DE10218547A1 - Einfacher Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Halten eines Nadelventils an einer Zwischenhubposition - Google Patents

Abstract

Ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist offenbart, die bei einem Common-Rail-System für Automobildieselverbrennungsmotoren eingesetzt werden kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat ein piezoelektrisches Betätigungsglied, ein Nadelventil, ein Ventilhubsteuerventil und eine Ventilhubsteuerkammer. Das piezoelektrische Betätigungsglied schaltet einen Betrieb des Ventilhubsteuerventils zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsart, um die Durchflussrate des Kraftstoffs, der auf der Ventilhubsteuerkammer zu einem Niederdruckkraftstoffpfad abläuft, einzustellen, wobei dadurch ein hydraulischer Druck innerhalb der Ventilhubsteuerkammer auf entweder ein erstes niedrigeres Niveau oder ein zweites niedrigeres Niveau, das niedriger als das erste niedrigere Niveau ist, eingestellt wird. Bei dem niedrigeren Niveau wird das Nadelventil an einer Zwischenhubposition gehalten, um eine mittlere Kraftstoffmenge aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu sprühen. Bei dem zweiten niedrigeren Niveau wird das Nadelventil auf eine maximale Hubposition angehoben, um eine maximale Kraftstoffmenge aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu sprühen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen verbesserten Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die bei einem Common-Rail-System (System mit gemeinsamer Leitung) für Automobildieselverbrennungsmotoren verwendet werden kann, und insbesondere einen einfachen Aufbau einer solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die zum Halten eines Nadelventils auf einer gewünschten mittleren Hubposition ausgelegt ist.

Common-Rail-Systeme sind als eines von den Kraftstoffeinspritzsystemen für Dieselverbrennungsmotoren bekannt, das eine gemeinsame Leitung hat, die zum Zuführen eines Hochdruckkraftstoffs zu jedem Zylinder des Verbrennungsmotors arbeitet. Typische Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wie sie bei derartigen Common-Rail-Systemen verwendet werden, bestehen aus einem Nadelventil, das zum Öffnen von Sprühlöchern angehoben wird, einer Steuerkammer, die einen Gegendruck auf das Nadelventil ausübt, um dieses anzuheben, und einem Steuerventil, das zum Einstellen des Drucks in der Steuerkammer arbeitet.

In den vergangenen Jahren wurde ein rasch ansprechendes piezoelektrisches Betätigungsglied als Mechanismus vorgeschlagen, der zum hydraulischen Öffnen oder Schließen eines derartigen Steuerventils funktioniert. Beispielsweise offenbart die Druckschrift US-5 779 149 von Hayes, Jr. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die mit einem piezoelektrischen Betätigungsglied ausgestattet ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Kolben großen Durchmessers, der durch das piezoelektrische Betätigungsglied bewegt wird, und einen Kolben kleinen Durchmessers, der zum Öffnen des Steuerventils zum Modifizieren des hydraulischen Drucks zum Anheben des Nadelventils gehoben wird. Der Hub des piezoelektrischen Betätigungsglieds, das an dem Kolben großen Durchmessers wirkt, wird hydraulisch verstärkt und auf den Kolben kleinen Durchmessers übertragen, um diesen anzuheben. Der Hubbetrag des Kolbens kleinen Durchmessers wird proportional zu einer Erhöhung des Spannungsniveaus erhöht, das auf das piezoelektrische Betätigungsglied aufgebracht wird.

Um die Genauigkeit des Steuerns der Kraftstoffmenge zu verbessern, die aus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Verbrennungsmotor einzusprühen ist, wird eine variable Steuerung des Anhebens eines Nadelventils der Kraftstoffeinspritzvorrichtung studiert. Herkömmlicherweise wird die Kraftstoffmenge, die in den Verbrennungsmotor einzuspritzen ist, durch Steuern der Länge der Zeit festgelegt, über die das Nadelventil die Sprühlöcher öffnet. Die Bewegung des Nadelventils zum Schließen oder Öffnen der Sprühlöcher braucht einen konstanten Zeitraum, der eine Instabilität der Bewegung des Nadelventils ergeben kann, wenn es erforderlich ist, eine geringe Kraftstoffmenge aus den Sprühlöchern zu sprühen. Daher wurde ein Nadelventilhubsteuermechanismus vorgeschlagen, der das Nadelventil an einer mittleren Hubposition zwischen einer Null- Hubposition und einer Vollhubposition hält, um die Stabilität des Sprühens einer geringen Kraftstoffmenge sicherzustellen.

Das Halten des Nadelventils an der mittleren Hubposition bzw. der Zwischenhubposition erfordert, dass der Hydraulikdruck innerhalb der Steuerkammer auf einem gewünschten Niveau geringer als ein maximales Niveau gehalten wird, bei dem das Nadelventil vollständig mit einer hohen Genauigkeit angehoben ist, was somit eine Nachteil mit sich bringt, dass ein komplizierter Mechanismus erforderlich ist, der zum genauen Öffnen oder Schließen des Steuerventils arbeitet.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen einfachen und nützlichen Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die ausgelegt ist, um ein Nadelventil auf einer gewünschten Hubposition zwischen einer Ruheposition und einer Vollhubposition zu halten.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung ist ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, der bei einem Common-Rail-System für Automobildieselverbrennungsmotoren eingesetzt werden kann und ausgelegt ist, um ein Nadelventil auf einer gewünschten Zwischenhubposition zu halten. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist folgendes auf: (a) ein Nadelventil, das zum Öffnen eines Sprühlochs zum Sprühen von Kraftstoff arbeitet; (b) eine Steuerkammer, die zu einem Hochdruckkraftstoffpfad führt, um darin einen Hydraulikdruck zu erzeugen, der das Nadelventil in eine Richtung vorspannt, in die das Sprühloch geschlossen wird; (c) ein Steuerventil mit einer Ventilkammer, einem Niederdruckanschluss, der zu einem Niederdruckkraftstoffpfad führt, und einem Ventilelement, das wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer gestattet und sperrt; (d) einer ersten Öffnungsverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer; (e) eine zweite Öffnungsverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer; (f) ein Betätigungsglied, das zum Bewirken der Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer des Steuerventils energiebeaufschlagt wird, um den Hydraulikdruck in der Steuerkammer durch die ersten und zweiten Öffnungen zum Anheben des Nadelventils zum Öffnen des Sprühlochs abzulassen; (g) ein Kolbenelement, das sich dem Anheben des Nadelventils folgend bewegt, um die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer durch die erste Öffnung zu sperren, wenn das Nadelventil eine vorbestimmte Zwischenhubposition übersteigt; und (h) eine Öffnungs- und Schließeinrichtung zum wahlweisen Öffnen und Schließen der zweiten Öffnung.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnungs- und Schließeinrichtung durch das Ventilelement des Steuerventils dargestellt. Die zweite Öffnung ist so ausgebildet, dass sie durch das Ventilelement geschlossen wird, wenn das Ventilelement durch das Betätigungsglied vollständig geöffnet ist.

