DE69922087T2

DE69922087T2 - Brennstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE69922087T2
Application number: DE69922087T
Authority: DE
Inventors: Malcolm David Dick Lambert; Paul Rainham Kent Buckley; Michael Peter Gillingham Kent Cooke; Godfrey Hatch End Middlesex Greeves
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Operations Luxembourg SARL
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: US6431469B2; EP0967382A3; EP0967382A2; US6260775B1; DE69922087D1; JP4384754B2; KR20000006409A; US20010052554A1; EP0967382B1; JP2000027735A

Description

Diese Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil zur Verwendung bei der Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff an einen Verbrennungsraum eines Motors mit Verdichtungszündung (eines Dieselmotors).
Zum Zwecke der Reduktion der Emissionsmengen und von Lärm ist es bekannt, Kraftstoffeinspritzventile vorzusehen, in denen der Gesamtbereich der Öffnungen, durch die Kraftstoff abgegeben wird, während des Betriebs verändert werden kann. Eine Technik, um dies zu erreichen, ist die Verwendung von zwei Ventilnadeln, von denen eine innerhalb einer Bohrung gleiten kann, die in der anderen der Nadeln ausgebildet ist, um die Zufuhr von Kraftstoff an einige der Auslassöffnungen unabhängig von der Zufuhr von Kraftstoff zur anderen der Auslassöffnungen zu steuern.
Solche Anordnungen besitzen die Nachteile, dass möglicherweise Kraftstoff zwischen der inneren und der äußeren Nadel fließen kann, was zu einer im wesentlichen kontinuierlichen Abgabe von Kraftstoff in geringer Menge führt. Außerdem kann es notwendig sein, getrennte Betätigungseinrichtungen vorzusehen, um die Bewegung der inneren und der äußeren Nadel zu steuern, was dazu führt, dass das Einspritzventil von größerer Komplexität ist.
Das US-Patent 4,407,457 gibt ein Beispiel für eine Kraftstoffeinspritzdüse des Standes der Technik, bei der zwei Ventilnadeln verwendet werden. Die erste Nadel nimmt die zweite Nadel in einer Blindbohrung auf. Die zweite Nadel wird mit Hilfe einer Feder in die Öffnungsrichtung der ersten Nadel gedrückt und wird bei einem ersten, niedrigeren Druck in Fließrichtung verschoben, wodurch sie hydraulisch zwei Einspritzbereiche trennt. Bei einem zweiten, höheren Druck wird die zweite Nadel von der ersten Nadel als Widerstands- oder Bremselement mitgeführt, und damit wird die Verbindung zwischen den beiden Einspritzbereichen wieder hergestellt.
Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt, das eine erste, äußere Ventilnadel, eine zweite, innere Ventilnadel, die innerhalb eines in der ersten Nadel angeordneten Kanals bewegbar ist, und ein lastübertragendes Mittel mit einer mit der ersten Nadel in Verbindung stehenden Schulter umfasst, wobei diese Schulter mit der zweiten Nadel zusammenwirken kann, wenn die erste Nadel eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat, derart, dass die Bewegung der ersten Nadel auf die zweite Nadel übertragen werden kann. Die Schulter wird durch die Außenfläche einer innerhalb des Kanals angeordneten Hülse gebildet.
Die zweite Nadel kann einen Bereich mit vergrößertem Durchmesser umfassen, der an der Schulter zur Anlage kommen kann. Der Bereich der zweiten Nadel, der den vergrößerten Durchmesser aufweist, kann zusammendrückbar gestaltet sein, um den Zusammenbau zu ermöglichen.
Die Schulter wird in geeigneter Weise durch ein Ende einer rohrförmigen Hülse gebildet, die von der ersten Nadel getragen wird und einen Teil des Kanals bildet, in der sich die zweite Nadel hin- und her bewegt. Die Hülse kann über ein Ende der ersten Nadel vorstehen und so ausgebildet sein, dass sie am ersten Sitz anliegt.
Die innere Nadel ist vorzugsweise elastisch gegen den zweiten Sitz vorgespannt.
Die innere Nadel wird bequemerweise mit Hilfe einer Feder elastisch vorgespannt.
Das Vorspannen der inneren Nadel stellt sicher, dass beim Beginn der Bewegung der äußeren Ventilnadel weg von dem ersten Sitz die innere Ventilnadel an ihrem zweiten Sitz anliegt. Eine unerwünschte Abgabe von Kraftstoff durch die zweite Auslassöffnung kann damit vermieden werden.
In einer alternativen Anordnung ist die zweite Ventilnadel mit einer Mehrzahl von flexiblen Elementen ausgestattet, die zwischen einem deformierten Zustand und einem undeformierten Zustand verformbar sind, wobei im undeformierten Zustand die flexiblen Elemente den Bereich der zweiten Ventilnadel mit vergrößertem Durchmesser bilden und an der mit dem Kanal verbundenen Schulter anliegen, um die Bewegung der zweiten Ventilnadel im Verhältnis zur ersten Ventilnadel zu beschränken.
Eine Mehrzahl flexibler Elemente an der zweiten Ventilnadel vorzusehen, hat den Vorteil, dass eine Deformierung der flexiblen Elemente in den deformierten Zustand das Einsetzen der zweiten Ventilnadel in den Kanal möglich macht. Der Zusammenbau des Kraftstoffeinspritzventils wird dadurch vereinfacht, und die Herstellungskosten sind verringert.
Die zweite Ventilnadel umfasst in günstiger Weise einen oberen Körperteil und einen unteren Körperteil, wobei die flexiblen Elemente entlang der Länge des unteren Körperteils ausgebildet sind. Vorzugsweise umfasst die zweite Ventilnadel vier flexible Elemente, die durch im unteren Körperteil der zweiten Ventilnadel ausgebildete Öffnungen gebildet werden, so dass die flexiblen Elemente integral mit der zweiten Ventilnadel ausgebildet sind.
Die zweite Ventilnadel kann weiterhin ein integrales, elastisches Vorspannmittel zum elastischen Vorspannen der zweiten Ventilnadel in Richtung des zweiten Sitzes umfassen. Beispielsweise kann der obere Körperteil der zweiten Ventilnadel eine Mehrzahl von darin ausgebildeten Vertiefungen besitzen, so dass der obere Körperteil damit eine Federwirkung erhält, um die zweite Ventilnadel elastisch in Richtung des zweiten Sitzes zu spannen. Die Vertiefungen sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten Ventilnadel entlang der Länge des oberen Körperteils ausgebildet.
