EP1277952B1 - Injector with inwardly opening valves arranged one behind the other - Google Patents

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EP1277952B1
EP1277952B1 EP02014393A EP02014393A EP1277952B1 EP 1277952 B1 EP1277952 B1 EP 1277952B1 EP 02014393 A EP02014393 A EP 02014393A EP 02014393 A EP02014393 A EP 02014393A EP 1277952 B1 EP1277952 B1 EP 1277952B1
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EP
European Patent Office
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valve
spring
valves
spring element
fuel injector
Prior art date
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EP02014393A
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EP1277952A3 (en
EP1277952A2 (en
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Nestor Rodriguez-Amaya
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1277952A3 publication Critical patent/EP1277952A3/en
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Publication of EP1277952B1 publication Critical patent/EP1277952B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/36—Varying fuel delivery in quantity or timing by variably-timed valves controlling fuel passages to pumping elements or overflow passages
    • F02M59/366—Valves being actuated electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M57/02—Injectors structurally combined with fuel-injection pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46—Valves
    • F02M59/466—Electrically operated valves, e.g. using electromagnetic or piezoelectric operating means

Definitions

  • I-valves inward-opening valves
  • the invention relates to a fuel injector according to the preamble of Claim 1, as known for example from the document DE 19 956 598 A.
  • EP 0 823 549 A2 relates to an injector.
  • This injector comprises an injector body and a slidably received in this nozzle needle.
  • a closing spring is Press the nozzle needle into its seat.
  • a fuel supply line is provided, with which the nozzle needle in the region of a conical surface fuel is supplied in such a way that a directed against the action of the closing spring force arises.
  • With a drain valve becomes the connection between the fuel supply pipe and a drain controlled to the low pressure region of the fuel injector.
  • a control valve is the fuel pressure is controlled in a control room, partially by an area of the nozzle needle or a component recorded on it is defined.
  • the nozzle needle or the component picked up on this is oriented in such a way that at high pressure levels a force acting on the nozzle needle force is generated in the control room, the force of the Supported closing spring.
  • the drain valve and the control valve are by means of an electromagnetic Actuator, designed as a component, controlled.
  • the control valve and the End face of the nozzle needle or cooperating with this component (for example a plunger or the like) forming part of the control space are dimensioned such that that the control valve is always substantially pressure balanced.
  • the drain and the control valve are on both sides of an electromagnetic Actuator arranged one behind the other, with the strokes of drain valve and Control valve to be impressed by the electromagnetic actuator simultaneously and one another independent control of the two series-connected valves not is possible.
  • the two valve needles with an actuator - be it an electromagnet or a piezoelectric actuator - are actuated.
  • a spring pack is added, which may, for example, comprise two coil springs in parallel.
  • the Spring pack is preferred between the two valve pins of the series-connected I valves are taken while the valve needle of the actuator remote I-valve is supported by a spring element.
  • the stroke of this valve needle is smaller dimensioned than the one of this upstream valve needle. Both valve pins thus close upon actuation of the actuator due to the different reaching their respective closed position on the valve needle seats at different strokes.
  • this acts between the valve needles of the first and second I-valves arranged spring assembly as a first approximate stiff spring, so that the spring preload of the first I-valve associated spring element in a first adjusting movement of the actuator can be overcome.
  • Figure 1 is the schematic diagram of a double-I valve with stepwise Connection possibility to take.
  • a fuel injector 1 comprises a first housing part 2 and a further housing part 3, which abut against each other at a parting line 45.
  • the chosen two-part design the injector housing facilitates installation of the recorded in this one behind the other, inwardly opening valves (I-valves) 8 and 24 respectively.
  • an actuator 4 is arranged, as shown in Figure 1 as an electromagnet is formed.