Die erste Öffnung steht mit der Steuerkammer über einen Anschluss in Verbindung, der an einer Seitenwand der Steuerkammer ausgebildet ist, und steht einem Ende des Kolbenelements gegenüber, wenn das Nadelventil sich an der Zwischenhubposition befindet. Die zweite Öffnung steht mit der Ventilkammer über einen Anschluss in Verbindung, der an einem Boden der Ventilkammer entgegengesetzt zu der Ventilkammer des Steuerventils ausgebildet ist.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat auch eine Betätigungsgliedhubverstärkungskammer und einen Dämpfer. Die Betätigungsgliedhubverstärkungskammer arbeitet zum hydraulischen Verstärken des Hubs des Betätigungsglieds zum Erzeugen eines Hubs eines Kolbens, der mit dem Ventilelement verbunden ist, der größer als der Hub des Betätigungsglieds ist. Der Dämpfer bzw. die Dämpfereinrichtung ist innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer vorgesehen, um Schwingungen des Kolbens zu absorbieren.

Das Kolbenelement kann einstückig mit dem Nadelventil ausgebildet sein.

Gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die folgendes aufweist: (a) ein Nadelventil, das zum Öffnen eines Sprühlochs zum Sprühen von Kraftstoff arbeitet; (b) eine Steuerkammer, die zu einem Hochdruckkraftstoffpfad führt, um darin einen Hydraulikdruck zu erzeugen, der das Nadelventil in eine Richtung vorspannt, in die das Sprühloch geschlossen wird; (c) ein Steuerventil mit einer Ventilkammer, einem Niederdruckanschluss, der eine Verbindung zwischen der Ventilkammer und einem Niederdruckkraftstoffpfad bildet, und einem Ventilelement, das wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer bildet und sperrt; (d) eine erste Öffnung, die zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer verbindet; (e) eine zweite Öffnung, die zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer verbindet; (f) ein Kolbenelement, das sich dem Anheben des Nadelventils folgend zum Sperren der Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer über die erste Öffnung bewegt; (g) ein Betätigungsglied, das zum Bewegen des Ventilelements des Steuerventils zum Bilden einer Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Steuerkammer in entweder einer ersten Betriebsart oder einer zweiten Betriebsart energiebeaufschlagt wird. Die erste Betriebsart wird durch Energiebeaufschlagung des Betätigungsglieds durch Eingeben eines ersten Signals zum Bewegen des Ventilelements zum Schließen der zweiten Öffnung gebildet, während die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss über die erste Öffnung zum Verringern des Hydraulikdrucks in der Steuerkammer zum Einleiten des Anhebens des Nadelventils und der Bewegung des Kolbenelements gebildet wird, so dass der Hydraulikdruck in der Steuerkammer auf einem ersten Niveau gehalten wird, bei dem das Nadelventil an der vorbestimmten Zwischenhubposition gehalten ist, wenn das Kolbenelement die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer durch die erste Öffnung bis zu einem vorgegebenen Grad sperrt. Die zweite Betriebsart wird der ersten Betriebsart folgend durch Energiebeaufschlagen des Betätigungsglieds durch ein zweites Signal gebildet, um das Ventilelement zu halten, um die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss durch die zweite Öffnung zu bilden, während die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss durch die erste Öffnung zum Verringern des Hydraulikdrucks innerhalb der Steuerkammer auf ein zweites Niveau gesperrt ist, das niedriger als das erste Niveau ist, zum Anheben des Nadelventils auf eine maximale Hubposition.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Kolbenelement einstückig mit dem Nadelventil ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung wird vollständig aus der nachstehend angegebenen genauen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden, die jedoch nicht zur Beschränkung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsbeispiele herangezogen werden soll, sondern die lediglich für den Zweck der Erklärung und des Verständnisses gedacht ist.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht, die einen inneren Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 2(a) ist ein Zeitdiagramm, das eine Spannung zeigt, die auf ein piezoelektrisches Betätigungsglied einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung aufgebracht ist;

Fig. 2(b) ist ein Zeitdiagramm, das den Betrag des Hubs einer Ventilkugel eines Steuerventils zeigt;

Fig. 2(c) ist ein Zeitdiagramm, das einen Öffnungsgrad einer ersten Öffnung zeigt;

Fig. 2(d) ist ein Zeitdiagramm, das einen Öffnungsgrad einer zweiten Öffnung zeigt;

Fig. 2(e) ist ein Zeitdiagramm, das einen innerhalb einer Steuerkammer erzeugten Hydraulikdruck zeigt;

Fig. 2(f) ist ein Zeitdiagramm, das den Hubbetrag eines Nadelventils zeigt;

Fig. 3(a) ist eine teilweise Schnittansicht, die Betriebe eines Steuerventils, eines Zwischenhubsteuerkolbens und eines Nadelventils zeigt, wenn ein piezoelektrisches Betätigungsglied in einem ausgeschalteten Zustand ist;

Fig. 3(b) ist eine teilweise Schnittansicht, die Betriebe eines Steuerventils, eines Zwischenhubsteuerkolbens und eines Nadelventils zeigt, wenn ein piezoelektrisches Betätigungsglied zum Halten des Nadelventils an einer Zwischenhubposition mit Energie beaufschlagt ist;

