DE19937777A1

DE19937777A1 - Direkteinspritzvorrichtung mit Dualströmungsratenzuflußöffnung

Info

Publication number: DE19937777A1
Application number: DE19937777A
Authority: DE
Inventors: Jerry A Wear; Lianghe Zuo
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1998-08-10
Filing date: 1999-08-10
Publication date: 2000-02-24
Also published as: GB2340542B; US6024296A; GB9915846D0; GB2340542A

Abstract

Eine Brennstoffeinspritzvorrichtung weist einen Einspritzvorrichtungskörper auf, der einen Düsenauslaß definiert, und eine Nadelsteuerkammer, die in Strömungsmittelverbindung mit einem Nadelsteuerdurchlaß ist. Ein Nadelventilglied ist in dem Einspritzvorrichtungskörper positioniert und hat eine hydraulische Verschlußfläche, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist. Das Nadelventilglied ist bewegbar zwischen einer ersten Position, in der der Düsenauslaß blockiert ist, und einer zweiten Position, in der der Düsenauslaß offen ist. Der Nadelsteuerdurchlaß weist eine Dualströmungsratenzumeßöffnung auf. Hydraulikströmungsmittel wird in die Nadelsteuerkammer durch die Dualströmungsratenzumeßöffnung verschoben, wenn sich das Nadelventilglied aus seiner zweiten Position zu seiner ersten Position hin bewegt. Hydraulikströmungsmittel wird aus der Nadelsteuerkammer durch die Dualströmungsratenzumeßöffnung verschoben, wenn sich das Nadelventilglied aus seiner ersten Position zu seiner zweiten Position hin bewegt. Eine Druckfeder ist betriebsmäßig positioniert, um das Nadelventilglied zu seiner ersten Position hin vorzuspannen.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit Direksteuernadelven tilen und insbesondere auf das Vorsehen einer Dualströ mungsratenzumeßöffnung bzw. einer Zumeßöffnung mit zwei Flußraten in dem Brennstoffdruckdurchlaß, die das Öffnen und Schließen des Nadelventils in einer solchen Brenn stoffeinspritzvorrichtung steuert.

Technischer Hintergrund

Bei einem Versuch, mehr Kontrolle über die Brennstoffein spritzzeitsteuerung, die -menge und -ratenformung zu er reichen, hat sich eine Klasse von Brennstoffeinspritzvor richtungen mit der Fähigkeit zur direkten Steuerung der Position des Nadelventils entwickelt, welches den Düsen auslaß öffnet und schließt. In vielen dieser Arten von Brennstoffeinspritzvorrichtungen weist das Nadelventil glied eine hydraulische Verschlußfläche auf, die dem Strömungsmitteldruck in einer Nadelsteuerkammer ausge setzt ist. Ein getrenntes Nadelsteuerventil hat die Fä higkeit, die Nadelsteuerkammer entweder niedrigen oder hohen Drücken auszusetzen, und zwar unabhängig von dem Brennstoffeinspritzdruck und der Motorkurbelwellenposition. Dies gestattet die Einspritzmenge und -zeitsteuerung präzise zu steuern und zu optimieren, und zwar basierend auf den abgefühlten Betriebszuständen, wie beispielsweise der Motorbelastung und -drehzahl usw. Diese Steuerung gestattet es den Ingenieuren, eine verbesserte Balance zwischen unerwünschten Abgasemissionen und Motorleistun gen über einen Motorbetriebsbereich vorzusehen. Es bleibt jedoch Raum zur Verbesserung, insbesondere auf dem Gebiet der Ratenformung von jedem Einspritzereignis, um weiter den Verbrennungswirkungsgrad bei verschiedenen Motorbe triebszuständen zu verbessern.