  • the actuator 4 comprises a plate-shaped element 5, which on an upper end face 29 of a second valve needle 25 of the second valve 24 is included.
  • the plate 5 opposite a solenoid 6 is arranged.
  • a stroke 7 is provided between the plate 5 of the actuator 4, a stroke 7 is provided. When the magnet coil is energized 6, this stroke 7 is overcome and an actuating movement in the second valve needle 25 of the second switching valve 24 initiated.
  • first valve needle 9 of the first Valve 8 (I-valve) inserted in the second housing part 3 of the fuel injector 1 .
  • the valve needle 9 has an upper end face 10, with which protrudes into a cavity 44 in the first housing part 2.
  • first valve needle 9 with a balance piston 16th provided on the end face 18, a first spring element 19 abuts.
  • the first spring element 19 is preferably formed as a spiral spring and is supported on the second housing part 3 off.
  • the first valve needle 9 of the I-valve 8 is annular from a first chamber 13 enclosed, which acted on an inlet 20 with high pressure fuel is.
  • a valve needle seat 12 is formed below the first chamber 13 and the second chamber 14 of the first I-valve 8, from which a relief line 17 in the low pressure region branches off the fuel injector.
  • the valve seat 12 of first I-valve 8 is a housing-side valve seat 21 and a conical Section 22, the valve sealing surface of the first valve needle 9, formed.
  • the stroke which the first valve needle 9 to reach her Has to cover closed position on the valve needle seat 8, designated by reference numeral 11.
  • an annular gap 15 is in the second housing part 3 provided, which connects to the valve needle seat 12 of the first I-valve 8 and the first chamber 13 and the second chamber 14 of the first I-valve 8 connects to each other.
  • the second valve needle 25 of the second I-valve 24 received at the upper end face 29 of the solenoid 6 opposite Plate 5 is attached.
  • a balance piston 42 At the end face 29 of the second valve needle 25 opposite End of the second valve needle 25 is provided with a balance piston 42.
  • the second nozzle needle 25 of the second I-valve 24 is annular by a third chamber 26 enclosed.
  • a fourth chamber 27 encloses the second valve needle 25 of the second I-valve 24 above the formed on the second valve needle 25 balance piston 42.
  • a Valve needle seat 31 is formed between the third chamber 26 and the fourth chamber 27 .
  • the valve needle seat 31 runs on the housing side into an annular gap 28, which is closed when the second valve needle 25 is closed.
  • a conically extending valve sealing surface 32 is formed, in the region of the valve needle seat 31, a housing-side, i. on the first housing part 2 trained valve seat surface 33 is opposite.
  • the second valve needle 25 of the second I-valve 24 sets a designated by reference numeral 36 stroke within the first housing part 2 of the injector 1 back.
  • the third chamber 26 of the second I-valve is via an inlet 23 and 20 with a fuel source not shown here while the fourth chamber 27 of the second I-valve 24 is a relief line 34, via which the fourth chamber 27 with the low pressure area - here not shown in detail - the fuel injector 1 is in communication.
  • a second spring element 37 is received between the first valve needle 9 assigning end face 30 of the second valve needle 25 and the end face 10 of the first valve needle 9, a second spring element 37 is received.
  • the second spring element 37 is inserted into the cavity 44 of the first housing part 2 recessed disc-shaped configured spring plate 35 enclosed.
  • the Spring plate 35 is supported with its upper annular surface at the boundary of the cavity 44 in the first housing part 2 from.
  • a third spring element is supported 38, which encloses the second spring element 37.
  • the in the presentation according to Figure 1 in the cavity 44 in the first housing part 2 embedded spring elements 37 and 38 form a spring assembly of two parallel in this case spiral springs.
  • the second valve needle 25 in the first housing part 2 acts on the end face 10 of the first valve needle 9 of the first I-valve 8 acting second spring element 37 of the spring assembly in the cavity 44 in the first approximation as a stiff spring, so that the first valve needle 9 of the first I-valve according to their stroke 11 enters their valve needle seat 12 and this through Plant the seats 21 and 22 closes.
  • the rigidity of the second spring element 37 is dimensioned much higher than the spring stiffness of the balance piston 16 of the first valve needle 9 supporting the first spring element 19, which in turn in the second housing part 3 is supported.
  • the end face 30 of the balance piston 42 of the second valve needle 25 thus moves to the inner, from the second Spring element 37 passed through hole or its edge, until the end face 30 of the Balancing piston 42 on the spring plate 35 applies.