Durch das integrale Ausbilden des elastischen Vorspannmittels innerhalb der zweiten Ventilnadel wird die Anzahl der für das Kraftstoffeinspritzventil erforderlichen Teile verringert, und die Herstellung und der Zusammenbau des Kraftstoffeinspritzventils vereinfachen sich.
Als Hintergrund zu dieser Erfindung wird hier eine Alternative beschrieben, in der das lastübertragende Mittel die Form eines Stiftes annehmen kann, der von einer der Nadeln gehalten wird, wobei der Stift sich durch einen in der äußeren der Nadeln angeordneten Schlitz erstreckt, derart, dass die Bewegung der äußeren Nadel über eine vorgegebene Stellung hinaus auf die innere Nadel übertragen werden kann. Natürlich ist die Bewegung der inneren Nadel in einer solchen Anordnung abhängig von der Wegstrecke, die die äußere Nadel zurücklegt, was durch eine einzige Betätigungseinrichtung gesteuert werden kann. In einer alternativen Anordnung kann eine solche Steuerung der Bewegung der inneren Nadel, die abhängig von der von der äußeren Nadel zurückgelegten Wegstrecke sein soll, unter Verwendung einer hydraulischen Verbindung anstelle des Einsatzes eines Stiftes erreicht werden.
Ebenfalls als Hintergrund der Erfindung wird hier eine alternative Anordnung beschrieben, in der das lastübertragende Mittel die Form einer hydraulischen Verbindung annehmen kann, die so angeordnet ist, dass die Bewegung der inneren Nadel von der Geschwindigkeit der Bewegung der äußeren Nadel abhängt. Die hydraulische Verbindung umfasst gängigerweise eine Kammer, die zwischen der inneren und der äußeren Nadel ausgebildet ist, wobei die Kammer über einen verengten Durchflussweg mit einer Quelle für unter Druck stehenden Kraftstoff in Verbindung steht. Im Betrieb, wenn die äußere Nadel sich langsam anhebt, kann Kraftstoff in ausreichend hoher Menge zu der Kammer fließen, um eine Bewegung der inneren Nadel zu verhindern. Eine Bewegung der äußeren Nadel mit höherer Geschwindigkeit wird auf die innere Nadel übertragen, da Kraftstoff nicht in einem solchen Ausmaß zu der Kammer fließen kann, der ausreichend wäre, um die innere Nadel in Anlage mit ihrem Sitz zu halten.
Ebenfalls als Hintergrund zu dieser Erfindung wird hier ein Kraftstoffeinspritzventil beschrieben, das eine erste Ventilnadel, die innerhalb einer in einem Düsenkörper ausgebildeten Bohrung hin- und her bewegt werden kann und die mit einem ersten Sitz zusammenwirken kann, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem ersten Kraftstoff-Auslass zu steuern, und eine zweite Ventilnadel umfasst, die innerhalb eines sich in der ersten Ventilnadel befindenden Kanals hin- und her bewegt werden kann und mit einem zweiten Sitz zusammenwirken kann, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einem zweiten Kraftstoff-Auslass zu steuern, wobei die zweite Ventilnadel ein elastisches Vorspannmittel zum elastischen Vorspannen der zweiten Ventilnadel in Richtung des zweiten Sitzes umfasst und das elastische Vorspannmittel mit der zweiten Ventilnadel integral gebildet ist.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
1 ein Querschnitt eines Teils eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
Die 2, 3 und 5 drei alternative Ausführungsformen der Erfindung zeigen;
4 ein alternatives Kraftstoffeinspritzventil als Hintergrund dieser Erfindung zeigt;
6 einen Querschnitt eines Teils eines alternativen Kraftstoffeinspritzventils darstellt, der das zusätzliche Merkmal des Anspruchs 4 zeigt, wobei das Einspritzventil jedoch nicht mit einer Hülse wie in Anspruch 1 vorgeschrieben ausgestattet ist;
7 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils des in 6 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils darstellt;
8 eine schematische Darstellung ist, die die zweite Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils der 6 und 7 zeigt;
9 eine Querschnittsansicht eines Teils eines wiederum anderen Kraftstoffeinspritzventils ist, die das zusätzliche Merkmal des Anspruchs 7 zeigt, wobei das Einspritzventil jedoch nicht mit einer Hülse wie in Anspruch 1 vorgeschrieben ausgestattet ist;
10 eine vergrößere Querschnittsansicht eines Teils des in 9 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils ist;
11 eine schematische Zeichnung ist, die die zweite Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventil der 9 und 10 zeigt, und
Die 12 bis 17 Ansichten sind, die weitere alternative Kraftstoffeinspritzventile als Hintergrund der Erfindung darstellen.
Das teilweise in 1 dargestellte Einspritzventil umfasst einen Düsenkörper 10, der mit einer geschlossenendigen Bohrung 11 einschließlich, benachbart zu ihrem geschlossenen Ende, einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche 12 ausgestattet ist. Eine erste, äußere Ventilnadel 13 kann innerhalb der Bohrung 11 hin- und her bewegt werden, wobei die Ventilnadel 13 (nicht gezeigte) Bereiche mit einem Durchmesser umfasst, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der benachbarten Teile der Bohrung 11 ist, wobei diese Bereiche angeordnet sind, um die erste Nadel 13 bei ihrer Gleitbewegung innerhalb der Bohrung 11 zu führen.
Die erste Nadel 13 besitzt eine solche Form, dass sie an der Oberfläche 12 anliegen kann, wobei die Oberfläche 12 einen ersten Sitz 14 bildet, an dem die erste Nadel 13 zur Anlage gelangen kann, um die Verbindung zwischen einer Abgabekammer 15, die zwischen der ersten Nadel 13 und der Bohrung 11 ausgebildet ist, und einer Gruppe sich stromabwärts des Sitzes 14 befindender erster Auslassöffnungen 16 (von denen nur eine gezeigt ist) zu steuern.
Die erste Nadel 13 ist mit einer geschlossenendigen Drillbohrung 17 ausgestattet, innerhalb der sich eine rohrförmige Hülse 18 befindet. Wie in 1 dargestellt, erstreckt sich die rohrförmige Hülse 18 nicht bis zum geschlossenen Ende der Drillbohrung 17, und deshalb führt das Vorhandensein der Hülse 18 innerhalb der Drillbohrung 17 zur Ausbildung eines Kanals, der einen von der Hülse 18 begrenzten Bereich mit relativ geringem Durchmesser und in Nachbarschaft zum geschlossenen Ende der Drillbohrung 17 einen Bereich mit größerem Durchmesser besitzt. Eine Schulter oder Stufe 19 ist an der Verbindung der Kanalteile mit relativ geringem Durchmesser und großem Durchmesser ausgebildet, wobei die Stufe 19 durch ein Ende der Hülse 18 gebildet wird.
