DE10305509A1

DE10305509A1 - Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10305509A1
Application number: DE2003105509
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2003-02-11
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzventil 22 vorgeschlagen, bei welchem eine äußere Düsennadel 40 als Variodüsennadel ausgebildet ist und eine koaxial dazu angeordnete innere Düsennadel 76 als Spritzlochdüsennadel ausgebildet ist, um die Vorteile beider Düsenbauarten in verschiedenen Betriebsbereichen optimal nutzen zu können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit Kraftstoffdirekteinspritzung, mit einem Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse vorhandenen Ausnehmung, mit einer in der Ausnehmung angeordneten äußeren Düsennadel, welche mit einem gehäuseseitigen ersten Ventilsitz zusammenarbeitet, mit einer in der äußeren Düsennadel geführten inneren Düsennadel, welche mit einem zweiten Ventilsitz zusammenarbeitet, wobei der zweite Ventilsitz in der äußeren Düsennadel angeordnet ist.

Ein solches Kraftstoffeinspritzventil ist aus der DE 42 14 646 A1 bekannt. Bei diesem Kraftstoffeinspritzventil steuern sowohl die äußere Düsennadel als auch die innere Düsennadel Sitzlöcher auf und zu. Dies bedeutet, dass sowohl bei der Betätigung der äußeren Düsennadel als auch bei der Betätigung der inneren Düsennadel die Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine durch Sitzlöcher erfolgt. Somit sind der Formung des Einspritzverlaufs gewisse Grenzen vorgegeben, die aus der Betriebscharakteristik von Sitzlochdüsen resultieren.

Bei einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die äußere Düsennadel als nach außen öffnende Vario-Düsennadel ausgebildet ist und dass die innere Düsennadel als Sitzloch-Düsennadel ausgebildet ist. Dadurch können die spezifischen Vorteile einer Vario-Düsennadel und einer Sitzloch-Düsennadel in einem Kraftstoffeinspritzventil zusammengefasst werden und somit die spezifischen Vorteile beider Bauformen voll ausgenutzt werden.

Insbesondere im Teillastbetrieb hat eine Vario-Düsennadel Vorteile hinsichtlich Verbrauchs- und Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine gegenüber einer Sitzloch-Düsennadel. Im Volllastbetrieb überwiegen in der Regel die Vorteile einer Sitzloch-Düsennadel gegenüber einer Vario-Düsennadel. Im Ergebnis wird durch das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil eine weiter verbesserte Einspritzverlaufsformung ermöglicht und somit eine Verbesserung des Verbrauchs und Emissionsverhaltens der Brennkraftmaschine erreicht.

Bei einer erfindungsgemäßen Variante ist vorgesehen, dass durch den Druck in einem ersten Steuerraum eine Öffnungskraft auf die äußere Düsennadel ausgeübt wird und dass durch den Druck in einem zweiten Steuerraum eine Schließkraft auf die innere Düsennadel ausgeübt wird, so dass durch die unterschiedliche Betätigung der äußeren Düsennadel und der inneren Düsennadel die Anpassung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils an verschiedene Brennkraftmaschinen in einem noch weiteren Bereich ermöglicht wird.