Die Ingenieure haben schließlich erkannt, daß uner wünschte Abgasemissionen oft verringert werden können, wenn jedes Einspritzereignis so abrupt wie möglich endet. Viele Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit direkt gesteu erten Nadelventilen können einen abrupten Nadelverschluß erreichen, da sie die Fähigkeit haben, das Nadelventil zu schließen, auch wenn die Brennstoffeinspritzdrücke rela tiv hoch sind. Auf der Vorderseite bzw. Anfangsseite von jedem Einspritzereignis haben Ingenieure beobachtet, daß unerwünschte Abgasemissionen oft über einen Großteil des Motorbetriebsbereiches reduziert werden können, wenn das Einspritzereignis allmählicher beginnt. Da ein allmähli cher Beginn und ein abruptes Ende von Einspritzereignis sen oft sich entgegenstehende Einschränkungen bezüglich der Arbeitsweise einer individuellen Brennstoffeinspritz vorrichtung mit sich bringen, bleibt Raum zur Verbesse rung der Ratenformungscharakteristiken von Brennstoffein spritzvorrichtungen mit Direktsteuernadelventilen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese und andere Probleme zu überwinden, die mit der Ratenformung von Brennstoffeinspritzvorrichtungen mit Direktsteuerna delventilen assoziiert sind.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß eines Aspektes weist eine Düsenanordnung einen Dü senkörper auf, der einen Düsenauslaß definiert, und eine Nadelsteuerkammer, in Strömungsmittelverbindung mit einem Nadelsteuerdurchlaß. Ein Nadelventilglied ist in dem Dü senkörper positioniert und hat eine hydraulische Ver schlußfläche, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadel steuerkammer ausgesetzt ist. Das Nadelventilglied ist be wegbar zwischen einer ersten Position, in der der Düsen auslaß blockiert ist, und einer zweiten Position, in der der Düsenauslaß offen ist. Der Nadelsteuerdurchlaß weist eine Dualströmungsratenzumeßöffnung bzw. Zumeßöffnung mit zwei Flußraten auf. Das Nadelventilglied verschiebt Strö mungsmittel aus der Nadelsteuerkammer durch die Dualströ mungsratenzumeßöffnung, wenn es sich aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine geschnittene diagrammartige Seitenan sicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem Direktsteuerungsnadelventil gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine geschnittene diagrammartige Seitenan sicht des Düsenanordnungsteils der in Fig. 1 gezeigten Brennstoffeinspritzvorrichtung.

Fig. 3 ist eine Kurvendarstellung einer Einspritzmas senflußrate gegenüber der Zeit für eine Brenn stoffeinspritzvorrichtung gemäß des Standes der Technik und gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 weist eine Brennstoff einspritzvorrichtung 10 einen Einspritzvorrichtungskörper 11 auf, der aus verschiedenen Komponenten aufgebaut ist, die aneinander in einer in der Technik wohlbekannten Wei se angebracht sind. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 10 weist eine obere Steuerventilanordnung 30 auf, zentrale Mittel um hydraulisch Brennstoff unter Druck zu setzen und eine untere Düsenanordnung 19 mit einem Direktsteuer nadelventilglied 60. Der Einspritzvorrichtungskörper 11 definiert einen Betätigungsströmungsmitteleinlaß 12, der mit einer Quelle von Hochdruckströmungsmittel verbunden ist, wie beispielsweise Motorschmieröl, und zwar über ei nen Betätigungsströmungsmittelversorgungsdurchlaß 14. Zu sätzlich definiert der Einspritzvorrichtungskörper 11 ei nen Niederdruckbetätigungsströmungsmittelablauf 15, der mit einem Niederdruckreservoir 16 über einen Ablaufdurch laß 17 verbunden ist. Schließlich definiert der Ein spritzvorrichtungskörper 11 einen Brennstoffeinlaß 20, der mit einer Brennstoffströmungsmittelquelle 21 über den Brennstoffversorgungsdurchlaß 22 verbunden ist. Somit verwendet in diesem Ausführungsbeispiel die Brennstoff einspritzvorrichtung 10 ein Strömungsmittel, wie bei spielsweise Motorschmieröl als ein hydraulisches Medium, und ein anderes Strömungsmittel, wie beispielsweise de stillierten Dieselbrennstoff als sein Brennstoffströ mungsmittel.

Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 10 weist einen einzi gen Zwei-Positionen-Elektromagneten 31 auf, der sowohl die hydraulischen Mittel zum Unterdrucksetzen des Brenn stoffes als auch die Nadelsteueraspekte der Einspritzvor richtung steuert. Der Elektromagnet 31 weist einen Anker auf, der an einem Stift 32 angebracht ist. Eine Vorspann feder 33 spannt normalerweise den Stift 32 nach oben vor, und zwar in eine Position außer Kontakt mit einem Kugel ventilglied 34, welches zwischen einem oberen konischen bzw. kegelförmigen Niederdruckventilsitz und einem unte ren konischen Hochdruckventilsitz eingeschlossen ist. Ein Nadelsteuerdurchlaß 40 öffnet sich an einem Ende zwischen den Hoch- und Niederdrucksitzen, die das Kugelventilglied 34 einschließen, und an seinem anderen Ende in eine Na delsteuerkammer 42, die in der Düsenanordnung 19 gelegen ist. Wenn das Kugelventilglied 34 in seiner oberen Posi tion ist, und zwar aufgesetzt, um den konischen Nieder drucksitz zu schließen, wird die Nadelsteuerkammer 42 zum hohen Druck des Betätigungsströmungsmitteleinlasses 12 geöffnet, und zwar über den Nadelsteuerdurchlaß 40 und das hohle Innere eines Kolbenventilglieds 35. Wenn das Kugelventil 34 in seiner unteren Position ist, um seinen Hochdrucksitz zu schließen, ist die Nadelsteuerkammer 42 offen zu einem versteckten Niederdruckdurchlaß, der be nachbart zum Stift 32 liegt, und zwar über den Nadelsteuer durchlaß 40. Wenn der Elektromagnet 31 erregt wird, hält der Stift 32 das Kugelventil 34 in seiner unteren Position, um den Hochdrucksitz zu schließen. Wenn der Elektromagnet 31 entregt wird, zwingt der hohe Strömungs mitteldruck, der auf das Kugelventil 34 wirkt, dieses nach oben, um seinen Niederdrucksitz zu schließen.

Die hydraulischen Mittel zum Unterdrucksetzen von Brenn stoff innerhalb der Brennstoffeinspritzvorrichtung 10 werden gesteuert durch die Bewegung eines getrennten Kol benventilgliedes 35, welches eine ringförmige hydrauli sche Fläche 36 und eine Vielzahl von Radialöffnungen 37 aufweist. Wenn der Elektromagnet 31 entregt bzw. abge schaltet wird, wird das Kolbenventilglied 35 nach unten in die gezeigte Position gedrückt, und zwar durch die Wirkung einer inneren Vorspannfeder 38. Wenn das Kolben ventilglied 35 in seiner unteren Position ist, wie ge zeigt, wird ein Betätigungsströmungsmittelhohlraum 44 zum Niederdruckbetätigungsströmungsmittelablaufdurchlaß 15 geöffnet, und zwar über einen Ring in der Außenfläche des Kolbenventilglieds 35. Wenn das Kolbenventilglied 35 in seine obere Position bewegt wird, wird der Betätigungs strömungsmittelhohlraum 44 zum einen Ablaufdurchlaß 15 geschlossen, öffnet sich jedoch zum hohen Druck des Strö mungsmitteleinlasses 12 über die Radialöffnungen 37. Das Kolbenventilglied 35 wird in seine obere Position bewegt durch Erregung des Elektromagneten 31, um das Kugelventil 34 nach unten zu drücken, um seinen Hochdrucksitz zu schließen, wobei somit der hohe Druck auf der ringförmi gen hydraulischen Fläche 36 entlastet wird und eine hy draulische Unausgeglichenheit am Kolbenventilglied 35 er zeugt wird. Dies bewirkt, daß sich das Kolbenventilglied 35 nach oben gegen die Wirkung der inneren Vorspannfeder 38 bewegt. Zwischen den Einspritzereignissen wird das Kolbenventilglied 35 in seine untere Position positio niert, wie gezeigt. Jedes Einspritzereignis wird einge leitet durch Bewegung des Kolbenventilglieds nach oben, um den Betätigungsströmungsmittelhohlraum 44 zum hohen Druck des Betätigungsströmungsmitteleinlasses 12 zu öff nen.

Um hydraulisch den Brennstoff innerhalb des Einspritzvor richtungskörpers 11 unter Druck zu setzen, wird ein hin und her beweglicher Verstärkungskolben 48 in einer Kol benbohrung 45 positioniert und ist bewegbar zwischen ei ner oberen zurückgezogenen Position, wie gezeigt und ei ner unteren vorgeschobenen Position. Der Verstärkungskol ben 48 weist einen gestuften Oberteil 49 auf, der zum Be tätigungsströmungsmittelhohlraum 44 über einen uneinge schränkten Durchlaß 47 geöffnet ist, und eine ringförmige Schulter 50, die zum Betätigungsströmungsmittelhohlraum 44 über einen eingeschränkten Durchlaß 46 geöffnet wird. Der Verstärkungskolben 48 ist verbunden bzw. angeordnet, um sich mit einem Stößel 53 zu bewegen, der positioniert ist, um sich in einer Stößelbohrung 52 hin und her zu be wegen, und zwar zwischen einer oberen zurückgezogenen Po sition und einer unteren vorgeschobenen Position. Der Stößel 53 und der Verstärkungskolben 48 werden nach oben zu ihren zurückgezogenen Positionen durch eine Rückstell feder 51 vorgespannt. Während eines Einspritzereignisses wird der Stößel 53 nach unten durch den hohen Hydrau likströmungsmitteldruck getrieben, der auf den Oberteil des Verstärkungskolbens 48 wirkt, um Brennstoff in einer Brennstoffdruckkammer 54 unter Druck zu setzen, die durch die Stößelbohrung 52 und einen Teil des Stößels 53 defi niert wird.

