DE10218548A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit verbesserter Steuerbarkeit beim Anheben eines Nadelventils - Google Patents

Abstract

Ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist bei einem Common-Rail-System für Fahrzeug-Dieselkraftmaschinen verwendbar. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen piezoelektrischen Aktuator, ein Nadelventil, einen Kolben mit großem Durchmesser und einen Kolben mit kleinem Durchmesser. Der Kolben mit kleinem Durchmesser wird durch den piezoelektrischen Aktuator durch den Kolben mit großem Durchmesser hydraulisch angehoben, um das Nedelventil anzuheben. Der Kolben mit kleinem Durchmesser besteht aus einem Druckwirkflächenänderungsring und einem Kolbenkörper. Der Druckwirkflächenänderungsring dient zum Ändern einer Druckwirkfläche des Kolbens mit kleinem Durchmesser von einem größeren Flächeninhalt zu einen kleineren Flächeninhalt, wodurch ein Steuerbereich der auf den piezoelektrischen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung vergrößert wird, der erforderlich ist, um den Kolben mit kleinem Durchmesser innerhalb eines gewünschten Hubbereiches zu bewegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen verbesserten Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die bei einem Common-Rail-System für Fahrzeug-Dieselkraftmaschinen verwendbar ist, und insbesondere auf einen einfachen Mechanismus einer derartigen Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit verbesserter Steuerbarkeit beim Anheben eines Nadelventils, das in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung installiert ist.

Common-Rail-Systeme sind als Kraftstoffeinspritzsysteme für Dieselkraftmaschinen bekannt, die eine Common-Rail zum Zuführen von mit hohem Druck beaufschlagtem Kraftstoff zu jedem Zylinder der Kraftmaschine haben. Übliche Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, wie sie bei derartigen Common- Rail-Systemen verwendet werden, bestehen aus einem Nadelventil, das zum Öffnen von Zerstäubungslöchern angehoben wird, einer Steuerkammer, die einen Staudruck auf das Nadelventil ausübt, um dieses anzuheben, und einem Steuerventil zum Regulieren des Drucks in der Steuerkammer.

Unlängst wurde ein piezoelektrischer Aktuator mit schnellem Ansprechverhalten als ein Mechanismus zum hydraulischen Öffnen oder Schließen eines derartigen Steuerventils vorgeschlagen. Zum Beispiel lehrt US-5 779 149 von Hayes, Jr. eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die mit einem piezoelektrischen Aktuator ausgestattet ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen Kolben mit großem Durchmesser, der durch den piezoelektrischen Aktuator bewegt wird, und einen Kolben mit kleinem Durchmesser, der zum Öffnen des Steuerventils angehoben wird, um den Hydraulikdruck zum Anheben des Nadelventils abzuwandeln. Der Hub des piezoelektrischen Aktuators, der auf den Kolben mit großem Durchmesser wirkt, wird hydraulisch verstärkt und zu dem Kolben mit kleinem Durchmesser übertragen, um diesen anzuheben. Wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist, vergrößert sich der Hubbetrag des Kolbens mit kleinem Durchmesser proportional zu einer Erhöhung eines Niveaus einer elektrischen Spannung, die auf den piezoelektrischen Aktuator aufgebracht wird.

Um die Genauigkeit beim Steuern der Kraftstoffmenge zu verbessern, die aus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in die Kraftmaschine zu zerstäuben ist, wurde eine variable Steuerung zum Anheben eines Nadelventils der Kraftstoffeinspritzvorrichtung untersucht. Schlussendlich wurde eine Vergrößerung eines Steuerbereiches der auf den piezoelektrischen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung angestrebt.

Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorzusehen, die so gestaltet ist, dass sie für einen vergrößerten Steuerbereich einer auf einen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung sorgt, der zum Abwandeln des Hydraulikdrucks dient, welcher ein Nadelventil von einem Zerstäubungsloch weg anhebt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgesehen, die bei einem Common-Rail-System für Fahrzeug-Dieselkraftmaschinen verwendbar ist und so gestaltet ist, dass sie für eine verbesserte Genauigkeit und Steuerbarkeit beim Anheben eines Nadelventils sorgt. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist Folgendes auf: (a) ein Nadelventil zum Öffnen eines Zerstäubungslochs, um Kraftstoff zu zerstäuben, von dem das Nadelventil als Funktion einer Differenz zwischen einem ersten Druck, der das Nadelventil zum Schließen des Zerstäubungslochs drückt, und einem zweiten Druck, der das Nadelventil zum Öffnen des Zerstäubungslochs drückt, angehoben wird; (b) einen Aktuator, der bei Aufbringung einer elektrischen Spannung erregt wird; (c) einen ersten Hydraulikkolben, der durch den Aktuator als Funktion der auf den Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung bewegt wird; (d) eine Hydraulikkammer, in der ein Hydraulikdruck erzeugt wird, der sich von einem unteren Druckbereich zu einem höheren Druckbereich über einen mittleren Druckbereich als Funktion einer Bewegung des ersten Hydraulikkolbens erhöht; (e) ein Ventil, das sich von einer ersten Ventilposition zu einer zweiten Ventilposition über einen mittleren Ventilpositionsbereich bewegt, um die Differenz zwischen dem ersten und zweiten Druck zum Anheben des Nadelventils zu ändern; (f) einem zweiten Hydraulikkolben einschließlich eines Druckwirkflächenänderungsrings und eines Kolbenkörpers mit einer vorgegebenen Länge, der gleitbar durch den Druckwirkflächenänderungsring hindurch angeordnet ist, wobei der zweite Hydraulikkolben eine Druckwirkfläche hat, auf die der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer wirkt, und sich innerhalb einer Kolbenkammer bewegt, um das Ventil von der ersten Ventilposition zu der zweiten Ventilposition über den mittleren Ventilpositionsbereich anzuheben; und (g) einen Stopper, zu den der Druckwirkflächenänderungsring des zweiten Hydraulikkolbens in der Kolbenkammer beim Erhöhen des Hydraulikdrucks innerhalb der Hydraulikkammer gleitet und an dem er anschlägt, so dass nur eine Bewegung des Kolbenkörpers des zweiten Hydraulikkolbens zugelassen wird, um dadurch die Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens von einem ersten Flächeninhalt zu einen zweiten Flächeninhalt zu ändern, der kleiner ist als der erste Flächeninhalt. Der in der Hydraulikkammer erzeugte Hydraulikdruck innerhalb des unteren Druckbereiches wirkt auf den ersten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens, um den Druckwirkflächenänderungsring und den Kolbenkörper zusammen zu bewegen und das Ventil von der ersten Ventilposition zu dem mittleren Ventilpositionsbereich anzuheben. Der in der Hydraulikkammer erzeugte Hydraulikdruck innerhalb des mittleren Druckbereiches bringt den Druckwirkflächenänderungsring des zweiten Hydraulikkolbens in einen dauernden Eingriff mit dem Stopper, ohne dass der Kolbenkörper bewegt wird, um das Ventil innerhalb des mittleren Ventilpositionsbereiches zu halten. Der in der Hydraulikkammer erzeugte Hydraulikdruck innerhalb des höheren Druckbereiches wirkt auf den zweiten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens, um nur den Kolbenkörper zu bewegen und das Ventil von dem mittleren Ventilpositionsbereich zu der zweiten Ventilposition anzuheben. Dieser Aufbau führt zu einem vergrößerten Steuerbereich der auf den Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung, der zum Bewegen des Nadelventils innerhalb eines gewünschten Hubbereiches erforderlich ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stopper durch einen Absatz implementiert, der an einer Innenwand der Kolbenkammer ausgebildet ist, an der ein Ende des Druckwirkflächenänderungsrings anschlägt.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat außerdem (a) eine zweite Hydraulikkammer, die zu einer Niederdruckleitung durch einen Niederdruckanschluss führt, der durch das Ventil wahlweise geschlossen und geöffnet wird, (b) eine erste Steuerkammer, die zu der zweiten Hydraulikkammer durch eine erste Öffnung bzw. Drossel führt, (c) eine zweite Steuerkammer, die zu der zweiten Hydraulikkammer durch eine zweite Öffnung bzw. Drossel führt, und (d) ein Hubsperrelement zum Definieren einer ersten Hubgrenze und einer zweiten Hubgrenze. Die erste Hubgrenze ist eine Grenze, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des mittleren Druckbereiches auf den ersten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil innerhalb des mittleren Ventilpositionsbereiches zu halten und das Ventil an einer höheren Hubposition anzuordnen, bei der eine größere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zerstäubt wird. Die zweite Hubgrenze ist eine Grenze, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des höheren Druckbereiches auf den zweiten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil von dem mittleren Ventilpositionsbereich zu der zweiten Position zu bewegen und das Nadelventil an einer mittleren Hubposition zwischen der höheren Hubposition und einer niedrigeren Hubposition anzuordnen, an der das Nadelventil das Zerstäubungsloch vollständig schließt, um eine kleinere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zu zerstäuben. Wenn das Ventil an der ersten Ventilposition angeordnet ist, dann schließt das Ventil den Niederdruckanschluss, und die erste Steuerkammer und die zweite Steuerkammer sind mit der zweiten Hydraulikkammer in Verbindung, so dass die erste Steuerkammer einen Hydraulikdruck erzeugt, der zu dem an dem Nadelventil wirkenden ersten Druck addiert wird, um das Nadelventil an der niedrigeren Hubposition anzuordnen. Wenn das Ventil an der zweiten Ventilposition angeordnet ist, dann schließt das Ventil die zweite Öffnung, so dass die erste Steuerkammer den Hydraulikdruck entspannt, der zu dem ersten Druck addiert ist, und die zweite Steuerkammer erzeugt einen Hydraulikdruck, der auf das Hubsperrelement wirkt, um die zweite Hubgrenze einzurichten. Wenn das Ventil in dem mittleren Ventilpositionsbereich angeordnet ist, dann richtet das Ventil Fluidverbindungen zwischen dem Niederdruckanschluss sowie der ersten und der zweiten Öffnung ein, um die Hydraulikdrücke innerhalb der ersten und der zweiten Steuerkammer zu entspannen und die erste Hubgrenze einzurichten.

Der Kolbenkörper des zweiten Hydraulikkolbens ist mit einem Flansch ausgebildet, mit dem ein Ende des Druckwirkflächenänderungsrings in einem dauernden Eingriff gebracht wird, während der zweite Hydraulikkolben das Ventil von der ersten Ventilposition zu dem mittleren Ventilpositionsbereich anhebt.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann außerdem eine Feder aufweisen, die innerhalb der ersten Hydraulikkammer angeordnet ist, um den Druckwirkflächenänderungsring in einen dauernden Eingriff mit dem Kolbenkörper des zweiten Hydraulikkolbens zu drücken.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ersichtlich, die jedoch nicht die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschränken sollen, sondern die nur dem Verständnis dienen.