Zur Steuerung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der erste Steuerraum über eine erste Drossel mit einem Hochdruckanschluss oder einer Rücklaufleitung hydraulisch verbindbar ist und der zweite Steuerraum über eine zweite Drossel mit dem Hochdruckanschluss oder der Rücklaufleitung hydraulisch verbindbar ist, wobei die erste Drossel und die zweite Drossel durch ein Steuerventil verschließbar sind. Durch die erste und die zweite Drossel kann das Betriebsverhalten und das Ansprechverhalten der äußeren Düsennadel und der inneren Düsennadel an die Brennkraftmaschine angepasst werden. Durch die erfindungsgemäßen möglichen hydraulischen Verschaltungen von ersten und zweiten Drosseln können äußere Düsennadeln und innere Düsennadeln einzeln oder zusammen geöffnet beziehungsweise geschlossen werden. Daraus ergeben sich eine Vielzahl von Steuerungsmöglichkeiten, die zur Optimierung des Betriebs sowie des Emissions- und Verbrauchsverhaltens der Brennkraftmaschine eingesetzt werden können.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Steuerventil als 4/3-Wegeventil oder als 4/4-Wegeventil ausgebildet ist, wobei ein Ventilglied des Steuerventils durch einen elektrischen Aktor, insbesondere einen Piezoaktor, bewegt wird.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Steuerventil in einer ersten Schaltstellung den Hochdruckanschluss mit dem zweiten Steuerraum und die Rückleitung mit dem ersten Steuerraum verbindet, dass das Steuerventil in einer zweiten Schaltstellung den Hochdruckanschluss mit dem ersten Steuerraum und mit dem zweiten Steuerraum verbindet, dass das Steuerventil in einer dritten Schaltstellung die Rücklaufleitung mit dem ersten Steuerraum und mit dem zweiten Steuerraum verbindet und dass das Steuerventil in einer vierten Schaltstellung die Rücklaufleitung mit dem ersten Steuerraum und mit dem zweiten Steuerraum verbindet.

Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, dass mit einem einzigen Steuerventil eine Vielzahl von Ansteuerungen und Betriebsweisen des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils realisierbar sind.

Besonders vorteilhafte Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils sehen vor, dass die äußere Düsennadel in einer Schließposition in einem am brennraumseitigen Ende des Gehäuses angeordneten ersten Ventilsitz zur Anlage kommt und durch eine Längsbewegung in einer Öffnungsrichtung mindestens eine Einspritzöffnung aufsteuert, dass die innere Düsennadel in einer Schließposition an einem zweiten Ventilsitz anliegt und durch eine Längsbewegung in einer Öffnungsrichtung mindestens ein Spritzloch aufsteuert und dass die mindestens eine Einspritzöffnung und das mindestens eine Spritzloch in der äußeren Düsennadel angeordnet sind.

Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils sind die Einspritzöffnungen und die Spritzlöcher eines Kraftstoffeinspritzventils in einem relativ einfach zu fertigenden Bauteil – nämlich der äußeren Düsennadel -angeordnet, so dass die Betriebscharakteristik sowohl der Einspritzöffnungen als auch der Spritzlöcher optimal aufeinander abstimmbar sind. Schließlich sind alle Bohrungen, die zur Herstellung der Einspritzöffnungen und der Spritzlöcher herzustellen sind, an relativ gut zugänglichen Stellen der äußeren Düsennadel vorhanden, was die Fertigung erleichtert.

Eine weitere Vereinfachung der Herstellung des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ergibt sich dadurch, dass der erste Steuerraum in axialer Richtung von dem Gehäuse und von einer Stirnfläche der äußeren Düsennadel begrenzt wird, dass der erste Steuerraum in radialer Richtung von dem Gehäuse begrenzt wird. Als weiterer Vorteil ergibt sich dadurch weiterhin, dass die Größe der Stirnfläche in weiten Grenzen konstruktiv veränderbar ist, so dass die zur Öffnung der Düsennadel verfügbare hydraulische Kraft ebenso wie das Ansprechverhalten der äußeren Düsennadel in weiten Grenzen variierbar ist.

Eine fertigungstechnisch besonders vorteilhafte Variante sieht vor, dass der erste Steuerraum in radialer Richtung außen von einer die äußere Düsennadel dichtend umgebenden ersten Hülse begrenzt wird und dass die erste Hülse durch eine erste Spannfeder, welche sich einenends gegen das Gehäuse und anderenends gegen die erste Hülse abstützt, dichtend gegen das Gehäuse gepresst wird. Durch diese Maßnahme wird es möglich, die äußere Düsennadel an ihrem den ersten Steuerraum begrenzenden Außendurchmesser durch mit der sehr einfach herzustellenden ersten Hülse außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils zu paaren, so dass eine optimale Abdichtung des ersten Steuerraums bei gleichzeitig sehr guter Leichtgängigkeit der äußeren Düsennadel in der ersten Hülse möglich wird.