Eine zweite, innere Ventilnadel 20 ist innerhalb des in der ersten Ventilnadel 13 ausgebildeten Kanals verschiebbar angeordnet. Die zweite Ventilnadel 20 umfasst einen langgestreckten Bereich 20a mit relativ geringem Durchmesser, der innerhalb des von der rohrförmigen Hülse 18 gebildeten Kanals verschiebbar ist, und einen Bereich 20b mit größerem Durchmesser, der an der Stufe 19 angreifen kann, um die Bewegung der zweiten Nadel 20 relativ zur ersten Nadel 13 zu begrenzen. Die zweite Nadel 20 besitzt an ihrem Ende, das mit der Oberfläche 12 zusammenwirken kann, die Gestalt eines Kegelstumpfs, wobei die Oberfläche 12 einen Sitz 21 bildet, an dem die zweite Nadel 20 zur Anlage gelangen kann, um die Zufuhr von Kraftstoff an eine Gruppe von zweiten Auslassöffnungen 22 (von denen nur eine gezeigt ist) zu steuern, die sich stromabwärts des zweiten Sitzes 21 befinden.
Es ist klar, dass der Zusammenbau der ersten und der zweiten Ventilnadel 13,20 und der Hülse 18 es notwendig macht, dass die zweite Ventilnadel 20 in die Drillbohrung 17 der ersten Ventilnadel 13 eingeführt wird und dass anschließend die rohrförmige Hülse 18 eingeführt wird, wobei die rohrförmige Hülse 18 die zweite Ventilnadel 20 innerhalb der Drillbohrung hält. Die rohrförmige Hülse 18 befindet sich gängigerweise in Reibschluss mit der Drillbohrung 17, und ein schmaler Spalt wird in günstiger Weise zwischen der rohrförmigen Hülse 18 und der inneren Ventilnadel 20 vorgesehen, um es zu ermöglichen, dass Kraftstoff zu oder aus dem blinden Ende der Drillbohrung 17 fließen kann, was verhindert, dass die zweite Ventilnadel 20 aufgrund der Ausbildung einer hydraulischen Sperre in irgendeiner spezifischen, beliebigen Stellung relativ zur ersten Nadel 13 festgehalten wird.
Im Betrieb wird der Abgabekammer 15 unter hohem Druck stehender Kraftstoff zugeführt, und es wird eine beliebige geeignete Technik eingesetzt, um die Bewegung der ersten Ventilnadel 13 relativ zum Düsenkörper 10 zu steuern. Beispielsweise kann die erste Ventilnadel 13 mit dem ersten Sitz 14 durch den Flüssigkeitsdruck innerhalb einer Steuerkammer in Anlage gehalten werden, wobei der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Steuerkammer beispielsweise durch eine piezoelektrische Betätigungsanordnung gesteuert wird, die auf einen geeigneten Kolben einwirkt. Es sollte jedoch klar sein, dass alternative Steueranordnungen eingesetzt werden können.
Es ist erkennbar, dass dann, wenn die erste Ventilnadel 13 in Anlage mit dem ersten Sitz gehalten wird, kein Kraftstoff aus der Abgabekammer 15 am ersten Sitz 14 vorbeifließen kann, und deshalb kann Kraftstoff weder durch die ersten Auslassöffnungen 16 noch die zweiten Auslassöffnungen 22 abgegeben werden.
Um mit der Kraftstoffeinspritzung zu beginnen, wird die erste Ventilnadel 13 vom ersten Sitz 14 angehoben. Die Bewegung der ersten Nadel 13 ermöglicht es, dass Kraftstoff am ersten Sitz 14 vorbei fließen kann, und daher kann Kraftstoff zu der Gruppe von ersten Auslassöffnungen 16 fließen, und die Einspritzung von Kraftstoff durch diese Auslassöffnungen beginnt. Die Bewegung der ersten Nadel 13 erfolgt nur über eine kurze Wegstrecke, und der vergrößerte Bereich 20b der zweiten Nadel 20 gelangt nicht zur Anlage mit der Stufe 19, und daher wird die Bewegung der ersten Nadel 13 nicht auf die zweite Nadel 20 übertragen. Kraftstoff kann zwischen der zweiten Nadel 20 und der Hülse 18 fließen, was das geschlossene Ende der Drillbohrung 17 unter Druck setzt und wodurch eine Kraft relativ großer Größe auf den vergrößerten Bereich 20b der zweiten Nadel 20 ausgeübt wird, um sicherzustellen, dass die zweite Nadel in Anlage mit dem zweiten Sitz 21 verbleibt. Das führt dazu, dass kein Kraftstoff durch die Gruppe der zweiten Auslassöffnungen 22 eingespritzt wird. Da Kraftstoff nur durch die ersten Auslassöffnungen 16 abgegeben wird, sollte klar sein, dass das Ausmaß der Kraftstoffeinspritzung relativ gering ist.
Für den Fall, dass sich die zweite Nadel 20 von dem zweiten Sitz 21 abhebt, wird der verringerte Kraftstoffdruck, der infolge des Flusses von Kraftstoff durch die zweiten Öffnungen 22 und infolge des Drosseleffekts der zweiten Nadel 20 und des zweiten Sitzes 21 auf das untere Ende der Nadel 20 einwirkt, dafür sorgen, dass sich die zweite Nadel 20 infolge des Drucks, den der Kraftstoff auf den Bereich mit vergrößertem Durchmesser 20b der zweiten Nadel 20 ausübt, in Anlage mit dem zweiten Sitz 21 bewegt.
Wenn anschließend die erste Nadel 13 um eine weitere Wegstrecke weg vom ersten Sitz 14 angehoben wird, bewegt sich die Stufe 19 in Anlage mit dem vergrößerten Bereich 20b der zweiten Nadel 20, und die weitere Bewegung der ersten Nadel 13 führt dazu, dass sich die zweite Nadel 20 vom zweiten Sitz 21 abhebt. Eine solche Bewegung ermöglicht es, dass Kraftstoff am zweiten Sitz 21 vorbei zu der Gruppe von zweiten Auslassöffnungen 22 fließt. Das Ergebnis hiervon ist, dass Kraftstoff durch beide Gruppen, die Gruppe der ersten Auslassöffnungen 16 und die Gruppe der zweiten Auslassöffnungen 22, eingespritzt wird. Es sollte klar sein, dass Kraftstoff in einem zweiten, größeren Ausmaß eingespritzt wird, weil der Kraftstoff durch beide Gruppen von Auslassöffnungen 16, 22 eingespritzt wird.
Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird die erste Nadel 13 in Anlage mit dem ersten Sitz 14 zurückgeführt. Dies hat zum Ergebnis, dass kein Kraftstoff mehr von der Abgabekammer 15 am Sitz 14 vorbei fließen kann, und deshalb hört die Einspritzung durch beide Gruppen von Auslassöffnungen 16, 22 auf. Und weil sich in der Realität bei Beginn der Bewegung der ersten Nadel 13 in Richtung des ersten Sitzes 14 der vergrößerte Bereich 20b der zweiten Nadel 20 in Anlage mit der Stufe 19 befindet, sollte klar sein, dass sich die zweite Nadel 20 in Anlage mit dem zweiten Sitz 21 bewegt, bevor sich die erste Nadel 13 in Anlage mit dem ersten Sitz 14 bewegt. Es ist daher zu bemerken, dass die Kraftstoff-Zufuhr zur Gruppe der zweiten Auslassöffnungen 22 vor der Beendigung der Kraftstoff-Zufuhr zur Gruppe der ersten Auslassöffnungen 16 endet.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform ist derjenigen von 1 vergleichbar und soll daher nicht in allen Einzelheiten beschrieben werden. Der Unterschied zwischen der Anordnung von 2 und derjenigen von 1 liegt darin, dass die rohrförmige Hülse 18 eine solche Gestalt besitzt, dass sie einen Bereich 18a aufweist, der sich in der dargestellten Orientierung bis über das untere Ende der Nadel 13 hinaus erstreckt, wodurch das Totvolumen stromabwärts des ersten Sitzes 14 verringert wird. Das hat zur Folge, dass auf die Bewegung der ersten Nadel 13 in Anlage mit dem ersten Sitz 14 hin die Einspritzung schnell, in einer relativ gut gesteuerten Weise, aufhört. Der Bereich 18a kann außerdem dazu dienen, die Auslassöffnungen 16 abzudecken.
Die Anordnung gemäß 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß 2 dadurch, dass der Bereich 18a eine größere axiale Länge besitzt und mit dem ersten Sitz 14 zur Anlage gelangen kann. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn die Hülse 18 aus einem geeigneten Material hergestellt wird, eine Ventilnadel zur Verfügung gestellt werden kann, bei der derjenige Teil von ihr, der mit dem Sitz zur Anlage gelangen kann, aus einem härteren Material gebildet ist als der Rest der Nadel. Es ist natürlich in der in 3 gezeigten Anordnung wichtig, sicherzustellen, dass eine im wesentlichen flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Hülse 18 und der ersten Nadel 13 vorhanden ist, denn wenn Kraftstoff zwischen diesen Bestandteilen fließen kann, kann das Einspritzventil undicht sein. Wenn es eine Undichtigkeit gibt, dann muß der Kraftstoffdruck innerhalb der Abgabekammer 15 größer sein als innerhalb der Drillbohrung 17, und so wird die Dichtung vergrößert.
4 zeigt eine weitere alternative Anordnung, wobei in der Anordnung von 4 die Hülse 18 weggelassen ist. Anstelle die Hülse 18 vorzusehen, die die Stufe 19 bildet, ist die Drillbohrung 17 so geformt, dass sie den Kanal und die Stufe 19 bildet. Um den Zusammenbau einer solchen Anordnung zu ermöglichen, wird die zweite Ventilnadel 20 in günstiger Weise aus einem Material und in einer solchen Form konstruiert, dass sie ausreichend zusammendrückbar ist, um es möglich zu machen, dass ihr vergrößerter Endbereich 20b zusammengedrückt und durch die Drillbohrung 17 zu deren vergrößertem, geschlossenem Ende gedrückt wird, wobei der vergrößerte Bereich 20b dann in einem solchen Ausmaß expandiert, das ausreicht, um die Bewegung der zweiten Nadel 20 relativ zur ersten Nadel 13 zu begrenzen. Es sollte klar sein, dass der vergrößerte Bereich 20b der zweiten Nadel 20 keinen kreisförmigen Querschnitt besitzen muß, und wenn nach Abschluss des Zusammenbaus der vergrößerte Bereich 20b der zweiten Nadel 20 nicht exakt seine ursprüngliche Form wiedererhält, ist dies kaum von Bedeutung.
In jeder der hier voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der vergrößerte Bereich 20b der zweiten Nadel 20 günstigerweise so geformt, dass sichergestellt ist, dass die Verbindung zwischen dem geschlossenen Ende der Drillbohrung 17 und dem Teil des Kanals mit geringerem Durchmesser aufrecht erhalten bleibt, wenn der vergrößerte Bereich 20b an der Stufe 19 angreift.
Jede der hier voranstehend beschriebenen Ausführungsformen kann durch Einbeziehen einer zusätzlichen Ventilnadel, die innerhalb einer in der zweiten Ventilnadel 20 ausgebildeten Bohrung gleiten kann, abgewandelt werden, wobei die zusätzliche Ventilnadel mit einem entsprechenden Sitz zusammenwirken kann, um die Einspritzung von Kraftstoff durch eine Gruppe dritter Auslassöffnungen zu steuern. Und in der Tat könnten auf Wunsch auch noch weitere Ventilnadeln vorgesehen sein.
In der in 5 dargestellten Abwandlung ist eine Beilegscheibe 23 am geschlossenen Ende der Bohrung 17 angeordnet, wobei eine Feder 24 an die Beilegscheibe 23 anstößt. Die Feder 24 ist zwischen der Beilegscheibe 23 und einer Endfläche einer inneren Ventilnadel 20 eingespannt. Die Feder 24 spannt die innere Ventilnadel 20 in Richtung einer Stellung, in der eine Endfläche der inneren Ventilnadel 20 mit der Sitzfläche 12 zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen einer stromabwärts des ersten Sitzes 14 angeordneten Kammer 25 und einer stromabwärts des zweiten Sitzes 21 angeordneten Kammer 26 zu steuern. Eine zweite Auslassöffnung 22 steht mit der Kammer 26 in Verbindung. Es sollte klar sein, dass auf Wunsch eine Mehrzahl solcher zweiten Auslassöffnungen 22 vorgesehen sein kann, wobei jede Auslassöffnung 22 mit der Kammer 26 in Verbindung steht.
