DE10352736A1 - Kraftstoffinjektor mit direkter Nadeleinspritzung - Google Patents
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- F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
- F02M61/12—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type characterised by the provision of guiding or centring means for valve bodies
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffhochdruckspeicher (5), einen Druckübersetzer (8) und ein Einspritzventilglied (10) umfassend, welches zumindest einen Übersetzerabschnitt (11) und einen mindestens eine Einspritzöffnung (16) verschließenden Nadelabschnitt (13) aufweist. Der Druckübersetzer (8) ist in einem Übersetzergehäuse (9) aufgenommen und stützt sich auf einem Federelement (27) ab, welches das Übersetzergehäuse (9) umgibt. Hierdurch wird das Übersetzergehäuse (9) auf einem das Einspritzventilglied (10) umschließenden Düsengehäuseteil (15) fixiert.
Description
- Technisches Gebiet
- Zur Versorgung der Brennräume von Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff werden Kraftstoffinjektoren eingesetzt. Insbesondere bei selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen wird der Einspritzdruck über einen Hochdruckspeicher bereitgestellt. Aufgrund des im Vergleich zur Einspritzmenge großen Kraftstoffvolumens im Hochdruckspeicher werden Druckschwankungen während des Einspritzvorganges vermieden. Der Betrieb der Kraftstoffinjektoren erfolgt hydraulisch mit dem über den Hochdruckspeicher bereit gestellten Kraftstoff.
- Kraftstoffinjektoren wie sie nach dem Stand der Technik für Hochdruckspeichersysteme eingesetzt werden, sind zum Beispiel aus Mollenhauer, Handbuch Dieselmotoren, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin, 2002 bekannt. Bei Kraftstoffinjektoren für Hochdruckspeichersysteme ist sowohl der Öffnungs- als auch die Schließvorgang hydraulisch gesteuert. Hierzu wird ein Steuerraum, in dem sich Kraftstoff unter Einspritzdruck befindet, durch ein Steuerventil verschlossen. Der Kraftstoffdruck wirkt auf die Rückseite eines Steuerkolbens, der in den Steuerraum hinein wirkt, und auf eine Druckschulter an einem Einspritzöffnungen verschließenden Einspritzventilglied. Dabei ist die hydraulische Kraft auf die Rückseite des Steuerkolbens der hydraulischen Kraft, die auf die Druckschulter wirkt, entgegengesetzt. Aufgrund der größeren Fläche am Steuerkolben bleibt die Düse geschlossen. Sobald das Steuerventil den Steuerraum öffnet, wird der Druck im Steuerraum abgebaut und die hydraulische Kraft auf die Druckschulter wird größer als die auf die Rückseite des Steuerkolbens wirkende Druckkraft. Dies führt dazu, dass das Einspritzventilglied öffnet.
- Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffinjektoren erfolgt die Kraftstoffversorgung sowohl des Steuerraumes als auch eines Druckraumes, aus dem der Kraftstoff über Einspritzöffnungen in den Brennraum gelangt, über Zuleitungen im Injektorgehäuse.
- Zudem haben die aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffinjektoren mit Einspritzventilglied, Steuerkolben und Steuerventil einen komplexen Aufbau. Ferner ist es erforderlich, bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffinjektoren Kraftstoffleitungen im Gehäuse zu fertigen.
- Darstellung der Erfindung
- Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffhochdruckspeicher umfasst einen Druckübersetzer und ein Einspritzventilglied. Das Einspritzventilglied ist vorzugsweise in einen Übersetzerabschnitt, einen Führungsabschnitt und einen Nadelabschnitt geteilt, wobei der Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes zumindest eine Einspritzöffnung verschließt bzw. zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum der Verbrennungskraftmaschine frei gibt. Der Druckübersetzer des Kraftstoffinjektors ist in einem Übersetzergehäuse aufgenommen und stützt sich auf ein das Übersetzergehäuse umgebenes Federelement ab. Mit seiner anderen Seite stützt sich das Federelement auf einer am Übersetzergehäuse ausgebildete Stufe ab, wodurch das Übersetzergehäuse auf einem das Einspritzventilglied umschließenden Düsengehäuseteil fixiert ist. Geeignete Federelemente sind insbesondere Rohrfedern, es können jedoch auch Spiralfedern oder andere ringförmig ausgebildete Federelemente eingesetzt werden.