Zu den Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Innenaufbaus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2(a-1), 2(a-2), 2(a-3) und 2(a-4) zeigen ausschnittartige Schnittansichten einer Bewegungsfolge eines Kolbens mit kleinem Durchmesser, der durch einen piezoelektrischen Aktuator angetrieben wird, um ein Steuerventil anzuheben;

Fig. 2(b) zeigt eine Karte des Hubbetrags des in den Fig. 2(a-1), 2(a-2), 2(a-3) und 2(a-4) dargestellten Steuerventils als Funktion einer auf einen piezoelektrischen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung;

Fig. 3(a) zeigt ausschnittartig eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3(b) zeigt ausschnittartig eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3(c) zeigt ausschnittartig eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 zeigt eine Längsschnittansicht eines Innenaufbaus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) zeigen erläuternde Ansichten einer Betriebsfolge einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 6 zeigt eine Karte des Hubbetrags eines Kolbens mit kleinem Durchmesser einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritzvorrichtung als Funktion einer auf einen piezoelektrischen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1, ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die nachfolgend beschrieben wird und zum Beispiel bei einem Common-Rail-Einspritzsystem für Fahrzeug-Dieselkraftmaschinen verwendet wird, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile in mehreren Ansichten beziehen.

Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen ersten Körper B1, in dem ein piezoelektrischer Aktuator 51 angeordnet ist, einen zweiten Körper B2, in dem ein Steuerventil 3 angebracht ist, einen dritten Körper B3, einen vierten Körper B4 sowie einen fünften Körper B5, in dem ein Nadelventil 1 angeordnet ist. Der erste, der zweite, der dritte, der vierte und der fünfte Körper B1, B2, B3, B4 bzw. B5 sind in der dargestellten Art und Weise aneinander angrenzend angeordnet.

In einer Seitenwand des ersten Körpers B1 ist ein Hochdruckkraftstoffeinlass 101 ausgebildet, der zu einer Common- Rail (nicht gezeigt) führt. Der Hochdruckkraftstoffeinlass 101 ist durch einen Hochdruckkraftstoffpfad 102 mit einem Kraftstoffschacht 12 verbunden, der um einen mittleren Abschnitt des Nadelventils 1 definiert ist. Ein Niederdruckkraftstoffpfad 104 ist in dem ersten und dem zweiten Körper B1 und B2 ausgebildet, der zu einem Kraftstoffbehälter (nicht gezeigt) durch einen Niederdruckkraftstoffauslass 103 führt, der in der Seitenwand des ersten Körpers B1 ausgebildet ist. Der erste, der zweite, der dritte, der vierte und der fünfte Körper B1, B2, B3, B4 und B5 sind innerhalb eines hohlen zylindrischen Halters 13 angeordnet und flüssigdicht aneinander gefügt.

In dem ersten Körper B1 ist eine zylindrische Kammer ausgebildet, in der der piezoelektrische Aktuator 51 und ein Kolben 52 mit großem Durchmesser angeordnet sind. Der Kolben 52 ist gemäß der Zeichnung an ein unteres Ende des piezoelektrischen Aktuators 51 gefügt, und er wird durch eine Scheibenfeder 531 in einen dauernden elastischen Eingriff mit dem piezoelektrischen Aktuator 51 gedrückt, so dass sich der Kolben 52 mit großem Durchmesser durch eine Ausdehnung oder durch ein Zusammenziehen (das heißt ein Hub) des piezoelektrischen Aktuators 51 bewegt, wenn dieser bei Aufbringung einer elektrischen Spannung erregt wird. Die Scheibenfeder 531 ist innerhalb einer Aktuatorhubverstärkungskammer 53 angeordnet, die unter dem Kolben 52 mit großem Durchmesser definiert ist. Die Aktuatorhubverstärkungskammer 53 ist an einer Fügestelle des ersten und des zweiten Körpers B1 und b2 ausgebildet und dient zum Umwandeln des Hubs des Kolbens 52 mit großem Durchmesser zu einen Hydraulikdruck, und sie bringt diesen auf einen Kolben 54 mit kleinem Durchmesser auf, der innerhalb des zweiten Körpers B2 angeordnet ist, um den Hub des Kolbens 52 mit großem Durchmesser mittels des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser zu verstärken und abzugeben. Der Verstärkungsgrad des Hubs des Kolbens 52 mit großem Durchmesser, das heißt ein Verstärkungsfaktor als das Verhältnis des Hubs des Kolbens 52 mit kleinem Durchmesser zu dem Hub des Kolbens 52 mit großem Durchmesser, ist eine Funktion einer Differenz zwischen Druckwirkflächeninhalten des Kolbens 52 mit großem Durchmesser und des Kolbens 53 mit kleinem Durchmesser, auf die der Kraftstoffdruck in der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 wirkt.

In eine Außenumfangswand des Kolbens 52 mit großem Durchmesser ist ein ringartiger Auslasspfad 522 ausgebildet, durch den der aus der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 austretende Kraftstoff zu dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 ausgelassen wird. Ein O- Ring 521 ist in einer ringartigen Nut angeordnet, die in der Außenumfangswand des Kolbens 52 mit großem Durchmesser ausgebildet ist, um eine flüssigdichte Abdichtung einzurichten. Die Aktuatorhubverstärkungskammer 53 ist durch ein Rückschlagventil 71 und einen Zwischendruckpfad 72 mit einer Zwischendruckkammer 7 in Verbindung, die in einem unteren Ende des dritten Körpers B3 definiert ist. Die Zwischendruckkammer 7 führt zu dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 durch einen Zwischenraum um einen Zwischendruckeinlassstift 73 und außerdem zu dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 durch einen Zwischenraum um einen Zwischendruckauslassstift 74. Der Hydraulikdruck innerhalb der Zwischendruckkammer 7 ist auf ein gewünschtes Zwischenniveau zwischen den Drücken in dem Niederdruckkraftstoffpfad 104 und dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 einstellbar, indem die Zwischenräume um den Zwischendruckeinlassstift 73 und den Zwischendruckauslassstift 74 abgewandelt werden. Wenn der Hydraulikdruck in der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 infolge des Kraftstoffaustritts abfällt, dann wird das Rückschlagventil 71 geöffnet, so dass der Kraftstoff in der Zwischendruckkammer 7 in die Aktuatorhubverstärkungskammer 53 strömt, wodurch der Druck in der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 konstant gehalten wird.