Fig. 3(c) ist eine teilweise Schnittansicht, die Betriebe eines Steuerventils, eines Zwischenhubsteuerkolbens und eines Nadelventils zeigt, wenn ein piezoelektrisches Betätigungsglied zum Anheben des Nadelventils bis zu einer maximalen Hubposition mit Energie beaufschlagt ist; und

Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht, die einen inneren Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente in vielzähligen Ansichten bezeichnen, ist insbesondere in Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, die nachstehend beschrieben ist, die beispielsweise bei einem Common-Rail-Einspritzsystem für Automobildieselverbrennungsmotoren verwendet wird.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen ersten Körper B1, an dem ein piezoelektrisches Betätigungsglied 51 angeordnet ist, einen zweiten Körper B2, an dem ein Steuerventil 3 eingebaut ist, einen dritten Körper B3, einen vierten Körper B4 und einen fünften Körper B5, an dem ein Nadelventil 1 angeordnet ist. Der erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Körper B1, B2, B3, B4 und B5 sind angrenzend aneinander auf die dargestellte Weise gelegen.

Der erste Körper B1 hat an einer Seitenwand einen Hochdruckkraftstoffeinlass 101, der zu einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Leitung führt. Der Hochdruckkraftstoffeinlass 101 ist über einen Hochdruckkraftstoffpfad 102 mit einem Kraftstoffsumpf 12 verbunden, der um einen mittleren Abschnitt des Nadelventils 1 definiert ist. Ein Niederdruckkraftstoffpfad 104 ist an den ersten und zweiten Körpern B1 und 32 ausgebildet, der zu einem (nicht gezeigten) Kraftstofftank durch einen Niederdruckkraftstoffauslass 103 führt, der an der Seitenwand des ersten Körpers B1 ausgebildet ist. Der erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Körper B1, B2, B3, B4 und B5 sind innerhalb eines hohlen zylindrischen Halters 13 angeordnet und miteinander flüssigkeitsdicht verbunden.

In dem ersten Körper B1 ist eine zylindrische Kammer ausgebildet, in der das piezoelektrische Betätigungsglied 51 und ein Kolben 52 großen Durchmessers angeordnet sind. Der Kolben 52 großen Durchmessers ist an ein unteres Ende des piezoelektrischen Betätigungsglieds 51 mit Sicht gemäß der Zeichnung verbunden. Eine Abdeckung 14 ist an einer oberen Fläche des ersten Körpers B1 zum Schließen der zylindrischen Kammer angeordnet, in der das piezoelektrische Betätigungsglied 51 ist. Der Kolben 52 großen Durchmessers ist elastisch durch eine Schraubenfeder 42 vorgespannt, die innerhalb einer Federkammer 41 angeordnet ist, die um einen mittleren Abschnitt des Kolbens 52 großen Durchmessers in konstantem Eingriff mit dem piezoelektrischen Betätigungsglied 51 definiert ist, so dass der Kolben 52 großen Durchmessers dem Ausdehnen oder Zusammenziehen (insbesondere einem Hub) des piezoelektrischen Betätigungsglieds 51 folgend bewegt wird, wenn dieses durch Aufbringen einer Spannung darauf energiebeaufschlagt wird. Eine Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 ist neben dem Kolben 52 großen Durchmessers an einer Verbindung der ersten und zweiten Körper B1 und B2 definiert und funktioniert zum Umwandeln des Hubs des Kolbens 52 großen Durchmessers in einen hydraulischen Druck und übt diesen an einem Kolben 54 kleinen Durchmessers aus, der innerhalb des zweiten Körpers B2 angeordnet ist, um den Hub des Kolbens 52 großen Durchmessers durch den Kolben 54 kleinen Durchmessers zu verstärken und auszugeben. Der Verstärkungsgrad des Hubs des Kolbens 52 großen Durchmessers (insbesondere ein Verstärkungsfaktor, der das Verhältnis des Hubs des Kolbens 54 kleinen Durchmessers zu demjenigen des Kolbens 52 großen Durchmessers ist) ist eine Funktion einer Differenz zwischen Druckausübungsflächen des Kolbens 52 großen Durchmessers und des Kolbens 54 kleinen Durchmessers, an denen der Kraftstoffdruck in den Betätigungsgliedhubverstärkungskammern 53 wirkt. Ein O-Ring 521 ist in einer ringförmigen Vertiefung angeordnet, die an der äußeren Umfangswand des Kolbens 52 großen Durchmessers zum Bilden einer flüssigkeitsdichten Abdichtung ausgebildet ist.

Die Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 steht über ein Rückschlagventil 71 und einen Zwischendruckpfad 72 mit einer Zwischendruckkammer 7 in Verbindung, die an einem unteren Ende des dritten Körper B3 definiert ist. Die Zwischendruckkammer 7 führt zu dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 über einen Zwischenraum um einen Zwischendruckeinlassstift 73 und ebenso zu dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 über einen Zwischenraum um einen Zwischendruckauslassstift 74. Der Hydraulikdruck innerhalb der Zwischendruckkammer 7 ist auf ein gewünschtes Niveau zwischen den Drücken in dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 und dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 durch Abwandeln der Zwischenräume um den Zwischendruckeinlassstift 73 und den Zwischendruckauslassstift 74 einstellbar. Wenn der Hydraulikdruck in der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 auf Grund von Auslaufen von Kraftstoff abfällt, wird verursacht, dass das Rückschlagventil 71 geöffnet wird, so dass der Kraftstoff in der Zwischendruckkammer 7 in die Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 strömt, wobei dadurch der Druck in der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 konstant gehalten wird.

Eine ringförmige Dämpferplatte 8 ist innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 zum Definieren einer oberen und einer unteren Nebenkammer angeordnet. An der Dämpferplatte 8 ist ein Zentralloch ausgebildet, das einen Dämpferpfad 81 definiert, der zum Absorbieren von unerwünschten Hydraulikschwingungen funktioniert, für die der Kolben 54 kleinen Durchmessers anfällig ist, wenn das Steuerventil 3 gesteuert wird, um an einer Zwischenhubposition gehalten zu werden, um dadurch die Steuerbarkeit des Ventilanhebens des Steuerventils 3 zu verbessern, wie nachstehend genau beschrieben wird.