- Der Druckübersetzer, das Übersetzergehäuse und ein zur Betätigung des Kraftstoffinjektors eingesetzter Aktor sind durch ein Injektorgehäuseteil umschlossen, welches vorzugsweise kraftschlüssig mittels einer Düsenspannmutter, mit dem Düsengehäuseteil verbunden ist.
- Der zur Ansteuerung des Kraftstoffinjektors eingesetzte Aktor ist vorzugsweise ein Piezoaktor. Neben dem Piezoaktor können jedoch auch Elektromagneten oder hydraulisch/mechanische Steller eingesetzt werden.
- Der Übersetzerabschnitt des Einspritzventilgliedes ist durch eine Hülse umschlossen, in welcher das Einspritzventilglied geführt ist. An einer dem Übersetzergehäuse zugewandten Stirnseite der Hülse ist eine Beißkante ausgebildet. Mittels eines Federelementes, welches auf eine der Beißkante gegenüberliegende Stirnseite der Hülse wirkt, wird die Beißkante der Hülse gegen den Absatz des Übersetzergehäuses gepresst. Hierdurch entsteht eine druck- und damit flüssigkeitsdichte Verbindung. Die andere Seite des Federelementes, welches den Übersetzerabschnitt des Einspritzventilgliedes umgibt, stützt sich auf einen Ring auf, welcher in einem Einstich zwischen dem Übersetzerabschnitt und dem Führungsabschnitt des Einspritzventilgliedes angeordnet ist.
- Durch die Hülse und den Absatz des Übersetzergehäuses wird ein rotationssymmetrischer Übersetzerraum umschlossen, welcher an seiner dem Aktor zugewandten Seite durch eine untere Stirnfläche des Druckübersetzers und an seiner der mindestens einen Einspritzöffnung des Kraftstoffinjektors zugewandten Seite durch eine Stirnfläche des Übersetzerbereichs des Einspritzventilgliedes begrenzt wird.
- Der Betrieb des Kraftstoffinjektors erfolgt hydraulisch mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff. Der Systemdruck liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 1300 bis 1600 bar.
- Der unter Systemdruck stehende Kraftstoff strömt aus dem Kraftstoffhochdruckspeicher über eine Kraftstoffzuleitung in einen den Aktor umgebenden Ringraum. Aus dem Ringraum strömt der Kraftstoff durch einen Spalt zwischen dem Druckübersetzer und der Innenwand des Injektorgehäuseteils in einen das Übersetzergehäuse umgebenden ersten Federraum. Von dort strömt der Kraftstoff über mindestens eine Nut in der Stufe des Übersetzergehäuses auf der sich das Federelement abstützt, und die als Führung des Übersetzergehäuses, im Injektorgehäuseteil dient, über Nuten im Düsengehäuseteil und einen Ringspalt zwischen der Innenwand des Düsengehäuseteils und der Außenwand der Hülse in einem zweiten Federraum. Aus dem zweiten Federraum gelangt der Kraftstoff entlang einem Anschliff im Führungsabschnitt des Einspritzventilgliedes in einen den Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes umgebenen Druckraum. Hierdurch sind sowohl der Ringraum, der erste Federraum, der zweite Federraum und der Druckraum mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff befüllt.
- Die Befüllung des Übersetzerraumes erfolgt vorzugsweise durch Führungsleckage zwischen der Innenfläche der Hülse und dem Übersetzerabschnitt des Einspritzventilgliedes oder durch Führungsleckage zwischen dem Übersetzergehäuse und dem Druckübersetzer. Für den Betrieb des Kraftstoffinjektors ist es erforderlich, dass sich der Druck im Übersetzerraum ändert. Hierdurch kann der Druck im Übersetzerraum vom Systemdruck verschieden sein und sich somit auch von dem Druck in dem den Übersetzerraum umgebenen Ringspalt unterscheiden. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass die durch die Beißkante an der Hülse gebildete Verbindung zwischen der Hülse und dem Absatz im Übersetzergehäuse druckdicht ist.