Die Brennstoffdruckkammer 54 ist mit einem Düsenauslaß 23 über einen Düsenversorgungsdurchlaß 55 und eine Düsenkam mer 56 verbunden. Ein Nadelventilglied 60 ist im Ein spritzvorrichtungskörper 11 positioniert und ist beweg lich zwischen einer unteren ersten Position, in der der Düsenauslaß 23 blockiert ist, und einer oberen zweiten Position, in der der Düsenauslaß 23 offen ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Nadelventilglied 60 einen Nadelteil 61 auf, einen Abstandsteil 63, einen Stiftteil 64 und einen Kolbenteil 65. Das Nadelventilglied 60 ist nach unten zu einer Position hin vorgespannt, die den Dü senauslaß 23 durch eine Vorspannfeder 67 schließt. Obwohl das Nadelventilglied 60 in diesem Ausführungsbeispiel derart gezeigt ist, daß es aus verschiedenen einzelnen Komponenten aufgebaut ist, könnte es aus einem einzigen festen Stück bzw. Rohteil einer geeigneten Metallegierung hergestellt werden, wenn die Vorspannfeder 67 anders an geordnet würde. In jedem Fall weist das Nadelventilglied 60 hydraulische Hubflächen 62 auf, die dem Strömungsmit teldruck in der Düsenkammer 56 ausgesetzt sind, und eine hydraulische Verschlußfläche 66, die dem Strömungsmittel druck in der Nadelsteuerkammer 42 ausgesetzt ist. Vor zugsweise ist die hydraulische Verschlußfläche 66 derart bemessen, daß das Nadelventilglied 60 zu seiner unteren geschlossenen Position hin vorgespannt wird, wenn die Na delsteuerkammer 42 zum hohen Druck hin geöffnet wird, und zwar ungeachtet dessen, ob der Brennstoffdruck, der auf die hydraulischen Hubflächen 62 wirkt, auf hohen Ein spritzdrücken ist. Wenn die Nadelsteuerkammer 42 zum niedrigen Druck geöffnet wird, benimmt sich das Nadelven tilglied 60 wie ein einfaches Rückschlagventil. Anders gesagt wird sich das Nadelventilglied 60 nach oben in seine geöffnete Position bewegen, wenn der Brennstoff in der Düsenkammer 56 über einem Ventilöffnungsdruck ist, der ausreicht, um die Vorspannfeder 67 zu überwinden, wenn ein niedriger Druck auf die hydraulische Verschluß fläche 66 wirkt.

Da das Nadelventilglied 60 sich um einen gewissen endli chen Abstand bewegen muß, wenn es sich zwischen seiner unteren geschlossenen Position und seiner oberen geöffne ten Position bewegt, muß Strömungsmittel in der Nadel steuerkammer 42 durch den Nadelsteuerdurchlaß 40 immer dann verschoben werden, wenn sich das Nadelventilglied 60 bewegt. Wenn sich somit das Nadelventilglied 60 nach oben bewegt, wird ein Strömungsmittelvolumen von der Nadel steuerkammer 42 in den Nadelsteuerdurchlaß 40 verschoben. Wenn andererseits das Nadelventilglied 60 sich nach unten bewegt, fließt sein Strömungsmittelvolumen in die Nadel steuerkammer 42. Die vorliegende Erfindung nutzt diese inhärente Strömungsmittelverschiebung aus, um die Raten formung von jedem Einspritzereignis zu verbessern.