Der Zwischendruckeinlassstift 73 hat eine Vielzahl von ringförmigen Vertiefungen 73a, die an seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind, so dass sie einander in Längsrichtung des Zwischendruckeinlassstifts 73 mit gleichmäßigen Abständen überlappen. Die ringförmigen Vertiefungen 73a halten den Kraftstoff in sich, um dadurch den Zwischendruckeinlassstift 73 innerhalb einer Kammer zu zentrieren, in der der Zwischendruckeinlassstift 73 angeordnet ist, wobei dadurch sichergestellt wird, dass eine gewünschte Kraftstoffmenge durch den Zwischenraum um den Zwischendruckeinlassstift 73 strömt. Der vierte Körper B4 hat eine ringförmige Vertiefung 75, die mit einem vorbestimmten Abstand entfernt von dem Umfang des Zwischendruckeinlassstifts 73 ausgebildet ist, die mit dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 in Verbindung steht. Die ringförmigen Vertiefungen 73a und die ringförmige Vertiefung 75 funktionieren, um sicherzustellen, dass eine gewünschte Kraftstoffmenge von dem Zwischendruckeinlassstift 73 in die Zwischendruckkammer 7 abläuft. Der Zwischendruckauslassstift 74 hat einen T-förmigen Zwischendruckauslasspfad 74a, der an seinem unteren Hälftenabschnitt und einem oberen Hälftenabschnitt ausgebildet ist, der einer inneren Wand der Zwischendruckkammer 7 gegenübersteht, über einen Zwischenraum 74b (der nachstehend als ein Zwischendruckauslasszwischenraum bezeichnet wird), der mit dem Zwischendruckauslasspfad 74a in Verbindung steht. Der untere Hälftenabschnitt des Zwischendruckauslassstifts 74 hat einen Durchmesser, der geringfügig größer als ein Innendurchmesser der Zwischendruckkammer 7 ist, so dass er in der Zwischendruckkammer 7 pressgepasst sein kann, wobei folglich eine Ausrichtung der längsgerichteten Mittellinie des oberen Hälftenabschnitts des Zwischendruckauslassstifts 74 mit der längsgerichteten Mittellinie der Zwischendruckkammer 7 erzielt werden kann, was eine Einheitlichkeit des Zwischendruckauslasszwischenraums 74b um den oberen Hälftenabschnitt des Zwischendruckauslassstifts 74 oder des Strömungswiderstands des Kraftstoffs durch den Zwischendruckauslasszwischenraum 74b ergibt.

Der Kolben 54 kleinen Durchmessers besteht im wesentlichen aus einem Gleitstück 54a großen Durchmessers und einem Schaft 54b kleinen Durchmessers, der sich gemäß der Zeichnung von dem Boden des Gleitstücks 54a großen Durchmessers nach unten erstreckt. Ein Druckstützkopf 55 ist an einem Absatz eingebaut, der an einer inneren Wand einer Kammer ausgebildet ist, in der der Kolben 54 kleinen Durchmessers angeordnet ist. Eine Feder 44 ist innerhalb einer Federkammer 43 angeordnet, die oberhalb des Druckstützkopfs 55 definiert ist, und spannt das Gleitstück 54a nach oben vor. Die Federkammer 43 steht mit der Federkammer 41, die um den Kolben 52 großen Durchmessers ausgebildet ist, über einen Niederdruckeinlasspfad 45 in Verbindung. Ein Lufteinlasspfad 46 ist an einer Seitenwand des ersten Körpers B1 ausgebildet, die sich horizontal zu der Federkammer 41 erstreckt. Ein Druckablassring 47 ist innerhalb der Federkammer 41 angeordnet, der den Lufteinlasspfad 46 schließt. Der Druckablassring 47 hat eine hohle zylindrische Wand, die aus einem Gummifilm bzw. einer Gummifolie besteht, der elastisch verformbar ist, um hydraulische Schwankungen zu absorbieren, die von dem Hub des Kolbens 52 großen Durchmessers und dem Hub des Kolbens 54 kleinen Durchmessers herrühren. Dies minimiert die Energie, die bei einem Betätigen des Steuerventils 3 verbraucht wird.

Der Druckstützkopf 55 definiert eine Auslassdruckkammer 541 neben der Federkammer 43 und funktioniert, um eine Übertragung eines Druckanstiegs auf die Federkammer 43 (insbesondere das Gleitstück 54a des Kolbens 43 kleinen Durchmessers) zu sperren, der innerhalb der Auslassdruckkammer 541 erzeugt wird, wenn das Steuerventil 3 geöffnet wird, wobei dadurch ein hydraulischer Druck verringert wird, der den Kolben 54 kleinen Durchmessers nach oben vorspannt, was eine Verringerung der Energie ergibt, die beim Betätigen des Kolbens 54 kleinen Durchmessers verbraucht wird. Der Kolben 54 kleinen Durchmessers ist, wie klar der Zeichnung entnehmbar ist, an dem zweiten Körper B2 exzentrisch zu dem Kolben 52 großen Durchmessers eingebaut und hat ein oberes Ende, das einem Anschlag 543 gegenübersteht, der durch die Bodenfläche des ersten Körpers B1 definiert ist, wobei dadurch eine obere Grenze des Hubs des Kolbens 54 kleinen Durchmessers festgelegt ist.

Das Steuerventil 3 besteht aus einer Ventilkammer 31, einer Ventilkugel 32 und einem Niederdruckanschluss 33. Die Ventilkammer 31 ist an dem unteren Ende des zweiten Körpers B2 ausgebildet. Die Ventilkugel 32 wird nach oben bewegt oder angehoben (insbesondere in die nach unten weisende Richtung mit Sicht von Fig. 1) durch den Kolben 54 kleinen Durchmessers, um den Niederdruckanschluss 33 wahlweise zu öffnen. Der Niederdruckanschluss 33 führt zu der Auslassdruckkammer 541. Der Schaft 54b des Kolbens 54 kleinen Durchmessers hat, wie klar der Zeichnung entnehmbar ist, das Spitzenende, das sich in den Niederdruckanschluss 33 erstreckt und an die Ventilkugel 32 anstößt. Wenn die Ventilkugel 32 den Niederdruckanschluss 33 öffnet, strömt der hydraulische Druck in der Ventilkammer 31 in den Niederdruckkraftstoffpfad 104 durch die Auslassdruckkammer 541 und einen Ablaufpfad 542.