- Zum Schließen der mindestens einen Einspritzöffnung durch den Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes wird der Piezoaktor bestromt. Hierdurch dehnen sich die Kristalle im Piezoaktor aus und der Piezoaktor längt sich. Der Piezoaktor wirkt direkt auf eine obere Stirnfläche des Druckübersetzers, wodurch dieser bei bestromten Piezoaktor in den Übersetzerraum einfährt. Hierdurch verkleinert sich das Volumen des Übersetzerraumes und der Druck im Übersetzerraum steigt. Aufgrund des steigenden Druckes im Übersetzerraum nimmt die hydraulische Kraft, die auf die Stirnfläche des Übersetzerabschnitts des Einspritzventilgliedes wirkt, zu. Hierdurch wird das Einspritzventilglied in Richtung der mindestens einen Einspritzöffnung bewegt und verschließt diese. Das den Übersetzerabschnitt des Einspritzventilgliedes umgebende Federelement wirkt unterstützend beim Schließvorgang.
- Zum Öffnen der mindestens einen Einspritzöffnung wird die Bestromung des Piezoaktors aufgehoben. Hierdurch kontrahieren die Piezokristalle und der Piezoaktor zieht sich zusammen. Hierdurch bewegt sich der Druckübersetzer aus dem Übersetzerraum, wodurch sich dessen Volumen vergrößert. Unterstützend bei der Bewegung des Druckübersetzers wirkt das das Übersetzergehäuse umgebende Federelement, welches sich auf eine Stufe am Druckübersetzer stützt.
- Durch das sich vergrößernde Volumen im Übersetzerraum nimmt der Druck im Übersetzerraum ab. Hierdurch reduziert sich ebenfalls die auf die Stirnfläche des Übersetzerabschnitts des Einspritzventilgliedes wirkende hydraulische Kraft. Auf Druckstufen am Einspritzventilglied wirkt eine hydraulische Kraft, die der hydraulischen Kraft entgegengerichtet ist, die auf die Stirnfläche des Übersetzerabschnitts des Einspritzventilgliedes wirkt. Sobald die auf die Druckstufen wirkende Kraft größer ist als die hydraulische Kraft auf die Stirnfläche des Übersetzerabschnitts und die Federkraft des den Übersetzerabschnitt umgehenden Federelementes, hebt der Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes aus seinem Dichtsitz und gibt die so die mindestens eine Einspritzöffnung frei.
- Zum erneuten Verschließen der mindestens einen Einspritzöffnung wird der Piezoaktor wieder bestromt, wodurch sich die Piezokristalle ausdehnen und der Piezoaktor längt. Hierdurch wird der Druckübersetzer wieder in den Übersetzerraum bewegt, wodurch sich das Volumen des Übersetzerraumes verringert und der Druck darin ansteigt. Aufgrund des steigenden Druckes im Übersetzerraum nimmt die hydraulische Kraft auf die Stirnfläche des Übersetzerabschnitts des Einspritzventilgliedes zu. Sobald diese Kraft größer ist, als die auf die Druckstufen des Einspritzventilgliedes in entgegengesetzte Richtung wirkende hydraulische Kraft, wird der Nadelabschnitt des Einspritzventilgliedes wieder in seinen Dichtsitz gestellt und verschließt so die mindestens eine Einspritzöffnung.
- Zeichnung
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
- Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektor.