Die Feder 24 stellt sicher, dass die innere Nadel 20 in Anlage mit der Sitzfläche 12 gehalten wird, während die äußere Nadel 13 an der Sitzfläche 12 angreift und während sie nur um ein kleines Wegstück (weniger als der Abstand 27 in 5) davon beabstandet ist.
Obwohl gemäß der voranstehenden Beschreibung die innere Ventilnadel 20 mit Hilfe einer Schraubendruckfeder 24 gegen die zweite Sitzlinie 21 gespannt ist, sollte klar sein, dass jede beliebige andere Art einer elastischen Spannanordnung eingesetzt werden könnte. Es sollte ebenfalls klar sein, dass auf Wunsch die innere Ventilnadel 20 selbst mit einer Bohrung ausgestattet sein kann, in der eine weitere Ventilnadel hin- und her bewegt werden kann, um die Abgabe von Kraftstoff durch eine oder mehrere Auslassöffnungen oder Gruppen von Auslassöffnungen zu steuern.
Es sollte klar sein, dass jede der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen eine Feder beinhalten könnte.
Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 wird ein alternatives Kraftstoffeinspritzventil beschrieben, das einen Düsenkörper 10 aufweist, der mit einer geschlossenendigen Bohrung ausgestattet ist, die in Nachbarschaft zu ihrem geschlossenen Ende eine kegelstumpfförmige Oberfläche 12 aufweist. Eine erste, äußere Ventilnadel 13 ist innerhalb der Bohrung 11 hin- und her bewegbar und ist so ausgestaltet, dass sie innerhalb der Bohrung 11 eine gleitende Bewegung ausführen kann.
Die erste Ventilnadel 13 ist so geformt, dass sie an der Oberfläche 12 zur Anlage gelangen kann, wobei die Oberfläche 12 einen ersten Sitz 14 bildet, mit dem die erste Ventilnadel 13 zur Anlage gelangen kann, um die Verbindung zwischen einer Abgabekammer 15, die zwischen der ersten Ventilnadel 13 und der Bohrung 11 ausgebildet ist, und einer ersten, stromabwärts des Sitzes 14 angeordneten Gruppe von Kraftstoff-Auslässen 16 (von denen nur einer gezeigt ist) zu steuern.
Die erste Ventilnadel 13 kann unter der Steuerung einer geeigneten Steueranordnung (nicht gezeigt) innerhalb der Bohrung 11 hin- und herbewegt werden, wobei die Steueranordnung die Wegstrecke, über die sich die erste Ventilnadel 13 weg vom ersten Sitz 14 bewegen kann, steuert. Die Steueranordnung kann beispielsweise eine piezoelektrische Betätigungsanordnung umfassen, die ein piezoelektrisches Betätigungselement oder einen solchen Stapel aufweist, das/der mit einem Kolbenelement zusammenwirkt, um den Flüssigkeitsdruck innerhalb einer Steuerkammer zu steuern. Eine solche Steueranordnung wäre einem Fachmann auf diesem Gebiet vertraut. Das Einspritzventil umfasst außerdem eine zweite, innere Ventilnadel 20, die innerhalb eines in der Ventilnadel 13 ausgebildeten und von diesem begrenzten Kanals 17 gleiten kann. Die zweite Ventilnadel 20 ist an ihrem Ende, das mit der Oberfläche 12 zusammenwirken kann, so gestaltet, dass sie dort eine kegelstumpfförmige Form besitzt. Die Oberfläche 12 bildet einen Sitz, an dem die zweite Ventilnadel 20 zur Anlage kommen kann, um die Zufuhr von Kraftstoff zu einer zweiten Gruppe von Kraftstoff Auslässen (von denen nur einer gezeigt ist) zu steuern. Der Kanal 17 unterscheidet sich von einigen der voranstehend beschriebenen Anordnungen dadurch, dass er in Richtung der kegelstumpfförmigen Oberfläche einen Bereich 17a mit relativ geringem Durchmesser und einem Bereich 17b mit größerem Durchmesser aufweist, wobei der Übergang von dem Bereich 17a mit relativ geringem Durchmesser zu dem Bereich 17b mit größerem Durchmesser eine Schulter oder Stufe 19 im Kanal 17 bildet.
Die zweite Ventilnadel 20 ist mit vier sich nach unten erstreckenden, flexiblen Elementen 28 ausgestattet (von denen in den 6 bis 8 nur zwei gezeigt sind), die umfänglich rund um die zweite Ventilnadel 20 angeordnet und von ihr beabstandet sind.
Die flexiblen Elemente 28 kann man erzeugen, indem man Schlitze oder Öffnungen 29 in der zweiten Ventilnadel 20 ausformt, derart, dass die flexiblen Elemente 28 einen integralen Teil der zweiten Ventilnadel 20 bilden. Günstigerweise wird ein schmaler Spalt zwischen den flexiblen Elementen 28 der zweiten Ventilnadel 20 und dem Kanal 17 ausgebildet, damit Kraftstoff zum oder vom geschlossenen Ende des Kanals 17 fließen kann und damit die zweite Ventilnadel 20 daran hindert, infolge der Bildung einer hydraulischen Sperre in irgend einer der jeweils möglichen Stellungen relativ zur ersten Ventilnadel 13 hängen zu bleiben.
Die flexiblen Elemente 28 sind zwischen einem ersten, undeformiertem Zustand und einem zweiten, deformierten Zustand verformbar, wobei die flexiblen Elemente natürlicherweise den undeformierten Zustand annehmen. Bei der Betrachtung von 8 kann man erkennen, dass die flexiblen Elemente 28 im undeformierten Zustand eine Stufe 30 auf der Außenfläche der zweiten Ventilnadel 20 ergeben.
Um das Kraftstoffeinspritzventil zusammenzubauen, können die flexiblen Elemente 28 nach innen gebogen werden, so dass sie den deformierten Zustand annehmen, wodurch die Stufe 30 an der Außenfläche der zweiten Ventilnadel 20 entfernt oder so weitgehend verringert wird, dass die zweite Ventilnadel 20 durch den Bereich 17a mit verringertem Durchmesser in den Kanal 17 eingesetzt werden kann. Wenn die flexiblen Elemente 28 die Stufe 19 im Kanal 17 erreicht haben, biegen sie sich nach außen in den Bereich 17b mit vergrößertem Durchmesser hinein und kehren damit in ihren undeformierten Zustand zurück. Die flexiblen Elemente 28 dienen daher dazu, die Bewegung der zweiten Ventilnadel 20 innerhalb des Kanals 17 zu beschränken, und das ist eine Folge des Angriffs der Stufe 30, die von den flexiblen Elementen 28 in ihrem undeformierten Zustand gebildet wird, an der Stufe 19 im Kanal 17.