Ein Luftreservoir 16 ist an dem ersten und dem zweiten Körper B1 und B2 ausgebildet, das sich vertikal erstreckt. Eine Ventilkugel 15 ist gleitfähig an dem Boden des Luftreservoirs 16 angeordnet, das als ein Luftauslaufvermeidungsventil zum Vermeiden eines Auslaufens der Luft aus dem Luftreservoir 16 zu dem Ablaufpfad 542 und dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 dient. Die Ventilkugel 15 steht einer Verbindung des Ablaufpfades 542 und des Niederdruckkraftstoffpfades 104 gegenüber und bewegt sich nach oben, um die Luft in dem Luftreservoir 1-6 im Ansprechen auf einen plötzlichen Anstieg des hydraulischen Drucks in dem Ablaufpfad 542 zu verdichten, der sich aus der Strömung des Kraftstoffs aus der Auslassdruckkammer 541 ergibt, wenn das Steuerventil 3 geöffnet ist, um einen derartigen Druckanstieg aufzunehmen. Das gestattet, dass die Energie, die zum Bewegen des Kolbens 54 kleinen Durchmessers erforderlich ist, verringert wird.

Die Ventilkammer 31 steht mit einer Steuerkammer 2, die an einem oberen Ende des vierten Körpers B4 ausgebildet ist, jederzeit über eine erste Auslassöffnung 22, die an dem Umfang von dessen Boden ausgebildet ist, eine erste Auslassöffnungsbahn 21, eine zweite Auslassöffnung 24, die an der Mitte des Bodens davon ausgebildet ist, und einen zweiten Auslassöffnungspfad 23 in Verbindung, die an dem dritten Körper B3 ausgebildet ist. Die zweite Auslassöffnung 24 ist dem Niederdruckanschluss 33 direkt gegenüber, sodass sie durch die Ventilkugel 32 geschlossen wird, wenn der Niederdruckanschluss 33 vollständig geöffnet ist.

Der erste Auslassöffnungspfad 21 erstreckt sich durch den dritten und den vierten Körper B3 und B4 und steht in Verbindung mit einem Zwischenhubsteuerpfad 27, der sich in einen unteren Abschnitt einer Seitenwand der Steuerkammer 2 öffnet. Der zweite Auslassöffnungspfad 23 erstreckt sich durch den dritten Körper B3 und öffnet sich in den Umfang einer oberen Wand der Steuerkammer 2. Die Steuerkammer 2 steht mit dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 über eine Einlassöffnung 26 und einen Einlassöffnungspfad 25 in Verbindung und arbeitet, um einen nach unten weisenden hydraulischen Druck an dem Nadelventil 1 über einen Zwischenhubsteuerkolben 6 auszuüben, um die Sprühlöcher 11 zu schließen.

Der Zwischenhubsteuerkolben 6 ist gleitfähig innerhalb des vierten Körpers B4 angeordnet und hat einen sich nach unten erstreckenden Schaft, der an das Nadelventil 1 anstößt, das innerhalb des fünften Körpers B5 angeordnet ist. Der Zwischenhubsteuerkolben 6 wird einer Aufwärtsbewegung des Nadelventils 1 folgend angehoben und schließt den Zwischenhubsteuerpfad 27, wenn der Betrag des Hubs einen voreingestellten Zwischenhubwert erreicht. Beim weitergehenden Anheben stößt der Zwischenhubsteuerkolben 6 an einen sich nach oben erstreckenden Schaft an der oberen Wand der Steuerkammer 2, um die Vollhubposition des Nadelventils 1 zu definieren.

Eine Federkammer 26 ist um einen oberen Abschnitt des Nadelventils 1 definiert. Eine Feder 28 ist innerhalb der Federkammer 29 angeordnet und spannt das Nadelventil 1 nach unten vor. Die Federkammer 29 steht in Verbindung mit der Steuerkammer 2 über einen Steuerpfad 61, der an dem Zwischenhubsteuerkolben 6 ausgebildet ist, so dass die Federkammer 29 auf einem hohen Druck gehalten wird, um ein Auslaufen des Kraftstoffs aus einem Zwischenraum um das Nadelventil 1 zu der Federkammer 29 zu verringern.

Der Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2(a) bis 2(f) beschrieben.

Wenn sich das piezoelektrische Betätigungsglied 51 in dem ausgeschalteten Zustand befindet, d. h. wenn keine Spannung auf das piezoelektrische Betätigungsglied 51 aufgebracht ist, befindet sich das piezoelektrische Betätigungsglied 51 in einem zusammengezogenen Zustand, so dass der Kolben 52 großen Durchmessers und der Kolben 54 kleinen Durchmessers in Ruheposition sind. Das Kugelventil 32 des Steuerventils 3 schließt folglich den Niederdruckanschluss 33, so dass der hohe Druck innerhalb der Ventilkammer 31 und der Steuerkammer 2, die zu der Ventilkammer 31 über die ersten und zweiten Auslassöffnungen 22 und 24 führt, entwickelt wird. Der Zwischenhubkolben 6, wie Fig. 3(a) klar entnehmbar ist, liegt in einer Position vor, in der der Zwischenhubsteuerpfad 27 geöffnet ist. Das Nadelventil 1 ist durch den Hydraulikdruck innerhalb der Steuerkammer 2 und dem physikalischen Druck der Feder 25 zum Schließen der Sprühlöcher 11 nach unten vorgespannt.