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 durch den Kolben 54 mit kleinem Durchmesser nach oben bewegt oder angehoben, um den Niederdruckanschluss 33 wahlweise zu öffnen und zu schließen. Der Niederdruckanschluss 33 führt zu einer Auslassdruckkammer 541, die um einen abgeschrägten Kopf des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser definiert ist. Der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser hat eine Spitze, die sich in den Niederdruckanschluss 33 erstreckt und an der Ventilkugel 32 anschlägt, wie dies eindeutig in der Zeichnung gezeigt ist. Wenn die Ventilkugel 32 den Niederdruckanschluss 33 öffnet, dann strömt Hydraulikdruck in der Ventilkammer 31 in den Niederdruckkraftstoffpfad 104 durch die Auslassdruckkammer 541 und einen Auslasspfad 542.

Die Ventilkammer 31 ist jederzeit mit einer in einem oberen Ende des fünften Körpers B5 ausgebildeten ersten Steuerkammer 2 durch eine erste Auslassöffnung 22 und einen ersten Auslassöffnungspfad 21 in Verbindung, die in dem dritten Körper B3 ausgebildet sind. Die erste Steuerkammer 2 dient zum Aufbringen des Hydraulikdrucks auf das Nadelventil 1 in nach unten gerichteter Richtung gemäß der Zeichnung, (das heißt eine Ventilschließrichtung, in der die Zerstäubungslöcher 11 geschlossen werden). Eine Schraubenfeder 25 ist innerhalb der ersten Steuerkammer 2 angeordnet, um das Nadelventil 1 jederzeit nach unten zu drücken. Die erste Auslassöffnung 22 ist in der oberen Wand des dritten Körpers B3 ausgebildet. Der erste Auslassöffnungspfad 21 erstreckt sich durch den dritten und vierten Körper B3 und 84. Die erste Steuerkammer 2 ist außerdem mit dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 durch einen ersten Einlassöffnungspfad 23 und eine erste Einlassöffnung 24 in Verbindung, die in dem vierten Körper B4 ausgebildet sind. Daher schließt die Ventilkugel 32 gemäß der Fig. 5(a) den Niederdruckanschluss 33, wenn der piezoelektrische Aktuator 51 in einem AUS-Zustand oder in einem zusammengezogenen Zustand ist, so dass innerhalb der Ventilkammer 31 und der ersten Steuerkammer 2 ein hoher Druck aufgebaut wird, um das Nadelventil 1 zum Schließen der Zerstäubungslöcher 11 unter Mitwirkung des Federdrucks der Feder 25 zu drücken. Es ist zu beachten, dass die Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) keine Ansichten der Einzelheiten des Innenaufbaus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Fig. 1 zeigen, sondern dass sie erläuternde Ansichten zum besseren Verständnis einer Bewegungsfolge des Nadelventils 11 hinsichtlich eines Betriebs des Steuerventils sind.

Die Ventilkammer 31 ist jederzeit durch eine zweite Auslassöffnung 42 und einen zweiten Auslassöffnungspfad 41, die in dem dritten Körper B3 ausgebildet sind, mit einer zweiten Steuerkammer 4 in Verbindung, die in einem oberen Ende des vierten Körpers B4 ausgebildet ist. Die zweite Steuerkammer 4 ist mit dem Hochdruckkraftstoffpfad 102 durch einen zweiten Einlassöffnungspfad 43 und eine zweite Einlassöffnung 44 in Verbindung, die in dem dritten Körper B3 ausgebildet sind, und sie bringt den Hydraulikdruck nach unten auf einen Hubsperrkolben 6 auf, der gleitbar innerhalb eines begrenzten vertikalen Bereichs angeordnet ist. Der Hubsperrkolben 6 definiert die erste Steuerkammer 2 und die zweite Steuerkammer 4, und er hat einen Abschnitt 61 mit kleinem Durchmesser, der an seiner unteren Hälfte ausgebildet ist und sich in die erste Steuerkammer 2 in einen Eingriff mit einem oberen Ende des Nadelventils 1 erstreckt, um den Hubbetrag des Nadelventils 1 zu steuern. Der Hydraulikdruck innerhalb der zweiten Steuerkammer 4 ändert sich als Funktion einer Bewegung des Nadelventils 32, wodurch sich der Hubsperrkolben 6 vertikal bewegt, um einen maximalen Hub des Nadelventils 1 zu definieren. Ein Bereich der vertikalen Bewegung des Hubsperrkolbens 6 ist durch einen oberen Stopper 62, der durch den Boden des dritten Körpers B3 gebildet wird, und einen unteren Stopper 63 definiert, der aus einem Absatz besteht, welcher an einem mittleren Abschnitt einer Innenwand des vierten Körpers B4 ausgebildet ist.