Die gleichen Vorteile lassen sich für den zweiten Steuerraum dadurch realisieren, dass der zweite Steuerraum in axialer Richtung zum einen von dem Gehäuse und zum anderen von einer Stirnfläche der inneren Düsennadel begrenzt wird, dass der zweite Steuerraum in radialer Richtung von einer die innere Düsennadel dichtend umgebenden zweiten Hülse begrenzt wird und dass die zweite Hülse durch eine zweite Spannfeder, welche sich einenends gegen die innere Düsennadel und anderenends gegen die zweite Hülse abstützt, gegen das Gehäuse gepresst wird.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil ist besonders bevorzugt bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung einsetzbar.

Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine mit mehreren Kraftstoffeinspritzventilen und
2 einen teilweisen Schnitt durch eines der Kraftstoffeinspritzventile von 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 trägt ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 14 Kraftstoff in eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 16 fördert. Diese führt zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18. Bei der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 handelt es sich um eine Kolbenpumpe, welche von einer Nockenwelle (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine (im Detail ebenfalls nicht dargestellt), zu welcher das Kraftstoffsystem 10 gehört, angetrieben wird. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 bringt den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck und fördert ihn zu einer Kraftstoff-Sammelleitung 20. Diese wird auch als "Common-Rail" bezeichnet. In ihr ist der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert. Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung (Common-Rail) 20 wird durch ein Drucksteuerventil 21 eingestellt.
An die Kraftstoff-Sammelleitung 20 sind mehrere Kraftstoffeinspritzventile 22 angeschlossen. Hierzu verfügen diese über Hochdruckanschlüsse 24. Die Kraftstoffeinspritzventile 22 spritzen den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume 26 der Brennkraftmaschine ein. Die Kraftstoffeinspritzventile 22 verfügen jeweils auch über einen Niederdruckanschluss 28, von dem eine Rücklaufleitung 30 zurück zum Kraftstoffbehälter 12 führt.
Der Betrieb der Brennkraftmaschine, des Kraftstoffsystems 10 und insbesondere der Kraftstoffeinspritzventile 22 und des Drucksteuerventils 21 wird von einem Steuer- und Regelgerät 32 gesteuert bzw. geregelt. Hierzu ist dieses über Leitungen (ohne Bezugszeichen) mit den Kraftstoffeinspritzventilen 22 verbunden. Auch ein Drucksensor 33, der den Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 erfasst, ist mit dem Steuer- und Regelgerät 32 verbunden.
Der Aufbau der Kraftstoffeinspritzventile 22 wird nun unter Bezugnahme auf 2 im Detail erläutert:
2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzentils 22 im Längsschnitt. Das Kraftstoffeinspritzventil 22 weist ein aus einem Unterteil 34 und einem Oberteil 36 bestehendes Gehäuse auf. In dem Unterteil 34 des Gehäuses ist eine stufenförmige Ausnehmung 38 vorhanden. Diese Ausnehmung 38 nimmt eine äußere Düsennadel 40 auf. Die äußere Düsennadel 40 wird in einem Bereich der Ausnehmung 38 mit einem Durchmesser D₁ im Unterteil 34 des Gehäuses geführt. An den zylindrischen Abschnitt der äußeren Düsennadel 40 mit dem Durchmesser D₁ schließt sich zum Brennraum der nicht dargestellten Brennkraftmaschine eine kegelige Dichtfläche 42 der äußeren Düsennadel an, die mit einem ersten Sitz 44 im Unterteil 34 des Gehäuses zusammenwirkt.