- Ausführungsvarianten
- In
1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor dargestellt. - Bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektor
1 gelangt zunächst Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter2 mittels einer Hochdruckpumpe3 über eine Hochdruckleitung4 in eine Kraftstoffhochdruckspeicher5 . Am Kraftstoffhochdruckspeicher5 sind Anschlüsse6 angeordnet, die der Anzahl der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine entsprechen. Jeder der Anschlüsse6 ist über eine Kraftstoffzuleitung7 mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffinjektor1 verbunden. Der Kraftstoffinjektor1 umfasst einen als Übersetzerkolben ausgebildeten Druckübersetzer8 , der in einem Übersetzergehäuse9 geführt ist, sowie ein Einspritzventilglied10 . Das Einspritzventilglied10 ist in einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftstoffinjektors1 in einen Übersetzerabschnitt11 , einen Führungsabschnitt12 und einen Nadelabschnitt13 gestuft. - Der Druckübersetzer
8 , das Übersetzergehäuse9 und das Einspritzventilglied10 sind in einem Gehäuse aufgenommen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse in ein Injektorgehäuseteil14 und ein Düsengehäuseteil15 aufgeteilt. Die Verbindung des Injektorgehäuseteils14 und des Düsengehäuseteils15 erfolgt vorzugsweise kraftschlüssig mittels eines hier nicht dargestellten Düsenspannmutter. - Weiterhin umfasst der Kraftstoffinjektor
1 eine Einspritzöffnung16 , welche durch den Nadelabschnitt13 des Einspritzventilgliedes10 verschlossen werden kann. Zum Verschließen der Einspritzöffnung16 wird der Nadelabschnitt13 des Einspritzventilgliedes10 an eine oberhalb der Einspritzöffnung16 angeordnete Dichtkante17 gestellt. Eine ausschließlich axiale Bewegung zum Öffnen und Verschließen der mindestens einen Einspritzöffnung16 wird dadurch gewährleistet, dass das Einspritzventilglied10 mit seinem Führungsabschnitt12 in einer im Düsengehäuseteil15 angeordneten Nadelführung18 geführt ist. Zudem ist der Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 von einer Hülse19 umschlossen, welche ebenfalls als Nadelführung dient. Ferner dient die Hülse19 als seitliche Begrenzung eines Übersetzerraumes20 . Hierzu ist die Hülse19 mit einer Beißkante21 versehen, die gegen einen Absatz22 des Übersetzergehäuses9 gepresst wird. Hierdurch wird eine flüssigkeits- und damit druckdichte Verbindung der Hülse19 mit dem Absatz22 des Übersetzergehäuses9 erreicht. - An einer der Beißkante
21 gegenüberliegenden Stirnfläche23 der Hülse19 stützt sich ein Federelement24 ab. Das Federelement24 ist ringförmig ausgebildet und umschließt den Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 . Als Federelemente24 eignen sich zum Beispiel Spiralfedern, Rohrfedern oder weitere dem Fachmann bekannte, ringförmig ausgebildete Federelemente. Mit seiner anderen Seite stützt sich das Federelement24 gegen einen Ring25 , welcher vorzugsweise in einem Einstich26 , der sich zwischen dem Übersetzerabschnitt11 und dem Führungsabschnitt12 des Einspritzventilgliedes10 befindet, angeordnet ist. - Das Übersetzergehäuse
9 ist von einem zweiten Federelement27 umgeben, welches sich mit einer Seite auf einer Stufe28 am Übersetzergehäuse9 und mit seiner anderen Seite an einem Ring29 , welcher an einer Stufe30 am Druckübersetzer8 anliegt, abstützt. Die Stufe28 dient dabei gleichzeitig als Führung des Übersetzergehäuses9 im Injektorgehäuseteil14 . Durch die von dem Federelement27 aufgebrachte Federkraft wird das Übersetzergehäuse9 auf einem Absatz31 am Düsengehäuseteil15 fixiert. Das Federelement27 ist in einem ersten Federraum32 aufgenommen, welcher zwischen dem Übersetzergehäuse9 und der Innenwand33 des Injektorgehäuseteils14 angeordnet ist. In der Stufe28 des Übersetzergehäuses9 ist mindestens eine Nut34 , die vorzugsweise axial ausgerichtet ist, aufgenommen. Über die mindestens eine Nut34 , im Absatz31 am Düsengehäuseteil15 ausgebildete Nuten35 und einen mindestens eine Ringspalt36 , der zwischen der