Der Betrieb des Kraftstoffeinspritzventils erfolgt wie hier voranstehend beschrieben und wird daher nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben.
In der in den 6 bis 8 gezeigten Darstellung ist die zweite Ventilnadel 20 vor dem Beginn der Einspritzung frei in ihrer Bewegung und kann eine Stellung einnehmen, in der sie vom Sitz 21 beabstandet ist. Unter solchen Umständen kann es auf den Beginn der Bewegung der ersten Ventilnadel 13 hin einen kurzen Zeitraum geben, währenddessen Kraftstoff durch die zweite Gruppe von Kraftstoff-Auslässen 22 stromabwärts des zweiten Sitzes 21 eingespritzt wird. Obwohl der Druckabfall quer über die zweite Ventilnadel 20 hinweg schließlich zu einer Bewegung der zweiten Ventilnadel 20 in Anlage mit dem zweiten Sitz 21 führt, kann eine anfängliche Einspritzung durch die zweite Gruppe von Kraftstoffauslässen 22 unerwünscht sein.
Dieser Nachteil kann dadurch abgemildert werden, dass eine Feder im oberen Ende des Kanals 17 angeordnet wird, um die zweite Ventilnadel 20 elastisch bzw. federnd gegen den zweiten Sitz 21 zu spannen, wie es beispielsweise in 5 dargestellt ist. Das Vorspannen der zweiten Ventilnadel 20 in Richtung des zweiten Sitzes stellt sicher, dass sich nach dem Beginn der Bewegung der ersten Ventilnadel 13 weg von dem ersten Sitz 14 die zweite Ventilnadel 20 in Anlage mit dem zweiten Sitz 21 befindet. Eine unerwünschte Abgabe von Kraftstoff durch die zweite Gruppe von Kraftstoff-Auslässen 22 wird dadurch vermieden.
Alternativ kann, unter Bezugnahme auf die 9 bis 11, die innere Ventilnadel 20 an ihrem oberen Ende mit einem oberen Körperteil 31 ausgestattet sein, in welchem Schlitze oder Öffnungen 32 derart ausgebildet sind, dass der obere Körperteil 31 die Wirkung einer Feder besitzt. Die zweite Ventilnadel 20 weist daher integral ausgebildete elastische Spannmittel zum federnden Spannen der zweiten Ventilnadel 20 in Richtung des zweiten Sitzes 21 auf. Dies hat den Vorteil, dass das Kraftstoffeinspritzventil eine verringerte Anzahl von Teilen aufweist, wobei das integrale Ausbilden der Feder im oberen Körperteil 31 die Notwendigkeit beseitigt, dass eine separate Feder innerhalb des Kanals 17 angeordnet sein muß.
Das Volumen an Material, das vom oberen Körperteil 31 der zweiten Ventilnadel 20 entfernt wird, um die Öffnungen 32 auszubilden, wird vorzugsweise minimal gehalten, um das Totvolumen oberhalb der zweiten Ventilnadel 20 möglichst klein zu halten und dadurch die Leistung des Kraftstoffeinspritzzyklus zu optimieren. Insbesondere sollte die Geometrie der Öffnungen 32 vorzugsweise derart sein, dass Spannungen in der zweiten Ventilnadel 20 minimiert werden und eine ausreichende Formstabilität der Ventilnadel 20 aufrechterhalten bleibt. Eine geeignete Geometrie ist in den 9 bis 11 gezeigt, bei der die Öffnungen 32 abwechselnd an den Seiten der inneren Ventilnadel 20 entlang der Länge des oberen Körperteils 31 ausgebildet werden. Die Öffnungen 32 können im oberen Körperteil 31 mit Hilfe eines Drahterosionsverfahrens ausgebildet werden.
Es sollte klar sein, dass eine beliebige Anzahl von flexiblen Elementen 28 beabstandet rund um die zweite Ventilnadel 20 angeordnet sein können, und dass die Anzahl nicht auf vier begrenzt sein muß. Die flexiblen Elemente müssen jedoch ausreichend steif sein, um sicherzustellen, dass nach einer Bewegung der ersten Ventilnadel 13 weg von dem Sitz 14 das Zusammentreffen der Stufe 19 des Kanals 17 und der flexiblen Elemente 28 der zweiten Ventilnadel 20 eine Bewegung verleiht, durch die sich die zweite Ventilnadel weg von dem zweiten Sitz 21 bewegt.
Die unter Bezugnahme auf die 6 bis 11 beschriebenen Ausführungsformen können dadurch verändert werden, dass sie eine oder mehrere zusätzliche Ventilnadeln umfassen, die innerhalb von in der zweiten, inneren Ventilnadel ausgebildeten Bohrungen verschieblich angeordnet sind, wobei die zusätzlichen Ventilnadeln mit entsprechenden Sitzen zusammenwirken können, um die Einspritzung von Kraftstoff durch weitere Gruppen von Kraftstoff-Auslässen zu steuern.
In der in 12 dargestellten Anordnung ist eine Querbohrung 33 in der äußeren Ventilnadel 13 ausgebildet, und ein Stift 34 ist innerhalb der Querbohrung 33 angeordnet. Die innere Ventilnadel 20 besitzt einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als derjenige des Kanals oder der Bohrung 17, und umfasst in Nachbarschaft zu ihrem oberen Ende einen Schlitz 35, durch den sich der Stift 34 erstreckt.
Das Einspritzventil kann unter Einsatz einer beliebigen geeigneten Steuertechnik gesteuert werden, die während des Betriebs die Steuerung der Wegstrecke ermöglicht, um die sich die äußere Ventilnadel 13 weg vom kegelstumpfförmigen Bereich der Bohrung 11 bewegt. Beispielsweise kann die Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 unter Einsatz einer geeigneten piezoelektrischen Betätigungsanordnung gesteuert werden.