Wenn ein erstes Hebespannungssignal zum vollständigen Öffnen des Niederdruckanschlusses 33 über die Ventilkugel 32 zum Anheben des Nadelventils 1 bis zu einer voreingestellten Zwischenhubposition auf das piezoelektrische Betätigungsglied 51 zu einer Zeit t1 aufgebracht ist, wird dies verursachen, dass sich das piezoelektrische Betätigungsglied 51 ausdehnt, um den Kolben 52 großen Durchmessers nach unten zu bewegen, so dass sich dadurch eine Erhöhung des Hydraulikdrucks innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 ergibt. Der hydraulische Druck innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 wird an dem Kolben 54 kleinen Durchmessers nach unten ausgeübt, um den Niederdruckanschluss 33 über die Ventilkugel 32 des Steuerventils 3 zu öffnen, während er, wie Fig. 3(b) klar entnehmbar ist, die zweite Auslassöffnung 24 schließt. Die Steuerkammer 2 hat einen verringerten Druck, wie Fig. 2(e) entnehmbar ist, durch den Kraftstoff, der in die Ventilkammer 31 durch die erste Auslassöffnung 22 strömt, wenn die Ventilkugel 32 angehoben ist. Wenn der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 ein vorgegebenes niedriges Niveau zu der Zeit t2 erreicht, wird dadurch das Anheben des Nadelventils 1 eingeleitet.

Der Zwischenhubsteuerkolben 6 wird dem Anheben des Nadelventils 1 folgend aufwärts angehoben, so dass der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 auf ein gegebenes konstantes Niveau angehoben wird. Wenn der Zwischenhubsteuerkolben 6 angehoben ist und beginnt, den Zwischenhubsteuerpfad 27 zu schließen, wird der Grad, mit dem die Steuerkammer 2 mit der Auslassdruckkammer 541 über die Ventilkammer 31, die erste Auslassöffnung 22 und den ersten Auslassöffnungspfad 21 (der in Fig. 2(c) dargestellt ist als ein Öffnungsgrad der ersten Auslassöffnung 22) in Verbindung steht, allmählich verringert, so dass der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 zeitweilig ansteigt. Wenn der Öffnungsgrad der ersten Auslassöffnung 22 einen gegebenen Wert erreicht und die Durchflussrate des Kraftstoffs, der in die Steuerkammer 2 durch die Einlassöffnung 26 strömt, im Gleichgewicht mit demjenigen steht, der aus der Steuerkammer durch die erste Auslassöffnung 22 strömt, wird der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 zu der Zeit t3 konstant gehalten. Das Nadelventil 1 hält folglich an und wird auf einer ersten Hubposition gehalten (insbesondere der Zwischenhubposition).

Wenn nachfolgend ein zweites Anhebespannungssignal mit niedrigerer Spannung als der des ersten Anhebespannungssignals zum Öffnen des Niederdruckanschlusses 33 teilweise auf das piezoelektrische Betätigungsglied 51 zu der Zeit t4 aufgebracht wird, wird das verursachen, dass sich das piezoelektrische Betätigungsglied 51 zusammenzieht, so dass der hydraulische Druck innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 verringert wird, was dadurch verursacht, dass der Kolben 54 kleinen Durchmessers abgehoben wird, um, wie Fig. 3(c) klar entnehmbar ist, die Ventilkugel 32 des Steuerventils 3 aus dem Eingriff mit der zweiten Auslassöffnung 24 heraus zu bewegen. Die Ventilkugel ist, wie in Fig. 2(b) gezeigt ist, an einer Zwischenposition zwischen der zweiten Auslassöffnung 24 und dem Niederdruckanschluss 33 gehalten. Insbesondere öffnet die Ventilkugel 22 sowohl die zweite Auslassöffnung 24 als auch den Niederdruckanschluss 33. Der Grad, mit dem die zweite Auslassöffnung 24 mit der Auslassdruckkammer 541 über die Ventilkammer 32 steht (der in Fig. 2(d) als ein Öffnungsgrad der zweiten Auslassöffnung 24 gezeigt ist), wird auf einen vorgegebenen konstanten Wert erhöht. Das verursacht, dass der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 abfällt, so dass das Nadelventil 1 beginnt, erneut angehoben zu werden. Die erste Auslassöffnung 22 (insbesondere der Zwischenhubsteuerpfad 27) ist vollständig geschlossen. Wenn das Nadelventil 1 sich abwärts bewegt und eine zweite Hubposition erreicht (insbesondere eine Vollhubposition, an der der Zwischenhubsteuerkolben 6 an die obere Wand der Steuerkammer 2 anstößt), hält das Nadelventil 1 zu der Zeit t5 an.

Wenn ein Ventilschließspannungssignal, das niedriger hinsichtlich der Spannung als das zweite Anhebespannungssignal ist, an das piezoelektrische Betätigungsglied 51 ausgegeben wird, um dieses auf einen Ursprungszustand zusammenzuziehen, wird das verursachen, dass der hydraulische Druck innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer 53 abfällt, um den Kolben 54 kleinen Durchmessers anzuheben, wobei dadurch der Niederdruckanschluss 33 über die Ventilkugel 32 des Steuerventils 30 geschlossen wird. Dies verursacht, dass der Öffnungsgrad der zweiten Auslassöffnung 24, wie in Fig. 2(d) gezeigt ist, auf Null (0) verringert wird, so dass der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 ansteigt. Wenn der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 ein vorgegebenes Niveau übersteigt, wird das verursachen, dass das Nadelventil 1 nach unten bewegt wird, um die Sprühlöcher 11 zu der Zeit t7 zu schließen.