Außenwand37 der Hülse19 und der Innenwand38 des Düsengehäuseteils15 ausgebildet ist, steht der erste Federraum32 mit einem den Übersetzerabschnitts11 des Einspritzventilgliedes10 umgebenden zweiten Federraum39 in hydraulischer Verbindung. Hierzu sind die mindestens eine Nut34 und die Nuten35 im Absatz31 des Düsengehäuseteils15 vorzugsweise so ausgerichtet, dass ihre Positionen radial und axial übereinstimmen. Der zweite Federraum39 steht über mindestens einen Kanal, der zwischen mindestens einem Anschliff40 im Führungsabschnitt12 des Einspritzventilgliedes10 und der Nadelführung18 ausgebildet ist, in hydraulischer Verbindung mit einem Druckraum41 . - Die Steuerung des Kraftstoffinjektors
1 erfolgt über einen Aktor, welcher auf eine obere Stirnfläche42 des Druckübersetzers8 wirkt. Als Aktor wird vorzugsweise ein Piezoaktor43 eingesetzt. Es eignen sich aber auch Elektromagneten oder hydraulisch mechanisch Steller. - Der Betrieb des Kraftstoffinjektors
1 erfolgt hydraulisch mit unter Systemdruck stehendem Kraftstoff. Der Kraftstoff wird durch den Kraftstoffhochdruckspeicher5 bereitgestellt. Über die Kraftstoffzuleitung7 strömt der Kraftstoff in einen Ringraum44 , der den Piezoaktor43 umgibt. Über einen Spalt45 zwischen dem Druckübersetzer8 und der Innenwand33 des Injektorgehäuseteils14 gelangt der unter Systemdruck stehende Kraftstoff in den ersten Federraum32 . Über die mindestens eine Nut34 , die Nuten35 im Absatz31 des Düsengehäuseteils15 und den Ringspalt36 strömt der Kraftstoff in den zweiten Federraum39 . Von dort gelangt der Kraftstoff entlang dem mindestens einen Anschliff40 in den Dü senraum41 . Aufgrund der hydraulischen Verbindungen zwischen dem Ringraum44 , dem ersten Federraum32 , dem zweiten Federraum39 und dem Druckraum41 herrscht sowohl im Ringraum44 , als auch im ersten Federraum32 , dem zweiten Federraum39 und dem Druckraum41 Systemdruck. Der Systemdruck liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 1300 bis 1600 bar. - Durch das im Vergleich zur Einspritzmenge große Kraftstoffvolumen im Kraftstoffhochdruckspeicher
5 bleibt auch beim Betrieb des Kraftstoffinjektors1 der Druck im Ringraum44 , im ersten Federraum32 , im zweiten Federraum39 und im Druckraum41 konstant. - Zum Verschließen der mindestens einen Einspritzöffnung
16 wird der Piezoaktor43 bestromt. Hierdurch dehnen sich die Piezokristalle im Piezoaktor43 aus und der Piezoaktor43 längt sich. Dadurch, dass der Piezoaktor43 direkt auf die obere Stirnfläche42 des Druckübersetzers8 wirkt, wird der Druckübersetzer8 entgegen der mit dem Pfeil46 gekennzeichneten Bewegungsrichtung mit einer unteren Stirnseite47 in den Übersetzerraum20 bewegt. Hierdurch verringert sich das Volumen im Übersetzerraum20 , wodurch der Druck darin steigt. Hierdurch steigt die hydraulische Kraft, die auf eine Stirnfläche48 am Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 wirkt. Die auf die Stirnfläche48 wirkende hydraulische Kraft ist einer auf eine erste Druckstufe49 am Ring25 , auf eine zweite Druckstufe50 zwischen dem Führungsabschnitt12 und dem Nadelabschnitt13 des Einspritzventilgliedes10 und auf eine dritte Druckstufe51 im Nadelabschnitt13 des Einspritzventilgliedes10 wirkenden hydraulischen Kraft entgegengerichtet. Sobald die auf die Stirnfläche48 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die auf die erste Druckstufe49 , die zweite Druckstufe50 und die dritte Druckstufe51 wirkende hydraulische Kraft, wird das Einspritzventilglied10 an die Dichtkante17 gestellt und verschließt so die mindestens eine Einspritzöffnung16 zu einem Brennraum52 der Verbrennungskraftmaschine. Das Verschließen der mindestens eine Einspritzöffnung16 wird durch die Federkraft des Federelementes24 unterstützt. Hierzu wirkt das Federelement24 auf eine der ersten Druckstufe49 gegenüberliegende Stirnfläche54 des Ringes25 . - Zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum
52 der Verbrennungskraftmaschine wird die Bestromung des Piezoaktors43 aufgehoben. Hierdurch kontrahieren die Piezokristalle und der Piezoaktor43 zieht sich zusammen. Unterstützt durch die von dem Federelement27 ausgeübte Federkraft bewegt sich der Druckübersetzer8 in die mit dem Pfeil46 gekennzeichnete Bewegungsrichtung. Hierdurch bewegt sich die untere Stirnfläche47 des Druckübersetzers8 aus dem Übersetzerraum20 , wodurch sich dessen Volumen vergrößert. Aufgrund des sich vergrößernden Volumens des Übersetzerraumes20 nimmt der Druck im Übersetzerraum20 ab. Da der Druck im Übersetzerraum20 hierbei unter den Systemdruck sinkt, ist es erforderlich, dass die Verbindung zwischen der Hülse19 und dem Absatz22 im Übersetzergehäuse9 druckdicht ist. Die Befüllung des Übersetzerraumes20 erfolgt durch Führungsleckage zwischen dem Übersetzergehäuse9 und dem Druckübersetzer8 bzw. zwischen der Innenseite43 der Hülse19 und dem Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 . - Aufgrund des sinkenden Drucks im Übersetzerraum
20 bei nicht bestromten Piezoaktor43 nimmt die auf die Stirnfläche38 des Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 wirkende hydraulische Kraft ab. Sobald die auf die erste Druckstufe49 , die zweite Druckstufe50 und die dritte Druckstufe51 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die hydraulische Kraft auf die Stirnfläche38 und die Federkraft des Federelementes34 , hebt sich das Einspritzventilglied10 aus der Dichtkante17 und gibt so die mindestens eine Einspritzöffnung16 frei. Hierbei strömt Kraftstoff aus dem Druckraum41 über die Einspritzöffnung16 in den Brennraum52 . - Zum Verschließen der mindestens einen Einspritzöffnung
16 wird der Piezoaktor43 wieder bestromt. Die Piezokristalle dehnen sich dadurch aus und der Piezoaktor43 längt sich. Hierdurch fährt der Druckübersetzer8 wieder entgegen der mit dem Pfeil46 gekennzeichneten Bewegungsrichtung in den Übersetzerraum20 ein, wodurch sich das Volumen des Übersetzerraumes20 verringert. Hierdurch vergrößert sich wiederum der Druck im Übersetzerraum20 und damit die auf die Stirnfläche48 des Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 wirkende hydraulische Kraft. Gleichzeitig bleibt die auf die erste Druckstufe49 , die zweite Druckstufe50 und die dritte Druckstufe51 wirkende hydraulische Kraft konstant, da der zweite Federraum39 und der Druckraum41 von konstant bleibendem Systemdruck beaufschlagt sind. Sobald die auf den Ring25 wirkende Federkraft des Federelementes24 und die hydraulische Kraft, die auf die Stirnfläche48 am Übersetzerabschnitt11 des Einspritzventilgliedes10 wirkt, größer ist als die auf die erste Druckstufe49 , die zweite Druckstufe50 und die dritte Druckstufe51 wirkende hydraulische Kraft, bewegt sich das Einspritzventilglied10 in Richtung der mindestens eine Einspritzöffnung16 und wird an die Dichtkante17 gestellt. Hierdurch wird die mindestens eine Einspritzöffnung16 verschlossen und der Einspritzvorgang in den Brennraum52 beendet. -
- 1
- Kraftstoffinjektor
- 2
- Kraftstoffvorratsbehälter
- 3
- Hochdruckpumpe
- 4
- Hochdruckleitung
- 5
- Kraftstoffhochdruckspeicher
- 6
- Anschluss
- 7
- Kraftstoffzuleitung
- 8
- Druckübersetzer
- 9
- Übersetzergehäuse
- 10
- Einspritzventilglied
- 11
- Übersetzerabschnitt
- 12
- Führungsabschnitt
- 13
- Nadelabschnitt
- 14
- Injektorgehäuseteil
- 15
- Düsengehäuseteil
- 16
- Einspritzöffnung
- 17
- Dichtkante
- 18
- Nadelführung
- 19
- Hülse
- 20
- Übersetzerraum
- 21
- Beißkante
- 22
- Absatz
- 23
- Stirnfläche der
Hülse
19 - 24
- Federelement
- 25
- Ring
- 26
- Einstich
- 27
- Federelement
- 28
- Stufe
am Übersetzergehäuse
9 - 29
- Ring
- 30
- Stufe
am Druckübersetzer
8 - 31
- Absatz
am Düsengehäuseteil
15 - 32
- Erster Federraum
- 33
- Innenwand
des Injektorgehäuseteils
14 - 34
- Nut
- 35
- Nut
im Absatz
31 am Düsengehäuseteil15 - 36
- Ringspalt
- 37
- Außenwand
der Hülse
19 - 38
- Innenwand
des Düsengehäuseteils
15 - 39
- Zweiter Federraum
- 40
- Anschliff
- 41
- Druckraum
- 42
- Obere Stirnfläche
- 43
- Piezoaktor
- 44
- Ringraum
- 45
- Spalt
- 46
- Bewegungsrichtung