  • the actuating force generated on the actuator 4 acts on the second valve needle 25 now both the spring force of the second spring element 37 and the spring force of the spring plate 35 in the cavity 44 supporting the third spring element 38.
  • the imprinted on the second valve needle seat 31 throttling so be varied that only the least amounts of fuel from the third chamber 26 of the second I-valve 24 flow into the inlet 20 toward the nozzle.
  • the seat cross-section which is the connection of the third chamber 26 and the chamber 27th creates, is of the producible by the actuator 4 and the counteracting force Force of Fenderwovenes 37 and 38 in the cavity of the first housing part 2 and the force of the spring 19 in the cavity lower housing part 3 dependent. It can be with realize the selected embodiment smallest strokes, which in turn represent favorable injection quantities, which in the combustion chamber of a Internal combustion engine optimally utilized depending on the prevailing combustion phase can be.
  • Figure 1.1 shows an embodiment of an arrangement of a double-I valve within a housing.
  • an actuator 4 is arranged, which is analogous to Representation in Figure 1 is designed as an electromagnet.
  • the actuator 4 comprises a plate-shaped Element 5, which acts on a pressure pin.
  • the dish-shaped element 5 opposite, a magnetic coil 6 is arranged.
  • the solenoid 6 is energized, the plate-shaped element 5 bridges the plate stroke 7 to the magnetic coil 6, whereby the pressure pin associated with the plate-shaped element 5 a vertical downward movement is impressed.
  • the first valve needle 9 comprises a balance piston 16 through a spring assembly of spring elements 37 and 38 supported on its lower end face 18.
  • the end face 18 of the first valve needle 9 is directly by the second spring element 37 supported, wherein a recessed into the cavity 44 spring plate 35 on its underside is supported by the third spring element 38.
  • the two spring elements 37 and 38th are supported on the support surface 40 of the cavity 44 in the housing.
  • the valve needle seat 12 of the first I-valve 8 is analogous to the valve needle seat of the first I-valve 8 according to the Procure representation in Figure 1.
  • FIG Figure 1 24 as shown in FIG Figure 1 is the second I-valve 24 opposite to the first I-valve in the first housing part 2, i. upside down, oriented.
  • the valve needle seat 31 of the second I-valve is rotated to the valve needle seat 31 of the second I-valve 24 as shown in FIG 1 formed in the local first housing part 2.
  • a disc-shaped configured element 46 This is formed in a diameter that the outer diameter the first and the second valve needle 9 and 25 exceeds.
  • the as a separator acting disc-shaped element 46 is enclosed by a space which is bounded by the wall of an inner bore of a ring 47.
  • the chambers 13 associated respectively with the first I-valve 8 and the second I-valve 24 or 26 may downstream of receiving a volume diverted from both chambers Bore be merged within the housing.
  • Figure 2 shows the spring force, plotted on the stroke paths of the first and second I-valve in the two-part configured housing of the injector.
  • valve needles 9 and 25 realized via a Fedemaptode as stiff spring are connected so that both valve needles 9 and 25 with an actuator 4 can be operated.
  • Both valve needles 9 and 25 are equipped with different strokes 36 and 11, wherein the valve springs 9 and 25 associated spring elements, ie, the first spring element 19 and the second and the third spring element 37 and 38 of the cavity 44 of the first housing part Have 2 different spring characteristics.
  • the first spring element has a spring characteristic c 1 , which is smaller than the spring characteristic c 2 of the second spring element 37 in the cavity 44.
  • the first spring element 19 and the second spring element 37 of the spring assembly are biased with the same biasing force. This point is denoted by "1" in the diagram according to FIG.
  • 9 and the second valve needle 25 and the design of the third spring element 38, which the spring plate 35 is acted upon in the interior of the cavity 44 can between the positions 5 and 6 according to the diagram in Figure 2 by a suitable control of the actuator very small remaining stroke can be adjusted, resulting in the desired throttling and thus an injection course formation according to the progress of the combustion in the Can achieve combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the injection quantity with closed first I-valve 8 exclusively by the throttling on the valve seat 31 of the second valve needle 25 of the second I-valve 24 in the first housing part 2 of the fuel injector 1 dependent.