Im Betrieb, wenn die Einspritzung beginnen soll, lässt man die Ventilnadel 13 sich weg von dem Sitz bewegen, was es möglich macht, dass Kraftstoff von der Kammer 15 zur ersten Gruppe von Auslassöffnungen 16 fließen kann. Während dieses Betriebszustands des Einspritzventils kann Kraftstoff zwischen der inneren und der äußeren Nadel fließen, um den Kraftstoffdruck innerhalb der Bohrung 17, der auf die obere Endfläche der inneren Ventilnadel 20 einwirkt, auf einem ausreichend hohen Wert zu halten, dass sichergestellt ist, dass die innere Ventilnadel 20 in Anlage mit dem Sitz verbleibt und damit die Einspritzung durch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 verhindert wird. Solange sich die äußere Ventilnadel 13 nur über eine geringe Wegstrecke hinweg bewegt, bewegt sich die inneren Ventilnadel 20 nicht, und daher tritt keine Einspritzung durch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 auf. Wenn sich jedoch die äußere Ventilnadel 13 über eine vorgegebene Stellung hinaus bewegt, dann erreicht der Stift 34 das obere Ende des Schlitzes 35, und jede weitere Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 wird durch den Stift 34 auf die innere Ventilnadel 20 übertragen, wodurch die inneren Ventilnadel 20 weg von dem Sitz bewegt wird, um eine Abgabe von Kraftstoff durch beide, die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 und die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22, zu ermöglichen.
Wenn die Einspritzung beendet werden soll, sofern eine Bewegung der inneren Ventilnadel 20 stattgefunden hat, dann sollte klar sein, dass sich die innere Ventilnadel 20 in Anlage mit dem Sitz bewegt, bevor die äußere Ventilnadel 13 an ihrem Sitz zur Anlage kommt. Dies führt dazu, dass sichergestellt ist, dass während nachfolgender Einspritzungen der anfängliche Teil der Einspritzung nur durch die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 erfolgt.
Der Stift 34 befindet sich in im wesentlichen flüssigkeitsdichter Abdichtung innerhalb der Drillbohrung 33, woraus sich ableiten lässt, dass dann, wenn die äußere Ventilnadel 13 an ihrem Sitz anliegt, Kraftstoff nicht durch die Auslassöffnungen fließen kann. Der Stift 34 kann einen reibschlüssigen Sitz innerhalb der Drillbohrung 33 haben, oder er kann in seine Stellung geschweißt sein. Alternativ kann der Stift, wie es in 13 gezeigt ist, nach Einsatz in die Drillbohrung 33 deformiert werden, um den Stift 34 in seiner Stellung zu halten und sicherzustellen, dass eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Stift 34 und der äußeren Ventilnadel 13 gebildet wird. Wie in 13 gezeigt ist, besitzt die Drillbohrung 33 einen ungleichförmigen Durchmesser, wenn eine Deformation des Stiftes 34 stattfinden soll.
14 zeigt eine weitere Abwandlung, in der sich die Drillbohrung 33 nicht quer über den vollständigen Durchmesser der äußeren Ventilnadel 13 erstreckt, sondern kurz vor einer Seite der äußeren Ventilnadel 13 endet. Es sollte klar sein, dass das Risiko einer Leckage zwischen dem Stift 34 und der äußeren Ventilnadel 13 hierdurch verringert wird. Die Drillbohrung besitzt günstigerweise eine konische Form, wobei der Stift so gestaltet ist, dass er mit der Drillbohrung zusammenpasst. Es sollte klar sein, dass die Druckdifferenz des Kraftstoffs über den Stift hinweg das Halten des Stifts in seiner Stellung unterstützt und dass das Herstellungsverfahren vereinfacht ist.
Obwohl in den in den 12 bis 14 dargestellten Anordnungen die innere Ventilnadel einen Durchmesser besitzt, der kleiner als derjenige der Bohrung 17 ist, sollte klar sein, dass diese Durchmesser im wesentlichen gleich sein können, sofern eine oder mehrere Nuten, Furchen, Rinnen oder Abflachungen in der inneren Ventilnadel 20 vorgesehen sind, die den Fluss von Kraftstoff innerhalb der Bohrung 17 möglich machen.
15 stellt eine Ausgestaltung dar, in der der Stift weggelassen und stattdessen eine hydraulische Verbindung zwischen der inneren Ventilnadel 20 und der äußeren Ventilnadel 13 vorgesehen ist. Wie in 15 dargestellt, ist eine Kammer 36 mit einem Durchmesser, der größer als die übrige Bohrung 17 ist, zwischen der inneren und der äußeren Ventilnadel 13, 20 ausgebildet, wobei die Kammer 36 über einen Kanal 37, der zwischen der inneren und der äußeren Ventilnadel 13, 20 ausgebildet ist bzw. von diesen begrenzt wird, mit einer Stelle in Verbindung steht, die sich stromabwärts der ersten Gruppe von Auslassöffnungen 16 befindet. Innerhalb der Kammer 36 umfasst die innere Ventilnadel 20 einen Bereich 20c mit einem Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 17 ist.
Im Betrieb, nach einer über eine geringe Wegstrecke erfolgenden Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 weg von dem kegelstumpfförmigen Endteil der Bohrung 11 kann Kraftstoff entlang des Kanals 37 zur Kammer 36 fließen, wobei der Fluss von Kraftstoff zur Kammer 36 den auf die obere Außenfläche der inneren Ventilnadel 20 einwirkenden Druck auf einem ausreichend hohen Wert hält, um sicherzustellen, dass sich die Ventilnadel 20 nicht weg von ihrem Sitz bewegt. Wenn die Anhebebewegung der äußeren Ventilnadel 13 ausreichend ist, dass der Bereich 20c in die Bohrung 17 eintritt, kann, so sollte klar sein, Kraftstoff nicht länger zur Kammer 36 fließen, da die Kammer 37 verschlossen wird. Dies führt dazu, dass eine fortgesetzte Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 den Kraftstoffdruck innerhalb der Kammer 36 verringert, und es wird ein Punkt erreicht, jenseits dessen sich die innere Ventilnadel 20 weg von dem kegelstumpfförmigen Sitz bewegen kann, um eine Einspritzung von Kraftstoff durch sowohl die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 als auch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 zu ermöglichen.
Wie bei den in den 12 bis 14 gezeigten Anordnungen kehrt während der Beendigung der Einspritzung dann, wenn sich die inneren Ventilnadel 20 weg von ihrem Sitz angehoben hatte, die innere Ventilnadel 20 in Anlage mit dem Sitz zurück, bevor die äußere Ventilnadel 13 in ihre Geschlossenstellung zurückkehrt. Dies hat zur Folge, dass sichergestellt ist, dass bei nachfolgenden Einspritzungen der anfängliche Teil der Einspritzung ausschließlich durch die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 erfolgt.