Wie aus der vorstehenden Diskussion erkennbar ist, ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ausgelegt, um den Grad auszuwählen, mit dem die Steuerkammer 2 mit der Auslassdruckkammer 541 durch das Ventilelement 32 in Verbindung steht (insbesondere die Gesamtheiten der Öffnungsgrade der ersten und zweiten Auslassöffnungen 22 und 24, wie in den Fig. 2(c) und 2(d) gezeigt ist) als eine Funktion eines Niveaus einer auf das piezoelektrische Betätigungsglied 51 aufgebrachten Spannung. Insbesondere wird die Verbindung der Steuerkammer 2 mit der Auslassdruckkammer 541 durch die Ventilkammer 32 zwischen den ersten und zweiten Öffnungen 22 und 24 durch Ändern der auf das piezoelektrische Betätigungsglied 51 aufgebrachten Spannung geschaltet. Der Zwischenhubsteuerkolben 6 arbeitet, um den Zwischenhubsteuerpfad 27 teilweise zwischen den Zeiten t3 und t4 zu schließen, wobei dadurch verursacht wird, dass der Öffnungsgrad der ersten Auslassöffnung 22 niedriger als der Öffnungsgrad der zweiten Auslassöffnung 24 gehalten ist, so dass das Nadelventil 1 an der Zwischenhubposition gehalten ist. Der Aufbau der Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ermöglicht, dass das Nadelventil 1 zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position ohne die Verwendung von komplizierten physikalischen Anordnungen gehalten wird.

Fig. 4 zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das hinsichtlich des Aufbaus der Steuerkammer 2 verschieden von dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Andere Anordnungen sind identisch und ihre genaue Erklärung wird hier weggelassen.

Das Nadelventil 1 ist innerhalb einer Nadelkammer 17 angeordnet, die in dem vierten Körper B5 angeordnet ist. Das Nadelventil 1 hat einen sich nach oben erstreckenden Schaft, der gleitfähig durch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung innerhalb einer hohlen zylindrischen Nadelführung 9 angeordnet ist, die an einem oberen Abschnitt der Nadelkammer 17 angeordnet ist. Ein selbstausrichtender Ring 91 ist zwischen einer oberen Endwand der Nadelkammer 17 (insbesondere dem Boden des vierten Körpers B4) und der Nadelführung 9 gehalten. Das Nadelventil 1 hat an einem zentralen Abschnitt davon einen ringförmigen Federsitz 92 ausgebildet, an dem eine Schraubenfeder 93 angeordnet ist, um die Nadelführung 9 nach oben vorzuspannen und um das Nadelventil 1 nach unten vorzuspannen, wie der Figur entnehmbar ist.

Der selbstausrichtende Ring 91 hat eine flache bzw. ebene obere Fläche, die die Bodenfläche des vierten Körpers B4 gleitfähig in einer horizontalen Richtung berührt, und eine konvexe untere Fläche, die eine konkave Fläche der Nadelführung 9 berührt. Die Rechtwinkligkeit des Nadelventils 1 zu der Bodenfläche des vierten Körpers B4 ist folglich durch die horizontale Bewegung des selbstausrichtenden Rings 91 und eine Rotationsbewegung der Nadelführung 9 gehalten. Die Feder 93 wirkt auch, um flüssigkeitsdichte Abdichtungen zwischen dem selbstausrichtenden Ring 91 und der Nadelführung 9 und zwischen dem selbstausrichtenden Ring 91 und dem vierten Körper B4 zu bilden.

Die Steuerkammer 2 ist durch das Nadelventil 1, die Nadelführung 9 und den selbstausrichtenden Ring 91 definiert. Das Steuerventil 3 ist in dem zweiten Körper B2 angeordnet und hat den gleichen Aufbau wie das des ersten Ausführungsbeispiels. Die erste Auslassöffnung 22 ist an dem Umfang des Bodens der Ventilkammer 31 des Steuerventils 3 ausgebildet. Die zweite Auslassöffnung 24 ist an der Mitte des Bodens der Ventilkammer 31 ausgebildet. Der erste Auslassöffnungspfad 21, der zu der ersten Auslassöffnung 22 führt, erstreckt sich durch den dritten und den vierten Körper B3 und B4 sowie den selbstausrichtenden Ring 91 und erreicht einen ersten Auslassöffnungsabstand bzw. Auslassöffnungszwischenraum 211, der an einer Verbindung des selbstausrichtenden Rings 91 und der Nadelführung 9 ausgebildet ist. Der erste Auslassöffnungspfad 21 tritt durch den ersten Auslassöffnungszwischenraum 211 und verbindet den Zwischenhubsteuerpfad 27, der sich an einer unteren Seitenwand der Steuerkammer 1 öffnet. Der zweite Auslassöffnungspfad 23, der zu der zweiten Auslassöffnung 24 führt, erstreckt sich durch den dritten und vierten Körper B3 und B4 und erreicht das obere Ende der Steuerkammer 2.

Die Einlassöffnung 26 öffnet sich an dem oberen Ende der Steuerkammer 2, um eine Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer 2 und dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 durch den Einlassöffnungspfad 25 zu erzielen. Anstelle des T-förmigen Pfades, der innerhalb des Zwischendruckauslassstifts 74 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, ist eine Vertiefung 74c an der äußeren Umfangswand des Zwischendruckauslassstifts 74 ausgebildet.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels hat den Zwischenhubsteuerkolben 6 nicht und ist wie das erste Ausführungsbeispiel dazu ausgelegt, den Zwischenhubsteuerpfad 27 vollständig über eine Seitenfläche eines oberen Endabschnitts des Nadelventils 1 zu schließen, wenn das Nadelventil 1 eine vorgegebene Zwischenhubposition übersteigt. Wenn insbesondere das Nadelventil 1 den Zwischenhubsteuerpfad 27 bis zu einem vorgegebenen Zwischengrad schließt, wird der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer 2 auf einem Zwischenhubniveau gehalten, so dass das Nadelventil 1 an der Zwischenhubposition gehalten ist.