des Druckübersetzers
8 - 47
- Untere Stirnfläche
- 48
- Stirnfläche am Übersetzerbereich
11 - 49
- Erste Druckstufe
- 50
- Zweite Druckstufe
- 51
- Dritte Druckstufe
- 52
- Brennraum
- 53
- Innenseite
der Hülse
19 - 54
- Stirnfläche des
Rings
25
Claims (15)
- Kraftstoffinjektor für Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoffhochdruckspeicher (
5 ), einen Druckübersetzer (8 ) und ein Einspritzventilglied (10 ) umfassend, welches zumindest einen Übersetzerabschnitt (11 ) und einen mindestens eine Einspritzöffnung (16 ) verschließenden Nadelabschnitt (13 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckübersetzer (8 ) in einem Übersetzergehäuse (9 ) aufgenommen ist und sich auf einem Federelement (27 ) abstützt, welches das Übersetzergehäuse (9 ) umgibt, wodurch das Übersetzergehäuse (9 ) auf einem das Einspritzventilglied (10 ) umschließenden Düsengehäuseteil (15 ) fixiert ist. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzergehäuse (
9 ) von einem Injektorgehäuseteil (14 ) umschlossen ist. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffinjektor (
1 ) durch einen Piezoaktor (43 ) angesteuert wird. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktor (
43 ) direkt auf eine obere Stirnfläche (42 ) des Druckübersetzers (8 ) wirkt. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzerabschnitt (
11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) durch eine Hülse (19 ) umschlossen ist. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
19 ) einen Übersetzerraum (20 ) seitlich begrenzt und abdichtet. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzerraum (
20 ) an zwei gegenüberliegenden Seiten durch eine untere Stirnfläche (47 ) des Druckübersetzers (8 ) und durch eine Stirnfläche (48 ) des Übersetzerabschnitts (11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) begrenzt wird - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (
19 ) eine Beißkante (21 ) aufweist, die mittels eines den Übersetzerabschnitt (11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) umgebenden Federelementes (24 ) gegen einen Absatz (22 ) des Übersetzergehäuses (9 ) gedrückt wird und so eine druckdichte seitliche Begrenzung des Übersetzerraumes (20 ) bildet. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (
10 ) einen Führungsabschnitt (12 ) mit mindestens einem Anschliff (40 ) umfasst. - Kraftstoffinjektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (
12 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) in einer Nadelführung (18 ) im Düsengehäuseteil (15 ) geführt wird. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzergehäuse mit einer Stufe (
28 ) im Injektorgehäuseteil (14 ) geführt wird. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Übersetzergehäuse (
9 ) umgebender erster Federraum (32 ) und ein den Übersetzerabschnitt (11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) umgebender zweiter Federraum (39 ) durch mindestens eine Nut (34 ) in der Stufe (28 ), einen Ringspalt (36 ) und Nuten (35 ) im Düsengehäuseteil (15 ) miteinander hydraulisch verbunden sind. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Nadelabschnitt (
13 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) umgebender Druckraum (41 ) und der den Übersetzerabschnitt (11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) umgebende zweite Federraum (39 ) durch den mindestens einen Anschliff (40 ) in Führungsabschnitt (12 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) miteinander hydraulisch verbunden sind. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Federraum (
32 ), im zweiten Federraum (39 ) und im Druckraum (41 ) Systemdruck herrscht. - Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Übersetzerraum (
20 ) durch Führungsleckage zwischen der Hülse (19 ) und dem Übersetzerabschnitt (11 ) des Einspritzventilgliedes (10 ) bzw. zwischen dem Übersetzergehäuse (9 ) und dem Druckübersetzer (8 ) mit Kraftstoff versorgt wird.
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