Dies wird durchgeführt durch Vorsehen einer Dualströ mungsratenzumeßöffnung bzw. einer Zumeßöffnung 41 mit zwei Flußraten in dem Nadelsteuerdurchlaß 40. Die Dual strömungsratenzumeßöffnung 41 hat einen ersten Strömungs ratenkoeffizienten für einen Strömungsmittelfluß aus der Nadelsteuerkammer und einen zweiten Strömungsratenkoeffi zienten für einen Strömungsmittelfluß in die Nadelsteuer kammer 42. Der erste Strömungsratenkoeffizient ist vor zugsweise wesentlich kleiner als der zweite Strömungsra tenkoeffizient. Durch entsprechende Bemessung und Formung der Dualströmungsratenzumeßöffnung 41 kann der Fluß aus der Nadelsteuerkammer 42 behindert werden, während der Fluß in die Nadelsteuerkammer 42 im wesentlichen uneinge schränkt bleiben kann. Wenn somit die Dualströmungsraten zumeßöffnung 41 eine Flußeinschränkung erzeugen kann, wenn das Nadelsteuerventilglied 60 sich nach oben bewegt, kann seine Bewegung aufgrund einer Drucksteigerung ver langsamt werden, die natürlicherweise in der Nadelsteuer kammer 42 auftreten würde, während das Strömungsmittel verschoben wird. Dies kann gestatten, daß sich das Nadel ventilglied in seine offene Position langsamer bewegt, um einen allmählicheren Beginn von jedem Einspritzereignis zu erzeugen. Da jedoch die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen relativ uneingeschränkten Fluß in die Nadelsteuer kammer 42 gestattet, kann jedes Einspritzereignis immer noch abrupt beendet werden. Somit ist die Dualströmungs ratenzumeßöffnung 41 derart geformt und bemessen, daß sie einen relativ uneingeschränkten Fluß in dieser umgekehr ten Richtung hat, wenn sich das Nadelventilglied zu sei ner geschlossenen Position hin bewegt, um nicht die ab rupte Verschlußrate des Nadelventilgliedes am Ende eines Einspritzereignisses zu unterminieren. In einer ihrer einfachsten Formen hat die Dualströmungsratenzumeßöffnung 41 eine Kegelstumpfform, wie in den Fig. 1 und 2 ge zeigt.

Industrielle Anwendbarkeit

Mit Bezug auf Fig. 3 wird jedes Einspritzereignis durch Erregung des Elektromagneten 31 eingeleitet. Bevor der Elektromagnet 31 erregt wird, ist das Kugelventilglied 34 in seiner oberen Position, um den Nadelsteuerdurchlaß 40 und die hydraulische ringförmige Fläche 36 zum hohen Druck des Betätigungsströmungsmitteleinlasses 12 zu öff nen. Das Kolbenventilglied 35 ist in seiner unteren Posi tion, und sowohl der Kolben 48 als auch der Stößel 53 sind in ihren oberen zurückgezogenen Positionen. Schließ lich ist das Nadelventilglied 60 in seiner unteren Posi tion, um den Düsenauslaß 23 zu schließen. Wenn der Elek tromagnet 31 erregt wird, um das Einspritzereignis einzu leiten, wird der Stift 32 nach unten getrieben, um das Kugelventilglied 34 zu bewegen, um seinen Hochdrucksitz zu schließen. Wenn dies auftritt werden die Nadelsteuer kammer 42 und die ringförmige hydraulische Fläche 36 ab rupt zum niedrigen Druck hin geöffnet. Dies läßt den ho hen Druck ab, der auf die hydraulische Verschlußfläche 66 des Nadelventilgliedes 60 wirkt und gestattet es, daß sich das Kolbenventilglied 35 nach oben in seine offene Position bewegt, und zwar gegen die Wirkung der Vorspann feder 38. Wenn das Kolbenventilglied 35 seine obere Posi tion erreicht, beginnt das Hochdruckbetätigungsströmungs mittel, in den Betätigungsströmugsmittelhohlraum 44 zu fließen, und auf die obere hydraulische Oberfläche des Verstärkungskolbens 48 zu wirken. Dies bewirkt, daß der Kolben 48 und der Stößel 53 ihren nach unten gerichteten Pumphub beginnen.

Wenn der Stößel 53 nach unten getrieben wird, steigt der Brennstoffdruck in der Brennstoffkammer 54 schnell. Wenn dieser Brennstoffdruck einen Ventilöffnungsdruck über schreitet, der ausreicht, um die Nadelvorspannfeder 67 zu überwinden, bewegt sich das Nadelventilglied 60 nach oben, um den Düsenauslaß 23 zu öffnen und die Einsprit zung des Brennstoffes zu beginnen. Fig. 3 zeigt, daß durch Vorsehen der Dualströmungsratenzumeßöffnung 41 der beginnende Teil des Einspritzereignisses allmählicher bzw. langsam verlaufender gemacht werden kann, da die Flußeinschränkung, die durch die Dualströmungsratenzumeß öffnung erzeugt wird, die Bewegung des Nadelventilgliedes 60 verlangsamt, wenn es sich in seine obere offene Posi tion bewegt. Dieser allmähliche Beginn von jedem Ein spritzereignis soll die Abgasemissionen verbessern.