In dem zylindrischen Abschnitt der äußeren Düsennadel 40 mit dem Durchmesser D₁ ist eine Ringnut 46 ausgespart, von der mehrere im Wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Sacklochbohrungen 48 ausgehen. In die Sacklochbohrungen 48 mündet je eine Einspritzöffnung 50. Mit ihrem anderen Ende münden die Einspritzöffnungen 50 in den zylindrischen Teil mit dem Durchmesser D₁ der äußeren Düsennadel 40. In anderen Worten: Zwischen der Mündung der Einspritzöffnungen 50 und dem nicht dargestellten Brennraum ist in der in 2 dargestellten Schließstellung der äußeren Düsennadel 40 wegen des ersten Dichtsitzes 44 und der Dichtfläche 42 keine hydraulische Verbindung vorhanden.
Die äußere Düsennadel 40 wird durch eine erste Spannfeder 52, welche sich einenends gegen das Unterteil 34 und anderenends gegen einen Absatz 54 der äußeren Düsennadel 40 abstützt, in die Schließstellung gepresst.
Oberhalb des zylindrischen Bereichs mit dem Durchmesser D₁ der Ausnehmung 38 ist zwischen der äußeren Düsennadel 40 und der Ausnehmung 38 ein ringförmiger Zwischenraum 56 vorhanden, welcher mit dem Hochdruckanschluss 24 des Kraftstoffeinspritzventils in Verbindung steht. Dies bedeutet, dass in dem Zwischenraum 56 immer der im Common-Rail 20 herrschende Druck vorhanden ist. Über mehrere in axialer Richtung der äußeren Düsennadel 40 verlaufende, gleichmäßig über den Umfang verteilte Längsnuten 58 wird eine hydraulische Verbindung zwischen dem Zwischenraum 56 und der Ringnut 46 in der äußeren Düsennadel 40 hergestellt, obwohl die äußere Düsennadel 40, wie bereits erwähnt, in dem Abschnitt der Ausnehmung 38 mit dem Durchmesser D₁ geführt wird.
An dem dem Brennraum der Brennkraftmaschine abgewandten Ende der äußeren Düsennadel 40 weist diese eine ringförmige Stirnfläche 60 auf, welche zusammen mit dem Oberteil 36 des Gehäuses und einer ersten Hülse 62 einen ersten Steuerraum 64 begrenzt. Die erste Hülse 62 weist eine Beißkante 66 auf. Mit ihrer Beißkante 66 wird die erste Hülse 62 von einer zweiten Spannfeder 68 gegen das Oberteil 36 des Gehäuses gepresst, so dass an dieser Stelle eine Abdichtung zwischen erster Hülse 62 und Oberteil 36 des Gehäuses stattfindet. In den ersten Steuerraum 64 mündet ein Kanal 70 mit einer ersten Drossel 72.
Die äußere Düsennadel 40 weist eine gestufte Innenbohrung 74 auf, in der eine innere Düsennadel 76 angeordnet ist. In einem zylindrischen Abschnitt mit dem Durchmesser D₂ der gestuften Innenbohrung 74 wird die innere Düsennadel 76 mit einem Führungsabschnitt 78 geführt. Der Führungsabschnitt 78 weist über den Umfang verteilte Abflachungen auf, so dass Kraftstoff an dem Führungsabschnitt 78 vorbei zwischen der inneren Düsennadel 76 und der gestuften Innenbohrung 74 strömen kann. Zwischen der gestuften Innenbohrung 74 und der inneren Düsennadel 76 ist ein Zwischenraum 80 vorhanden, welcher über Bohrungen 82 in der äußeren Düsennadel 40 mit Kraftstoff aus dem Hochdruckanschluss 24 versorgt wird.
An ihrem dem Brennraum zugewandten Ende weist die innere Düsennadel 76 eine kegelige Dichtfläche auf, die mit einem zweiten Dichtsitz 84 in der äußeren Düsennadel 40 so zusammenwirkt, dass bei geschlossener innerer Düsennadel 76 Spritzlöcher 86 in der äußeren Düsennadel 40 hydraulisch vom Zwischenraum 80, der mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff gefüllt ist, getrennt sind. Der Durchmesser des zweiten Dichtsitzes 84 ist in 2 mit D₃ bezeichnet. An ihrem dem Brennraum abgewandten Ende ist die innere Düsennadel 76 zylindrisch ausgebildet und begrenzt mit ihrer Stirnfläche 88 zusammen mit einer zweiten Hülse 90 einen zweiten Steuerraum 92.