Der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser ist innerhalb einer Kolbenkammer angeordnet, die in dem zweiten Körper B2 ausgebildet ist und sich von der Auslassdruckkammer 541 fortsetzt, und er besteht aus einem zylindrischen Kolbenkörper 54a und einem Hubverstärkungsänderungsring 54b, der gleitbar an einem oberen Abschnitt des Kolbenkörpers 54a gepasst ist. An einer Innenwand der Kolbenkammer ist ein Absatz 55 ausgebildet, der als ein Stopper dient, an dem der Hubverstärkungsänderungsring 54b anschlägt, wenn er sich nach unten bewegt. An einem mittleren Abschnitt einer Außenwand des Kolbenkörpers 54a ist ein Flansch 54c ausgebildet, der den Hubverstärkungsring 54b stützt. In einem Anfangszustand einer Abwärtsbewegung des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser wirkt der Hydraulikdruck innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 sowohl auf den Kolbenkörper 54a als auch auf den Hubverstärkungsänderungsring 54b, um diese zusammen nach unten zu bewegen. Nach einem Zusammenstoß des Hubverstärkungsrings 54b mit dem Absatz 55 bewegt sich nur der Kolbenkörper 54a nach unten. Insbesondere ist in dem Anfangszustand der Abwärtsbewegung des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser bis zu dem Anschlag des Hubverstärkungsänderungsrings 54b an dem Absatz 55 ein gesamter Flächeninhalt der oberen Enden des Kolbenkörpers 54a und des Hubverstärkungsrings 54b dem Hydraulikdruck ausgesetzt, der innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 aufgebaut ist. In der nachfolgenden Phase wird die Druckwirkfläche durch einen Flächeninhalt des oberen Endes des Hubverstärkungsänderungsrings 54b verringert, so dass nur das Ende des Kolbenkörpers 54a dem Hydraulikdruck innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 ausgesetzt ist. Ein Hub des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser pro Zeiteinheit, und zwar der Verstärkungsfaktor als das Verhältnis des Hubs des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser zu dem Hub des Kolbens 52 mit großem Durchmesser des piezoelektrischen Aktuators 51, wird somit geändert, nachdem der Hubverstärkungsänderungsring 54b an den Absatz 55 angeschlagen ist, wodurch sich der Hubbetrag der Ventilkugel 32 der Steuerventils 3 ändert. Dieser Vorgang wird nachfolgend genauer beschrieben.

Die Fig. 2(b) zeigt eine Beziehung zwischen einer auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachten elektrischen Spannung und dem Hubbetrag der Ventilkugel 32 des Steuerventils 3 durch den Kolben 54 mit kleinem Durchmesser. Die Fig. 2(a-1), 2(a-2), 2(a-3) und 2(a-4) zeigen Stellungen des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser und des Steuerventils 3 zu Zeitpunkten ta-1, ta-2, ta-3 und ta-4 gemäß der Fig. 2(b).

Wenn der piezoelektrische Aktuator 51 in dem AUS-Zustand ist, dann schließt das Kugelventil 32 gemäß der Fig. 5(a) den Niederdruckanschluss 33, so dass der hohe Druck innerhalb der Ventilkammer 31 und der ersten Steuerkammer 2 aufgebaut wird. Das Nadelventil 1 schließt somit die Zerstäubungslöcher 11 unter Mitwirkung des Federdrucks der Feder 25. In ähnlicher Weise hat die zu der Ventilkammer 31 führende zweite Steuerkammer 4 den hohen Druck, so dass der Hubsperrkolben 6 in Kontakt mit dem unteren Stopper 63 gebracht wird.

Wenn die auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachte elektrische Spannung allmählich erhöht wird, dann dehnt sich der piezoelektrische Aktuator 51 aus, so dass sich der Kolben 52 mit großem Durchmesser nach unten bewegt, was zu einem Anstieg des Hydraulikdrucks innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 führt. Der Hydraulikdruck innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 wird auf die oberen Enden sowohl des Kolbenkörpers 54a als auch des Hubverstärkungsänderungsrings 54b in nach unten gerichteter Richtung aufgebracht. Wenn dieser Druck den Hydraulikdruck innerhalb der Ventilkammer 31 überschreitet, der die Ventilkugel 32 im Zeitpunkt ta-1 gemäß der Fig. 2(b) nach oben drückt, dann beginnt die Abwärtsbewegung sowohl des Kolbens 54a als auch des Hubverstärkungsrings 54b des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser, so dass sich die Ventilkugel 32 nach unten bewegt.

Wenn die auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachte elektrische Spannung ein vorgegebenes erstes höheres Niveau beim Zeitpunkt ta-2 erreicht, dann stößt der Hubverstärkungsänderungsring 54b mit dem Absatz 55 zusammen, so dass der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser stoppt, um die Ventilkugel 32 des Steuerventils 3 von einer Abwärtsbewegung abzuhalten. Bei dieser Stellung der Ventilkugel 32 (die nachfolgend auch als eine mittlere Hubposition bezeichnet wird) sind sowohl der Niederdruckanschluss 33 als auch die Auslassöffnung 42 geöffnet, so dass die Hydraulikdrücke innerhalb der Ventilkammer 31, der ersten Steuerkammer 2 und der zweiten Steuerkammer 4 abfallen, wie dies aus der Fig. 5(c) ersichtlich ist. Dadurch drückt der Hydraulikdruck in dem Kraftstoffschacht 12 das Nadelventil 1 nach oben, so dass die Summe des Hydraulikdrucks in der ersten Steuerkammer 2 und des Federdrucks der Feder 25 überschritten wird, wodurch das Anheben des Nadelventils 1 startet. Gleichzeitig bewegt sich der Hubsperrkolben 6 nach unten und schlägt an dem oberen Stopper 62 an. Insbesondere bewegt sich das Nadelventil 1 nach oben zu einer vollständig angehobenen Position, an der eine große Kraftstoffmenge in die Kraftmaschine aus dem Zerstäubungsloch 11 eingespritzt wird. Der Hubbetrag des Nadelventils 1 entspricht dem Abstand L1 in der Fig. 5(c).