In diesem Beispiel ist eine geteilte Einspritzung er wünscht. Um dies durchzuführen, wird der Elektromagnet 31 kurz entregt. Dies gestattet, daß sich das Kugelventil glied 34 nach oben bewegt, um seinen Niederdrucksitz zu schließen, und den Nadelsteuerdurchlaß 40 abrupt zum Hochdruckströmungsmittel zu öffnen. Dieses Hochdruckstö mungsmittel fließt dann in die Nadelsteuerkammer 42 und wirkt auf die hydraulische Verschlußfläche 66, um schnell das Nadelventilglied 60 nach unten in seine geschlossene Position zu bewegen. Da der Strömungsmittelfluß in die Nadelsteuerkammer 42 relativ uneingeschränkt bleibt, und zwar auch in Anwesenheit der Dualströmungsratenzumeßöff nung 41, kann das Nadelventilglied 60 nahezu so abrupt geschlossen werden, wie beim Stand der Technik. Zur glei chen Zeit wird das Kolbenventilglied 35 wieder hydrau lisch ausgeglichen, und die innere Vorspannfeder 38 be ginnt, das Kolbenventilglied 35 nach unten zu seiner un teren Position hin zu bewegen. Da jedoch die Feder 38 re lativ schwach ist, wird das Kolbenventilglied 35 nach un ten mit einer relativ langsamen Rate beschleunigt. Bevor es sich weit genug bewegen kann, um die Radialöffnungen 37 zu schließen, wird der Elektromagnet 31 wieder erregt, um das Kugelventil 34 nach unten zu bewegen. Dies entla stet wiederum den hohen Druck, der auf die ringförmige hydraulische Fläche 36 und die hydraulische Verschlußflä che 66 des Nadelventilgliedes 60 wirkt. Dies bewirkt, daß das Kolbenventilglied 35 in seine oberste Position zu rückkehrt und gestattet, daß das Nadelventilglied 60 sich zu seiner offenen Position hin bewegt, um die Brennstof feinspritzung wiederaufzunehmen. Da jedoch die Flußein schränkung von der Dualströmungsratenzumeßöffnung 41 er zeugt wird, wird der Fluß aus der Nadelsteuerkammer 42 mit Bezug auf den Stand der Technik eingeschränkt. Dies bewirkt, daß die Aufnahme der Brennstoffeinspritzung all mählicher bzw. langsamer ist als jene des Standes der Technik, da die Flußeinschränkung den Druck in der Nadel steuerkammer 42 steigert und die Aufwärtsbewegung des Na delventilgliedes 60 verlangsamt.

Am Ende des Einspritzereignisses wird der Elektromagnet 31 entregt, um wiederum den Nadelsteuerdurchlaß 40 mit dem Hochdruckströmungsmittel zu verbinden, welches in die Nadelsteuerkammer 42 fließt, um das Nadelventilglied 60 nach unten zu bewegen, um das Einspritzereignis zu been den. Da wiederum die Dualströmungsratenzumeßöffnung 41 einen relativ uneingeschränkten Fluß in die Nadelsteuer kammer 42 gestattet, kann das Einspritzereignis ungefähr so abrupt enden wie jenes des Standes der Technik.

Die obige Beschreibung ist nur zu Veranschaulichungszwecken beabsichtigt und soll nicht den Umfang der vorliegen den Erfindung in irgendeiner Weise einschränken. Bei spielsweise wird der Fachmann erkennen, daß die Dualströ mungsratenzumeßöffnung der vorliegenden Erfindung eine große Vielzahl von Formen und Größen annehmen kann. Zu sätzlich kann die vorliegende Erfindung auch bei Brenn stoffeinspritzvorrichtungen mit Direktsteuernadelventilen vorgesehen werden, die Brennstoff sowohl als das hydrau lische Medium als auch als Brennstoffströmungsmittel ver wenden, während das veranschaulichte Ausführungsbeispiel zeigt, daß die Nadelsteuerkammer 42 mit einer Hoch druckquelle von Schmieröl verbunden ist, und daß der Dü senauslaß 23 mit einer Quelle von destilliertem Diesel brennstoff verbunden ist. Somit könnten verschiedene Mo difikationen am veranschaulichten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, ohne vom beabsichtigten Kern und Um fang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die bezüg lich der unten dargelegten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Düsenanordnung, die folgendes aufweist:
einen Düsenkörper, der einen Auslaß definiert, und eine Nadelsteuerkammer in Strömungsmittelverbindung mit einem Nadelsteuerdurchlaß;
ein Nadelventilglied, welches in dem Düsenkörper po sitioniert ist und eine hydraulische Verschlußfläche besitzt, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadel steuerkammer ausgesetzt ist und in eine erste Posi tion bewegbar ist, in der der Düsenauslaß blockiert ist, und in eine zweite Position, in der der Düsen auslaß offen ist;
wobei der Nadelsteuerdurchlaß eine Dualströmungsra tenzumeßöffnung aufweist; und
wobei das Nadelventilglied das Strömungsmittel aus der Nadelsteuerkammer durch die Dualströmungsraten zumeßöffnung verschiebt, wenn es sich aus seiner er sten Position in die zweite Position bewegt.