Die zweite Hülse 90 weist eine Beißkante 94 auf und wird von einer dritten Spannfeder 96 mit der Beißkante 94 gegen einen zylindrischen Vorsprung 98 des Oberteils 36 dichtend gepresst.
Der zylindrische Vorsprung 98, die zweite Hülse 90 und die Stirnfläche 88 der inneren Düsennadel 76 begrenzen, wie bereits erwähnt, einen zweiten Steuerraum 92. Die dritte Spannfeder 96 stützt sich einenends gegen die zweite Hülse 90 und anderenends gegen einen Absatz 100 der inneren Düsennadel 76 ab. In den zweiten Steuerraum 92 mündet ein Kanal 102 mit einer zweiten Drossel 104.
Der Kanal 70 und der Kanal 102 sind ebenso wie der Hochdruckanschluss 24 und der Niederdruckanschluss 28 an ein Steuerventil 106 angeschlossen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 106 als 4/4-Wege-Steuerventil ausgeführt. Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil 22 arbeitet wie folgt: In der in 2 dargestellten ersten Schaltstellung des Steuerventils 106 ist der Hochdruckanschluss 24 mit dem Kanal 102 und damit mit dem zweiten Steuerraum 92 hydraulisch verbunden. Dies bedeutet, dass im zweiten Steuerraum 92, welcher einen Durchmesser D₄ aufweist, der im Common-Rail 20 herrschende Druck herrscht. Gleiches gilt auch für den Zwischenraum 56 zwischen Gehäuse 34 und äußerer Düsennadel 40 sowie den Zwischenraum 80 zwischen äußerer Düsennadel 40 und innerer Düsennadel 76.
Da die Stirnfläche 88 der inneren Düsennadel 76 größer ist als die durch die Durchmesser D₄ und D3 begrenzte Ringfläche und der Druck im Zwischenraum 80 und im zweiten Steuerraum 92 in der gezeigten Schaltstellung des Steuerventils 106 gleich ist, wird die innere Düsennadel 76 gegen den zweiten Dichtsitz 84 gepresst und verschließt somit die Spritzlöcher 86.
In der in 2 gezeigten ersten Schaltstellung ist der erste Steuerraum 64 über den Kanal 70 mit dem Niederdruckanschluss 28, in dem üblicherweise Umgebungsdruck herrscht, verbunden. Da im Zwischenraum 56 zwischen Gehäuse und äußerer Düsennadel 40 der gleiche Druck wie im Common-Rail 20 herrscht und dieser Druck sehr viel höher ist als der Druck im ersten Steuerraum 64, ist die auf die Stirnfläche 60 wirkende hydraulische Kraft kleiner als die entgegengesetzt gerichtete Schließkraft, welche von dem im Zwischenraum 56 unter hohem Druck stehenden hohen Kraftstoff auf die äußere Düsennadel 40 ausgeübte Schließkraft. Deshalb wird die äußere Düsennadel 40 in der in 2 gezeigten ersten Schaltstellung gegen den ersten Dichtsitz 44 im Gehäuse gepresst. Somit sind auch die Einspritzöffnungen 50 der äußeren Düsennadel in der gezeigten ersten Schaltstellung geschlossen.
Wenn das Steuerventil 106 in die zweite Schaltstellung bewegt wird, stehen sowohl der erste Steuerraum 64 als auch der zweite Steuerraum unter hohem Druck. Dadurch wird die von dem im ersten Steuerraum 64 befindlichen Kraftstoff auf die Stirnfläche 60 der äußeren Düsennadel ausgeübte hydraulische Kraft so groß, dass sie die entgegengesetzt gerichtete Schließkraft des Kraftstoffs im Zwischenraum 56 und der ersten Spannfeder 52 überwindet und die äußere Düsennadel 40 vom ersten Dichtsitz 44 abhebt. Infolgedessen werden die Einspritzöffnungen 50 freigegeben und es wird Kraftstoff aus den Einspritzöffnungen 50 in den Brennraum eingespritzt.