Nachdem der Hubverstärkungsänderungsring 54b mit dem Absatz 55 zusammengestoßen ist und von einer Abwärtsbewegung abgehalten wird, verringert sich gemäß der vorstehenden Beschreibung der gesamte Druckwirkflächeninhalt des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser, auf den der Hydraulikdruck in der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 aufgebracht wird, durch einen Flächeninhalt des oberen Endes des Hubverstärkungsänderungsrings 54b, woraus eine Verringerung der auf den Kolben 54 mit kleinem Durchmesser nach unten wirkenden Kraft resultiert. Somit wird der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser für eine Weile davon abgehalten, dass er sich nach unten bewegt (und zwar das Intervall zwischen den Zeitpunkten ta-2 und ta-3), auch wenn die auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachte elektrische Spannung weiterhin erhöht ist. Insbesondere wird die Ventilkugel 32 an der mittleren Hubposition über einen breiteren Bereich der auf den piezoelektrischen Aktuator 51 zwischen den Zeitpunkten ta-2 und ta-3 gemäß der Fig. 2(b) aufgebrachten elektrischen Spannung gehalten. Wenn die auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachte elektrische Spannung bis zu einem vorgegebenen zweiten höheren Niveau zum Zeitpunkt ta-3 weiterhin erhöht ist, dann beginnt nur der Kolbenkörper 54a des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser eine Abwärtsbewegung, um die Ventilkugel 32 von dem Niederdruckanschluss 33 weg zu bewegen.

Nach dem Zeitpunkt ta-3 bewegt sich die Ventilkugel 32 bei einem Anstieg der auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufgebrachten elektrischen Spannung nach unten, bis sie gemäß der Fig. 2(a-4) zum Zeitpunkt ta-4 an dem Boden der Ventilkammer 31 angeordnet ist. In dieser Stellung schließt die Ventilkugel 32 die zweite Auslassöffnung 42, wie dies aus der Fig. 5(b) ersichtlich ist, wodurch sich der Druck in der zweiten Steuerkammer 4 erhöht. Die erste Steuerkammer 2 wird jedoch auf den niedrigen Druck gehalten. Der Anstieg des Drucks in der zweiten Steuerkammer 4 bringt den Hubsperrkolben 6 in einen Eingriff mit dem unteren Stopper 63, wodurch das Nadelventil 1 an einer mittleren Hubposition gehalten wird, wie dies eindeutig in der Fig. 5(b) gezeigt ist. Insbesondere entspricht der Hubbetrag des Nadelventils 1 dem Abstand L2, der kürzer ist als der Abstand L1. Die in die Kraftmaschine eingespritzte Kraftstoffmenge ist kleiner als jene, wenn das Nadelventil 1 um den Abstand L1 angehoben wird.

Der vorstehend beschriebene Aufbau der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt zu einem vergrößerten Steuerbereich der auf den piezoelektrischen Aktuator 51 aufzubringenden Spannung, um den Hub des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser (das heißt das Nadelventil 1) innerhalb eines vorgegebenen mittleren Hubbereiches zu halten, in dem es möglich ist, eine gewünschte größere Kraftstoffmenge in die Kraftmaschine einzuspritzen.

Die Fig. 3(a), 3(b) und 3(c) zeigen ein zweites, ein drittes beziehungsweise ein viertes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzvorrichtung.

Gemäß der Fig. 3(a) ist eine Scheibenfeder 56 innerhalb der Aktuatorhubverstärkungskammer 53 angeordnet, die den Hubverstärkungsänderungsring 54b des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser nach unten drückt. Dies führt zu einer stärkeren Haftung zwischen dem unteren Ende des Hubverstärkungsrings 54b und dem Flansch 54c des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser in dem Anfangshubbereich, wodurch ein Verlust jener Energie beseitigt wird, die zum Bewegen des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser in nach unten gerichteter Richtung verbraucht wird.

Gemäß der Fig. 3(b) ist der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser nicht mit dem Kolben 52 mit großem Durchmesser des piezoelektrischen Aktuators 51 ausgerichtet, wodurch ein Abschnitt 57 einer Innenkante des unteren Endes des ersten Körpers B1 als ein Stopper dienen kann, der die obere Bewegungsgrenze des Hubverstärkungsänderungsrings 54b des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser definiert.

Gemäß der Fig. 3(c) ist ein Stopperring 58 an dem Absatz 55 angeordnet, der an der Innenwand des zweiten Körpers B2 ausgebildet ist. Ein hohler zylindrischer Halter 59 ist in die Kolbenkammer geschraubt, um den Stopperring 58 an den Absatz 55 zu fixieren. Eine Untergrenze der vertikalen Bewegung des Hubverstärkungsänderungsrings 54b ist durch eine obere Fläche des Stopperrings 58 definiert, wodurch mit Leichtigkeit eine Auswahl des Hubbetrags der Ventilkugel 32 des Steuerventils bis zu der mittleren Hubposition resultiert.