16 stellt eine Anordnung dar, in der die innere Ventilnadel 20 innerhalb der in der äußeren Ventilnadel 13 ausgebildeten Bohrung 17 gleiten kann und mit dieser eine Kammer 38 bildet, die über eine im oberen Teil der inneren Ventilnadel 20 ausgebildete Drillbohrung 39 und eine Drillbohrung 40 mit verengtem Durchmesser mit einem Teil der Bohrung 11 in Verbindung steht, der sich stromabwärts der ersten Gruppe von Auslassöffnungen 16 befindet. Es sollte daher klar sein, dass das Ausmaß, mit dem Kraftstoff zu der Kammer 38 fließen kann, während des Betriebs beschränkt ist. Dies hat zur Folge, dass im Betrieb dann, wenn die Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 weg von dem Sitz mit relativ geringer Geschwindigkeit erfolgt, Kraftstoff in ausreichendem Umfang zur Kammer 38 fließen kann, um den Kraftstoffdruck darin auf einem ausreichend hohen Wert zu halten, um sicherzustellen, dass sich die innere Ventilnadel 20 nicht weg von dem Sitz bewegt. Wenn jedoch die Geschwindigkeit, mit der sich die äußere Ventilnadel 13 bewegt, größer als ein vorgegebener Wert ist, wird es nicht möglich sein, dass Kraftstoff in ausreichend hohem Ausmaß zur Kammer 38 fließt, um den Druck darin auf einem Wert zu halten, der ausreichend ist, um die Einspritzung durch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 zu vermeiden, und die innere Ventilnadel 20 wird sich statt dessen weg von dem Sitz anheben, was es möglich macht, dass Kraftstoff sowohl durch die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 als auch durch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 abgegeben wird.
Am Ende der Einspritzung, wenn eine Bewegung der inneren Ventilnadel 20 erfolgt ist, wird die innere Ventilnadel 20, so sollte klar sein, in Anlage mit dem Sitz zurückkehren, bevor die äußere Ventilnadel 13 in ihre Geschlossenstellung zurückkehrt.
Erkennbar ist die Anordnung der 16 so gestaltet, dass eine Bewegung der inneren Ventilnadel 20 von der Geschwindigkeit der Bewegung der äußeren Ventilnadel 13 abhängt, und dies kann durch den Einsatz einer geeigneten Betätigungsanordnung gesteuert werden.
Während der Einspritzung, wenn sich die innere Ventilnadel 20 weg von dem Sitz gehoben hat, dann wird, weil Kraftstoff weiterhin zur Kammer 38 fließen kann, die innere Ventilnadel 20 nach und nach in Richtung ihres Sitzes zurückkehren. Dies führt dazu, dass dann, wenn die Einspritzdauer länger als eine vorgegebene Dauer ist, der letzte Teil der Einspritzung nur durch die erste Gruppe von Auslassöffnungen 16 erfolgt.
17 stellt eine Anordnung dar, die auf ähnliche Weise wie die in 16 dargestellte arbeitet; aber anstelle der Anordnung des verengten Kraftstoff-Durchflusswegs 40 in der inneren Ventilnadel 20 ist dieser in der äußeren Ventilnadel 13 angeordnet. Da in einer solchen Anordnung die Kammer 38 direkt aus der Kammer 15 mit Kraftstoff beaufschlagt wird und nicht von der Stellung der äußeren Ventilnadel 13 abhängig ist, ist es wünschenswert, den Durchtritt von Kraftstoff zwischen der inneren und der äußeren Ventilnadel 13, 20 auf einen Minimalwert senken zu können, und dies kann dadurch erreicht werden, dass im oberen Teil der Ventilnadel 20 eine Ausnehmung 41 vorgesehen ist, wobei diese Ausnehmung 41 eine Deformation der inneren Ventilnadel 20 erlaubt, die die innere Nadel 20 weitet, was die Größe eines möglicherweise vorhandenen Spalts zwischen der inneren und der äußeren Nadel 13, 20 verringert.
Obwohl die voranstehende Beschreibung nahe legt, dass die verschiedenen Ausführungsformen für den Gebrauch zusammen mit piezoelektrischen Betätigungsanordnungen geeignet sind, sollte klar sein, dass die Einspritzventile auch unter Einsatz einer alternativen Betätigungsanordnung betätigt werden können. In den Ausführungsformen der 1 bis 15 ist die Steuerung der Einspritzung durch die zweite Gruppe von Auslassöffnungen 22 abhängig von der Gesamt-Wegstrecke, über die sich die äußere Ventilnadel 13 abhebt, und in den Anordnungen der 16 und 17 ist sie abhängig von der Geschwindigkeit oder dem Ausmaß der Abhebebewegung der äußeren Ventilnadel 13, und die Betätigungseinrichtung sollte dementsprechend gewählt werden.

Claims

Kraftstoffeinspritzventil, umfassend eine erste, äußere Ventilnadel (13), eine zweite, innere Ventilnadel (20), die innerhalb eines in der ersten Nadel (13) angeordneten Kanals (17) bewegbar ist, und ein lastübertragendes Mittel mit einer mit der ersten Nadel (13) in Verbindung stehenden Schulter (19), wobei die Schulter (19) mit der zweiten Nadel (20) zusammenwirken kann, wenn die erste Nadel (13) eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat, derart, dass die Bewegung der ersten Nadel (13) auf die zweite Nadel (20) übertragen werden kann, wobei die Schulter (19) durch die Außenfläche einer innerhalb des Kanals (17) angeordneten Hülse (18) gebildet wird.
Einspritzventil nach Anspruch 1, worin die zweite Nadel (20) einen Bereich mit vergrößertem Durchmesser umfasst, der mit der Schulter (19) zur Anlage kommen kann.
Einspritzventil nach Anspruch 2, worin der Bereich mit vergrößertem Durchmesser komprimierbar ist.
Einspritzventil nach Anspruch 3, worin der Bereich mit vergrößertem Durchmesser durch mindestens ein deformierbares, flexibles Element (28) gebildet wird.
Einspritzventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Hülse (18) aus dem Kanal (17) vorsteht.
Einspritzventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die zweite Nadel (20) elastisch gegen einen Sitz gespannt ist.
Einspritzventil nach Anspruch 6, worin die zweite Nadel (20) mit Formgestaltungen (32) ausgestattet ist, die ein elastisches oder federndes Mittel zum Spannen der zweiten Nadel (20) gegen den Sitz bilden.
Einspitzventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin der Kanal (17) zumindest teilweise von einer in der ersten Nadel (13) angeordneten, geschlossenendigen Bohrung gebildet wird.
Einspritzventil nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin das lastübertragende Mittel die Bewegung der zweiten Nadel (20) relativ zur ersten Nadel (13) beschränkt.