Da sich durch die Öffnungsbewegung der äußeren Düsennadel 40 (in 2 nach unten) das Volumen des zweiten Steuerraums 92 vergrößert, fließt in der zweiten Schaltstellung Kraftstoff aus dem Hochdruckanschluss 24 über den Kanal 102 und die zweite Drossel 104 in den Steuerraum 92, so dass im Ergebnis die innere Düsennadel 76 weiterhin in Anlage an dem zweiten Dichtsitz 84 bleibt und somit die Spritzlöcher 86 verschlossen bleiben. Diese zweite Schaltstellung wird in der Regel für eine Voreinspritzung verwendet.
In einer dritten Schaltstellung sind sowohl der erste Steuerraum 64 als auch der zweite Steuerraum 92 mit dem Niederdruckanschluss 28 hydraulisch verbunden, so dass die äußere Düsennadel 40 geschlossen bleibt, da der Druck im ersten Steuerraum 64 klein ist. Allerdings sinkt gegenüber der ersten und der zweiten Schaltstellung der Druck im zweiten Steuerraum 92 stark ab, so dass die auf die Stirnfläche 88 der inneren Düsennadel 76 ausgeübte hydraulische Kraft so weit abnimmt, dass die innere Düsennadel 76 vom zweiten Dichtsitz 84 abhebt und somit Kraftstoff aus dem Zwischenraum 80 durch die Spritzlöcher 86 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Diese dritte Schaltstellung, bei der nur die Spritzlöcher 86 geöffnet werden, wird in der Regel beim Volllastbetrieb eingesetzt. Somit ist es möglich, durch ein 4/3-Wege-Steuerventil 106 die äußere Düsennadel 40 und die innere Düsennadel 76 getrennt voneinander anzusteuern und somit die Vorteile der nach außen öffnenden als Vario-Düse ausgeführten äußeren Düsennadel bei der Voreinspritzung und im Teillastbetrieb zu nutzen und die Vorteile der nach innen öffnenden Sitzlochdüsennadel 76 im Volllastbetrieb zu nutzen.
Zusätzlich können in einer vierten Schaltstellung des Steuerventils 106, welches dann naturgemäß als 4/4-Wege-Steuerventil ausgebildet sein muss, sowohl die äußere Düsennadel 40 als auch die innere Düsennadel 76 geöffnet werden. Dies geschieht dadurch, dass der erste Steuerraum 64 mit dem Hochdruckanschluss 24 hydraulisch verbunden wird und der zweite Steuerraum 92 mit dem Niederdruckanschluss 28 hydraulisch verbunden wird. Dadurch kann eine noch größere Kraftstoffeinspritzrate erzielt werden. Dies kann unter bestimmten Umständen vorteilhaft sein.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil (22) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (34, 36), mit einer in dem Gehäuse (34) vorhandenen Ausnehmung (38), mit einer in der Ausnehmung (38) angeordneten äußeren Düsennadel (40), welche mit einem gehäuseseitigen ersten Ventilsitz (44) zusammenarbeitet, mit einer in der äußeren Düsennadel (40) geführten inneren Düsennadel (76), welche mit einem zweiten Ventilsitz (84) zusammenarbeitet, wobei der zweite Ventilsitz (84) in der äußeren Düsennadel (40) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (40) als nach außen öffnende Vario-Düsennadel ausgebildet ist, und dass die innere Düsennadel (76) als Sitzloch-Düsennadel ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Druck in einem ersten Steuerraum (64) eine Öffnungskraft auf die äußere Düsennadel (40), ausgeübt wird, und dass durch den Druck in einem zweiten Steuerraum (92) eine Schließkraft auf die innere Düsennadel (76) ausgeübt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerraum (64) über eine erste Drossel (72) mit einem Hochdruckanschluß (24) oder einem Niederdruckanschluß (28) hydraulisch verbindbar ist, und dass der zweite Steuerraum (92) über eine zweite Drossel (104) mit dem Hochdruckanschluß (24) oder mit dem Niederdruckanschluß (28) hydraulisch verbindbar ist, wobei die erste Drossel (72) und die zweite Drossel (104) durch ein Steuerventil (106) verschließbar sind.