2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Dualströ mungsratenzumeßöffnung einen ersten Flußratenkoeffi zienten für einen Strömungsmittelfluß aus der Nadel steuerkammer hat;
wobei die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen zwei ten Flußratenkoeffizienten für den Strömungsmittel fluß in die Nadelsteuerkammer hat; und
wobei der erste Flußratenkoeffizient wesentlich kleiner ist als der zweite Flußratenkoeffizient.

3. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Düsenaus laß mit einer Quelle von Brennstoffströmungsmittel verbunden ist; und
wobei der Nadelsteuerdurchlaß mit einer Quelle von Hydraulikströmungsmittel verbunden ist, welches an ders ist als das Brennstoffströmungsmittel.

4. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Nadelsteuer durchlaß entweder mit einem Hochdruckdurchlaß oder mit einem Niederdruckdurchlaß zu verbinden ist.

5. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei Strömungsmit tel in die Nadelsteuerkammer verschoben wird, wenn das Nadelventilglied sich aus der zweiten Position zur ersten Position hin bewegt.

6. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Dualströ mungsratenzumeßöffnung einen kegelförmigen Teil auf weist.

7. Düsenanordnung nach Anspruch 1, die weiter eine Druckfeder aufweist, die betriebsmäßig positioniert ist, um das Nadelventilglied zur ersten Position hin vorzuspannen.

8. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Dualströ mungsratenzumeßöffnung ausreichend einschränkend für einen Strömungsmittelfluß ist, so daß das Nadelven tilglied hydraulisch verlangsamt wird, wenn es sich aus der erwähnten ersten Position in die zweite Po sition bewegt, und zwar aufgrund einer Drucksteige rung in der Nadelsteuerkammer.

9. Düsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Dualströ mungsratenzumeßöffnung relativ einschränkend für ei nen Strömungsmittelfluß aus der Nadelsteuerkammer ist, jedoch relativ uneinschränkend für einen Strö mungsmittelfluß in die Nadelsteuerkammer.

10. Brennstoffeinspritzvorrichtung, die folgendes auf weist:
einen Einspritzvorrichtungskörper, der einen Düsen auslaß definiert und eine Nadelsteuerkammer in Strö mungsmittelverbindung mit einem Nadelsteuerdurchlaß;
ein Nadelventilglied, welches in dem Einspritzvor richtungskörper positioniert ist und eine hydrauli sche Verschlußfläche besitzt, die dem Strömungsmit teldruck in der Nadelsteuerkammer ausgesetzt ist, und in eine erste Position bewegbar ist, in der der Düsenauslaß blockiert ist, und in eine zweite Posi tion, in der der Düsenauslaß offen ist;
wobei der Nadelsteuerdurchlaß eine Dualströmungsra tenzumeßöffnung aufweist;
wobei Hydraulikströmungsmittel in die Nadelsteuer kammer verschoben wird, und zwar durch die Dualströ mungsratenzumeßöffnung, wenn sich das Nadelventil glied aus der zweiten Position zur ersten Position hin bewegt, und wobei das Hydraulikströmungsmittel aus der Nadelsteuerkammer durch die Dualströmungsra tenzumeßöffnung verschoben wird, wenn sich das Na delventilglied von der ersten Position zur zweiten Position hin bewegt; und
wobei eine Druckfeder betriebsmäßig positioniert ist, um das Nadelventilglied zur ersten Position hin vorzuspannen.

11. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 10, wo bei die Dualströmungsratenzumeßöffnung ausreichend einschränkend für einen Strömungsmittelfluß ist, so daß das Nadelventilglied hydraulisch verlangsamt wird, wenn es sich aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, und zwar aufgrund einer Drucksteigerung in der Nadelsteuerkammer.

12. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 11, wo bei die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen ersten Strömungs- bzw. Flußratenkoeffizienten für einen Strömungsmittelfluß aus der Nadelsteuerkammer hat;
wobei die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen zwei ten Strömungs- bzw. Flußratenkoeffizienten für einen Strömungsmittelfluß in die Nadelsteuerkammer hat; und
wobei der erste Flußratenkoeffizient wesentlich kleiner ist als der zweite Flußratenkoeffizient.

13. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 12, wo bei der Düsenauslaß mit einer Quelle von Brenn stoffströmungsmittel verbunden ist; und
wobei der Nadelsteuerdurchlaß mit einer Quelle von Hydraulikströmungsmittel verbunden ist, welches an ders ist als das Brennstoffströmungsmittel.

14. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 13, die weiter ein Nadelsteuerventil aufweist, welches an dem Einspritzvorrichtungskörper angebracht ist, und bewegbar ist zwischen einer An-Position, in der der Nadelsteuerdurchlaß offen zu einem Niederdruckdurch laß ist, und einer Aus-Position, in der der Nadel steuerdurchlaß offen zu einem Hochdruckdurchlaß ist.

15. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 14, wo bei die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen kegel förmigen Teil aufweist.

16. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 14, wo bei die Dualströmungsratenzumeßöffnung ausreichend einschränkend für einen Strömungsmittelfluß ist, so daß das Nadelventilglied hydraulisch verlangsamt wird, wenn es sich aus der ersten Position in die zweite Position bewegt, und zwar aufgrund einer Drucksteigerung in der Nadelsteuerkammer.

17. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 14, wo bei die Dualströmungsratenzumeßöffnung relativ ein schränkend für einen Strömungsmittelfluß aus der Na delsteuerkammer ist, jedoch relativ uneinschräkend für einen Strömungsmittelfluß in die Nadelsteuerkam mer.

18. Brennstoffeinspritzvorrichtung, die folgendes auf weist:
einen Einspritzvorrichtungskörper, der einen Düsen auslaß definiert und eine Nadelsteuerkammer in Strö mungsmittelverbindung mit einem Nadelsteuerdurchlaß;
ein Nadelventilglied, welches in dem Düsenkörper po sitioniert ist und eine hydraulische Verschlußfläche besitzt, die dem Strömungsmitteldruck in der Nadel steuerkammer ausgesetzt ist, und in eine erste Posi tion bewegbar ist, in der der Düsenauslaß blockiert ist, und in eine zweite Position, in der der Düsen auslaß offen ist;
wobei der Nadelsteuerdurchlaß eine Dualströmungsra tenzumeßöffnung mit einem kegelförmigen Teil auf weist; und
wobei das Nadelventilglied Strömungsmittel aus der Nadelsteuerkammer durch mindestens eine Dualströ mungsratenzumeßöffnung verschiebt, wenn es sich aus der ersten Position in die zweite Position bewegt:
eine Druckfeder, die betriebsmäßig in dem Einspritz vorrichtungskörper positioniert ist, um das Nadel ventilglied zur ersten Position hin vorzuspannen;
wobei die mindestens eine Dualströmungsratenzumeß öffnung ausreichend einschränkend für einen Strö mungsmittelfluß ist, so daß das Nadelventilglied hy draulisch verlangsamt wird, wenn sich aus der ersten Position zur zweiten Position bewegt, und zwar auf grund einer Drucksteigerung in der Nadelsteuerkam mer;
wobei die Dualströmungsratenzumeßöffnung einen er sten Strömungs- bzw. Flußratenkoeffizienten für ei nen Strömungsmittelfluß aus der Nadelsteuerkammer hat, und einen zweiten Strömungs- bzw. Flußraten koeffizienten für einen Strömungsmittelfluß in die Nadelsteuerkammer; und wobei der erste Flußraten koeffizient wesentlich kleiner ist als der zweite Flußratenkoeffizient.

19. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 18, die weiter ein Nadelsteuerventil aufweist, welches an dem Einspritzvorrichtungskörper angebracht ist, und bewegbar ist zwischen einer An-Position, in der der Nadelsteuerdurchlaß offen zu einem Niederdruckdurch laß ist, und einer Aus-Position, in der der Nadel steuerdurchlaß offen zu einem Hochdruckdurchlaß ist.

20. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 19, wo bei der Düsenauslaß mit einer Quelle von Brenn stoffströmungsmittel verbunden ist; und
wobei der Nadelsteuerdurchlaß mit einer Quelle von Hydraulikströmungsmittel verbunden ist, welches an ders ist als das Brennstoffströmungsmittel.