düsennadel (2) vorgesehen sind.

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstel­ lung der Hubweite der Düsennadel (2) durch einen mit einem Stellantrieb (19) verbundenen Anschlag (18) gebildet werden.

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Begren­ zung der Hubweite zwei hintereinander geschaltete Federele­ mente (12, 13) vorgesehen sind.

6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem cler Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlöcher (8, 9) in bezug auf die Achse der Düsennadel (2) in Einspritzrich­ tung geneigte Strahlachsen (8.1, 91.) aufweisen.

7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlachsen (8.1, 9.1) der Düsenlöcher (8, 9) der beiden Ebenen unter­ schiedlich geneigt sind.

8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Strahl­ achsen (8.1) der dem ersten Ventilsitz (6.1) zugeordneten Dü­ senlöcher (8) - bezogen auf die Achse der Düsennadel (2) - in Einspritzrichtung größer ist als die der anderen Düsenlöcher (9).

9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtdurchtritts­ querschnitt der dem ersten Ventilsitz (6.1) zugeordneten Dü­ senlöcher (8) anders, vorzugsweise kleiner bemessen ist als der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der dem zweiten Ventilsitz (6.2) zugeordneten Düsenlöcher (9).

10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jeweils der dem ersten Ventilsitz (6.1) zugeordneten Düsenlöcher (8) kleiner ist als der Querschnitt jeweils der dem zweiten Ven­ tilsitz (6.2) zugeordneten Düsenlöcher (9).

11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung der Düsenspitze (1) gesehen, die Düsenlöcher (8) der einen Ebene gegenüber den Düsenlöchern (9) der anderen Ebene versetzt an­ geordnet sind.