Die Fig. 4 zeigt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der zweite Körper B2 ist aus zwei Bauteilen gebildet: ein oberer zylindrischer Block B21 und ein unterer zylindrischer Block B22. In dem oberen zylindrischen Block B2 ist eine Kolbenkammer 8 ausgebildet, in der der größte Teil des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser angeordnet ist. Die Kolbenkammer 8 ist mit der Zwischendruckkammer 7 durch einen Zwischendruckpfad 81 in Verbindung. Der Kolben 54 mit kleinem Durchmesser hat einen Kolbenkörper 54d, an den der Hubverstärkungsänderungsring 54b gepasst ist, einen Stützflansch 54c, der an dem Kolbenkörper 54d ausgebildet ist, und ein Ventil 54e, das mit dem Kolbenkörper 54d ausgerichtet ist. Das Ventil 54e erstreckt sich durch den Boden des unteren zylindrischen Blocks B22 in die Auslassdruckkammer 541. Das Ventil 54e wird durch eine innerhalb der Kolbenkammer 8 angeordnete Scheibenfeder 82 in einen dauernden Eingriff mit dem Kolbenkörper 54d gedrückt.

Die Schaffung der Kolbenkammer 8, in der der mittlere Abschnitt des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser dem Hydraulikzwischendruck ausgesetzt ist, ermöglicht eine Reduzierung des Hydraulikdrucks in der Aktuatorhubverstärkungskammer 53, der erforderlich ist, um den Kolben 54 mit kleinem Durchmesser nach unten zu drücken. Dies ist dadurch begründet, dass beim Fehlen der Kolbenkammer 8 der Hydraulikzwischendruck auf einen größeren Flächeninhalt aufgebracht wird, der in einem Bereich über den oberen Enden des Hubverstärkungsänderungsrings 54b und des Kolbenkörpers 54d ist, jedoch bewirkt die Schaffung der Kolbenkammer 8, dass der Hydraulikzwischendruck nur auf einen Flächeninhalt des Kolbens 54 mit kleinem Durchmesser entsprechend einer Schnittfläche eines Abschnitts des Ventils 54e wirkt, das durch den Boden des oberen zylindrischen Blocks B21 gleitet. Dies ermöglicht eine Verringerung der Genauigkeit beim Aufbauen des erforderlichen Hydraulikzwischendrucks.

Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart ist, um ihr Verständnis zu erleichtern, sollte klar sein, dass die Erfindung in vielfältiger Weise ausgeführt werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Daher soll die Erfindung alle möglichen Ausführungsbeispiele und Abwandlungen der gezeigten Ausführungsbeispiele enthalten, die ausgeführt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Ein verbesserter Aufbau einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist für ein Common-Rail-System für Fahrzeug-Dieselkraftmaschinen verwendbar. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung hat einen piezoelektrischen Aktuator, ein Nadelventil, einen Kolben mit großem Durchmesser und einen Kolben mit kleinem Durchmesser. Der Kolben mit kleinem Durchmesser wird durch den piezoelektrischen Aktuator durch den Kolben mit großem Durchmesser hydraulisch angehoben, um das Nadelventil anzuheben. Der Kolben mit kleinem Durchmesser besteht aus einem Druckwirkflächenänderungsring und einem Kolbenkörper. Der Druckwirkflächenänderungsring dient zum Ändern einer Druckwirkfläche des Kolbens mit kleinem Durchmesser von einem großen Flächeninhalt zu einen kleineren Flächeninhalt, was zu einer Vergrößerung eines Steuerbereiches der auf den piezoelektrischen Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung führt, der erforderlich ist, um den Kolben mit kleinem Durchmesser innerhalb eines gewünschten Hubbereiches zu bewegen.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit:
einem Nadelventil zum Öffnen eines Zerstäubungslochs, um Kraftstoff zu zerstäuben, von dem sich das Nadelventil als Funktion einer Differenz zwischen einem ersten Druck, der das Nadelventil zum Schließen des Zerstäubungslochs drückt, und einem zweiten Druck, der das Nadelventil zum Öffnen des Zerstäubungslochs drückt, angehoben wird;
einem Aktuator, der bei Aufbringung einer elektrischen Spannung erregt wird;
einem ersten Hydraulikkolben, der durch den Aktuator als Funktion der auf den Aktuator aufgebrachten elektrischen Spannung bewegt wird;
einer Hydraulikkammer, in der ein Hydraulikdruck erzeugt wird, der sich von einem niedrigeren Druckbereich zu einem höheren Druckbereich über einen mittleren Druckbereich als Funktion einer Bewegung des ersten Hydraulikkolbens erhöht;
einem Ventil, das sich von einer ersten Ventilposition zu einer zweiten Ventilposition über einen mittleren Ventilpositionsbereich bewegt, um die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Druck zum Anheben des Nadelventils zu ändern;
einem zweiten Hydraulikkolben einschließlich eines Druckwirkflächenänderungsrings und eines Kolbenkörpers mit einer vorgegebenen Länge, der gleitbar durch den Druckwirkflächenänderungsring angeordnet ist, wobei der zweite Hydraulikkolben eine Druckwirkfläche hat, auf die der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer aufgebracht wird, und wobei er sich innerhalb einer Kolbenkammer bewegt, um das Ventil von der ersten Ventilposition zu der zweiten Ventilposition über den mittleren Ventilpositionsbereich anzuheben; und
einem Stopper, zu dem der Druckwirkflächenänderungsring des zweiten Hydraulikkolbens in der Kolbenkammer bei einer Erhöhung des Hydraulikdrucks innerhalb der Hydraulikkammer gleitet und an dem er anschlägt, um nur eine Bewegung des Kolbenkörpers des zweiten Hydraulikkolbens zuzulassen, um dadurch die Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens von einem ersten Flächeninhalt zu einen zweiten Flächeninhalt zu ändern, der kleiner ist als der erste Flächeninhalt, wobei der in der Hydraulikkammer innerhalb des niedrigeren Druckbereiches erzeugte Hydraulikdruck auf den ersten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um den Druckwirkflächenänderungsring und den Kolbenkörper zusammen zu bewegen, um das Ventil von der ersten Ventilposition zu dem mittleren Ventilpositionsbereich anzuheben, wobei der in der Hydraulikkammer innerhalb des mittleren Druckbereiches erzeugte Hydraulikdruck den Druckwirkflächenänderungsring des zweiten Hydraulikkolbens in einen dauernden Eingriff mit dem Stopper bringt, ohne dass sich der Kolbenkörper bewegt, um das Ventil innerhalb des mittleren Ventilpositionsbereichs zu halten, und wobei der in der Hydraulikkammer innerhalb des höheren Druckbereiches erzeugte Hydraulikdruck auf den zweiten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um nur den Kolbenkörper zu bewegen und das Ventil von dem mittleren Ventilpositionsbereich zu der zweiten Ventilposition anzuheben.