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (106) als 4/3-Wege-Steuerventil oder 4/4-Wege-Steuerventil ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilglied des Steuerventils (106) durch einen elektrischen Aktor bewegt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Aktor ein Piezo-Aktor ist.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (106) in einer ersten Schaltstellung den Hochdruckanschluß (24) mit dem zweiten Steuerraum (92) und die Rücklaufleitung (28) mit dem ersten Steuerraum (64) verbindet, dass das Steuerventil (106) in einer zweiten Schaltstellung den Hochdruckanschluß (24) mit dem ersten Steuerraum (64) und mit dem zweiten Steuerraum (92) verbindet, dass das Steuerventil (106) in einer dritten Schaltstellung dem Niederdruckanschluß (28) mit dem ersten Steuerraum (64) und mit dem zweiten Steuerraum (92) verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (106) in einer vierten Schaltstellung die Rücklaufleitung (28) mit dem mit dem ersten Steuerraum (64) und mit dem zweiten Steuerraum (92) verbindet.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Niederdruckanschluß (28) stets ein gegenüber dem Einspritzdruck deutlich niedrigerer Druck herrscht, vorzugsweise Atmosphärendruck.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Düsennadel (40) in einer Schließposition an einem am brennraumseitigen Ende des Gehäuses (34) angeordneten ersten Dichtsitz (44) zur Anlage kommt und durch eine Längsbewegung in einer Öffnungsrichtung mindestens eine Einspritzöffnung (50) aufsteuert, dass die innere Düsennadel (76) in einer Schließposition an einem zweiten Dichtsitz (84) anliegt und durch eine Längsbewegung in einer Öffnungsrichtung mindestens ein Spritzloch (86) aufsteuert, und dass die mindestens eine Einspritzöffnung (50) und das mindestens eine Spritzloch (86) in der äußeren Düsennadel (40) angeordnet sind.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerraum (64) in axialer Richtung zum Einen von dem Gehäuse (34) und zum Anderen von einer Stirnfläche (60) der äußeren Düsennadel (40) begrenzt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerraum (64) in radialer Richtung von dem Gehäuse (34) begrenzt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruche 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerraum (64) in radialer Richtung von einer die äußere Düsennadel (40) dichtend umgebenden ersten Hülse (62) begrenzt wird, und dass die erste Hülse (62) durch eine erste Spannfeder (52), welche sich einenends gegen das Gehäuse (34) und anderenends gegen die erste Hülse (62) abstützt, dichtend gegen das Gehäuse (36) gepresst wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steuerraum (92) in axialer Richtung zum Einen von dem Gehäuse (36) und zum Anderen von einer Stirnfläche (88) der inneren Düsennadel (76) begrenzt wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Steuerraum (92) in radialer Richtung von einer die innere Düsennadel (92) dichtend umgebenden zweiten Hülse (90) begrenzt wird, und dass die zweite Hülse (90) durch eine dritte Spannfeder (96), welche sich einenends gegen die innere Düsennadel (76) und anderenends gegen die zweite Hülse (90) abstützt, gegen das Gehäuse (36) gepresst wird.
Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Kraftstoff-Direkteinspritzung aufweist.