Während die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele zur Vereinfachung ihres besseren Verständnisses beschrieben ist, ist offensichtlich, dass die Erfindung auf verschiedene Arten ohne Abweichung von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden kann. Daher sollte die Erfindung so verstanden werden, dass sie möglichen Ausführungsbeispiels und Abwandlungen zusätzlich zu den gezeigten Ausführungsbeispielen einschließt, die ohne Abweichen von dem Grundgedanken der Erfindung ausgeführt werden kann, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist offenbart, die bei einem Common-Rail-System für Automobildieselverbrennungsmotoren eingesetzt werden kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat ein piezoelektrisches Betätigungsglied, ein Nadelventil, ein Ventilhubsteuerventil und eine Ventilhubsteuerkammer. Das piezoelektrische Betätigungsglied schaltet einen Betrieb des Ventilhubsteuerventils zwischen einer ersten und einer zweiten Betriebsart, um die Durchflussrate des Kraftstoffs einzustellen, der auf der Ventilhubsteuerkammer zu einem Niederdruckkraftstoffpfad abläuft, wobei dadurch ein hydraulischer Druck innerhalb der Ventilhubsteuerkammer auf entweder ein erstes niedrigeres Niveau oder ein zweites niedrigeres Niveau, das niedriger als das erste niedrigere Niveau ist, eingestellt wird. Bei dem niedrigeren Niveau wird das Nadelventil an einer Zwischenhubposition gehalten, um eine mittlere Kraftstoffmenge aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu sprühen. Bei dem zweiten niedrigeren Niveau wird das Nadelventil auf eine maximale Hubposition angehoben, um eine maximale Kraftstoffmenge aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu sprühen.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einem Nadelventil, das zum Öffnen eines Sprühlochs zum Sprühen von Kraftstoff wirkt;
einer Steuerkammer, die zu einem Hochdruckkraftstoffpfad führt, um darin einen hydraulischen Druck zu erzeugen, der das Nadelventil in eine Richtung vorspannt, in der das Sprühloch geschlossen wird;
einem Steuerventil mit einer Ventilkammer, einem Niederdruckanschluss, der zu einem Niederdruckkraftstoffpfad führt, und einem Ventilelement, das wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer bildet oder sperrt;
einer ersten Öffnung, die eine Verbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer bildet;
einer zweiten Öffnung, die eine Verbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer bildet;
einem Betätigungsglied, das zum Bilden der Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer des Steuerventils energiebeaufschlagt wird, um den hydraulischen Druck in der Steuerkammer über die erste und die zweite Öffnung zum Anheben des Nadelventils zum Öffnen des Sprühlochs ablässt;
einem Kolbenelement, das dem Anheben des Nadelventils folgend anhebbar ist, um die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer durch die erste Öffnung zu sperren, wenn das Nadelventil eine vorbestimmte Zwischenhubposition übersteigt; und
einer Öffnungs- und Schließeinrichtung zum wahlweisen Öffnen und Schließen der zweiten Öffnung.

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungs- und Schließeinrichtung durch das Ventilelement des Steuerventils gebildet ist, und wobei die zweite Öffnung ausgebildet ist, um durch das Ventilelement geschlossen zu werden, wenn das Ventilelement vollständig durch das Betätigungsglied geöffnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung mit der Steuerkammer über einen Anschluss in Verbindung steht, der an einer Seitenwand der Steuerkammer ausgebildet ist und einem Ende des Kolbenelements gegenübersteht, wenn das Nadelventil sich an der Zwischenhubposition befindet, und wobei die zweite Öffnung mit der Ventilkammer über einen Anschluss in Verbindung steht, der an einem Boden der Ventilkammer ausgebildet ist, die dem Ventilelement des Steuerventils entgegengesetzt ist.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Betätigungsgliedhubverstärkungskammer, die zum hydraulischen Verstärken eines Hubs des Betätigungsglieds zum Erzeugen eines Hubs eines Kolbens wirkt, der mit dem Ventilelement verbunden ist, der größer als der Hub des Betätigungsglieds ist, und eine Dämpfereinrichtung, die innerhalb der Betätigungsgliedhubverstärkungskammer zum Absorbiern von Schwingungen des Kolbens vorgesehen ist.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement einstückig mit dem Nadelventil ausgebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einem Nadelventil, das zum Öffnen eines Sprühlochs zum Sprühen von Kraftstoff wirkt;
einer Steuerkammer, die zu einem Hochdruckkraftstoffpfad führt, um darin einen hydraulischen Druck zu erzeugen, der das Nadelventil in eine Richtung vorspannt, in der das Sprühloch geschlossen wird;
einem Steuerventil mit einer Ventilkammer, einem Niederdruckanschluss, der zwischen der Ventilkammer und einem Niederdruckkraftstoffpfad eine Verbindung bildet, und einem Ventilelement, das wahlweise eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Ventilkammer bildet oder sperrt;
einer ersten Öffnung, die eine Verbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer bildet;
einer zweiten Öffnung, die eine Verbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer bildet;
einem Kolbenelement, das dem Anheben des Nadelventils folgend anhebbar ist, um die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer durch die erste Öffnung zu sperren; und
einem Betätigungsglied, das zum Bewegen des Ventilelements des Steuerventils zum Bilden der Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckanschluss und der Steuerkammer in entweder einer ersten Betriebsart oder einer zweiten Betriebsart energiebeaufschlagt wird, wobei die erste Betriebsart durch Energiebeaufschlagen des Betätigungsglieds durch Eingeben eines ersten Signals gebildet wird, um das Ventilelement zum Schließen der zweiten Öffnung zu bewegen, während die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss über die erste Öffnung zum Verringern des hydraulischen Drucks in der Steuerkammer zum Einleiten des Anhebens des Nadelventils und für eine Bewegung des Kolbenelements gebildet wird, so dass der hydraulische Druck innerhalb der Steuerkammer auf einem ersten Niveau gehalten ist, bei dem das Nadelventil an der voreingestellten Zwischenhubposition gehalten ist, wenn das Kolbenelement die Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer des Steuerventils und der Steuerkammer über die erste Öffnung zu einem gegebenen Grad sperrt, wobei die zweite Betriebsart der ersten Betriebsart folgend durch Energiebeaufschlagen des Betätigungsglieds durch ein zweites Signal gebildet wird, um das Ventilelement zu halten, um die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss durch die zweite Öffnung zu bilden, während die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer und dem Niederdruckanschluss durch die erste Öffnung gesperrt wird, um den hydraulischen Druck innerhalb der Steuerkammer auf ein zweites Niveau zu verringern, das niedriger als das erste Niveau ist, um das Nadelventil auf eine maximale Hubposition anzuheben.

7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenelement einstückig mit dem Nadelventil ausgebildet ist.