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Stopper durch einen Absatz verwirklicht ist, der an einer Innenwand der Kolbenkammer ausgebildet ist, an dem ein Ende des Druckwirkflächenänderungsrings anschlägt.

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des weiteren ein Hubsperrelement aufweist,
das zum Definieren einer ersten Hubgrenze dient, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des mittleren Druckbereiches auf den ersten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil innerhalb des mittleren Ventilpositionsbereiches zu halten und das Nadelventil an einer höheren Hubposition anzuordnen, bei der eine größere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zerstäubt wird, und
das zum Definieren einer zweiten Hubgrenze dient, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des höheren Druckbereiches auf den zweiten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil von dem mittleren Ventilpositionsbereich zu der zweiten Ventilposition zu bewegen und das Nadelventil an einer mittleren Hubposition zwischen der höheren Hubposition und einer niedrigeren Hubposition anzuordnen, an der das Nadelventil das Zerstäubungsloch vollständig schließt, um dadurch eine kleinere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zu zerstäuben.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des weiteren
eine zweite Hydraulikkammer, die zu einer Niederdruckleitung durch einen Niederdruckanschluss führt, der durch das Ventil wahlweise geschlossen und geöffnet wird,
eine erste Steuerkammer, die zu der zweiten Hydraulikkammer durch eine erste Öffnung führt,
eine zweite Steuerkammer, die zu der zweiten Hydraulikkammer durch eine zweite Öffnung führt, und
ein Hubsperrelement aufweist,
das eine erste Hubgrenze definiert, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des mittleren Druckbereiches auf den ersten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil innerhalb des mittleren Ventilpositionsbereiches zu halten und das Nadelventil an einer höheren Hubposition anzuordnen, bei der eine größere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zerstäubt wird, und das eine zweite Hubgrenze definiert, zu der das Nadelventil angehoben wird, wenn der Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer innerhalb des höheren Druckbereiches auf den zweiten Flächeninhalt der Druckwirkfläche des zweiten Hydraulikkolbens wirkt, um das Ventil von dem mittleren Ventilpositionsbereich zu der zweiten Ventilposition zu bewegen und das Nadelventil an einer mittleren Hubposition zwischen der höheren Hubposition und einer niedrigeren Hubposition anzuordnen, bei der das Nadelventil das Zerstäubungsloch vollständig schließt, um eine kleinere Kraftstoffmenge aus dem Zerstäubungsloch zu zerstäuben, und wobei das Ventil den Niederdruckanschluss schließt, wenn das Ventil an der ersten Ventilposition angeordnet ist, und die erste Steuerkammer und die zweite Steuerkammer mit der zweiten Hydraulikkammer in Verbindung sind, so dass die erste Steuerkammer einen Hydraulikdruck erzeugt, der dem ersten Druck hinzugefügt wird, der auf das Nadelventil wirkt, um das Nadelventil an der niedrigeren Hubposition anzuordnen, wenn das Nadelventil an der zweiten Ventilposition angeordnet ist, wobei das Ventil die zweite Öffnung schließt, so dass die erste Steuerkammer den Hydraulikdruck entspannt, der dem ersten Druck hinzugefügt ist, und wobei die zweite Steuerkammer einen Hydraulikdruck erzeugt, der auf das Hubsperrelement wirkt, um die zweite Hubgrenze einzurichten, und wenn das Ventil in dem mittleren Ventilpositionsbereich angeordnet ist, dann richtet das Ventil Fluidverbindungen zwischen dem Niederdruckanschluss und der ersten und der zweiten Öffnung ein, um so die Hydraulikdrücke innerhalb der ersten und der zweiten Steuerkammer zu entspannen, um die erste Hubgrenze einzurichten.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Kolbenkörper des zweiten Hydraulikkolbens mit einem Flansch ausgebildet ist, durch den ein Ende des Druckwirkflächenänderungsrings in einem dauernden Eingriff angeordnet ist, während der zweite Hydraulikkolben das Ventil von der ersten Ventilposition zu dem mittleren Ventilpositionsbereich anhebt.

6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch 1, die des weiteren eine Feder aufweist, die innerhalb der ersten Hydraulikkammer angeordnet ist, um den Druckwirkflächenänderungsring in einem dauernden Eingriff mit dem Kolbenkörper des zweiten Hydraulikkolbens zu drücken.