Description

Technisches GebietTechnical area

Bei direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen werden Pumpendüsen- bzw. Pumpen-Leitung-Düse-Einspritzsysteme eingesetzt. An diesen Kraftstoffeinspritzsystemen können I-Ventile (nach innen öffnende Ventile) eingesetzt werden, die sich durch eine hohe Betriebsstabilität auszeichnen. Neben einer hohen Betriebsstabilität ist außerdem eine Formung des Einspritzverlaufes von Bedeutung, um den Ablauf der Verbrennung im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine hinsichtlich der Russbildung und der HC-Bildung zu optimieren. Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie beispielsweise aus der Druckschrift DE 19 956 598 A bekannt.In direct injection internal combustion engines, pump nozzle and pump line nozzle injection systems are used used. At these fuel injection systems I-valves (inward-opening valves) can be used, which are characterized by a high Distinguish operational stability. In addition to a high operational stability is also a Shaping the course of injection of importance to the course of combustion in the Combustion chamber of an internal combustion engine with regard to soot formation and HC formation to optimize. The invention relates to a fuel injector according to the preamble of Claim 1, as known for example from the document DE 19 956 598 A.

Stand der TechnikState of the art

EP 0 823 549 A2 betrifft einen Injektor. Dieser Injektor umfasst einen Injektorkörper und eine verschiebbar in diesem aufgenommene Düsennadel. Mittels einer Schließfeder wird die Düsennadel in ihren Sitz gedrückt. Es ist eine Kraftstoffversorgungsleitung vorgesehen, mit der der Düsennadel im Bereich einer konischen Fläche Kraftstoff derart zugeführt wird, dass eine gegen die Wirkung der Schließfeder gerichtete Kraft entsteht. Mit einem Ablaufventil wird die Verbindung zwischen der Kraftstoffversorgungsleitung und einem Ablauf zum Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors gesteuert. Mittels eines Steuerventils wird der Kraftstoffdruck in einen Steuerraum gesteuert, der teilweise von einer Fläche der Düsennadel oder ein daran aufgenommenen Komponente definiert ist. Die Düsennadel bzw. die an dieser aufgenommene Komponente ist derart orientiert, dass bei hohem Druckniveau im Steuerraum eine auf die Düsennadel wirkende Kraft erzeugt wird, die die Kraft der Schließfeder unterstützt. Das Ablaufventil und das Steuerventil werden mittels eines elektromagnetischen Aktors, ausgebildet als ein Bauteil, gesteuert. Das Steuerventil und die Stirnfläche der Düsennadel oder die mit dieser zusammenwirkende Komponente (zum Beispiel ein Stößel oder dergleichen), die einen Teil des Steuerraums bilden, sind derart dimensioniert, dass das Steuerventil jederzeit im wesentlichen druckausgeglichen ist. EP 0 823 549 A2 relates to an injector. This injector comprises an injector body and a slidably received in this nozzle needle. By means of a closing spring is Press the nozzle needle into its seat. A fuel supply line is provided, with which the nozzle needle in the region of a conical surface fuel is supplied in such a way that a directed against the action of the closing spring force arises. With a drain valve becomes the connection between the fuel supply pipe and a drain controlled to the low pressure region of the fuel injector. By means of a control valve is the fuel pressure is controlled in a control room, partially by an area of the nozzle needle or a component recorded on it is defined. The nozzle needle or the component picked up on this is oriented in such a way that at high pressure levels a force acting on the nozzle needle force is generated in the control room, the force of the Supported closing spring. The drain valve and the control valve are by means of an electromagnetic Actuator, designed as a component, controlled. The control valve and the End face of the nozzle needle or cooperating with this component (for example a plunger or the like) forming part of the control space are dimensioned such that that the control valve is always substantially pressure balanced.

Gemäß dieser Lösung sind das Ablauf- und das Steuerventil beidseits eines elektromagnetischen Aktuators hintereinanderliegend angeordnet, wobei die Hübe von Ablaufventil und Steuerventil vom elektromagnetischen Aktor gleichzeitig aufgeprägt werden und eine voneinander unabhängige Ansteuerung der beiden hintereinandergeschalteten Ventile nicht möglich ist.According to this solution, the drain and the control valve are on both sides of an electromagnetic Actuator arranged one behind the other, with the strokes of drain valve and Control valve to be impressed by the electromagnetic actuator simultaneously and one another independent control of the two series-connected valves not is possible.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Mit der erfindungsgemäßen Lösung nach Anspruch 1 lassen sich an einem Injektor nach innen öffnende Ventile (I-Ventile) derart hintereinanderschalten, dass eine Einspritzverlaufsformung durch eine Querschnittsdrosselung bei einem Zwischenschaltzustand realisiert werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich sehr kleine Hübe einstellen, mit denen sich wiederum sehr kleine Einspritzmengen zu bestimmten Phasen der Einspritzung in Anpassung an den im Brennraum ablaufenden Verbrennungsverlauf erzielen lassen.With the solution according to the invention according to claim 1 can be opened at an injector inwardly Valves (I-valves) connect in series such that an injection course forming by a cross-sectional throttling can be realized in an intermediate switching state. With The solution according to the invention can be set very small strokes with which again very small injection quantities at certain stages of the injection in adaptation can be achieved at the running in the combustion chamber combustion process.

Durch das Hintereinanderschalten zweier I-Ventile können deren beiden Ventilnadeln mit einem Aktor - sei es ein Elektromagnet oder ein Piezoaktor - betätigt werden. Zwischen den beiden Ventilnadeln der hintereinandergeschalteten I-Ventile ist ein Federpaket aufgenommen, welches zum Beispiel zwei Spiralfedern in Parallelschaltung umfassen kann. Das Federpaket wird bevorzugt zwischen den beiden Ventilnadeln der in Reihe hintereinandergeschalteten I-Ventile aufgenommen, während die Ventilnadel des dem Aktor entfernt liegenden I-Ventils von einem Federelement abgestützt ist. Der Hub dieser Ventilnadel ist geringer bemessen als derjenige, der dieser vorgeschalteten Ventilnadel. Beide Ventilnadeln schließen somit bei Betätigung des Aktors aufgrund des unterschiedlichen Erreichens ihrer jeweiligen Schließposition an den Ventilnadelsitzen bei verschiedenen Hubwegen.By connecting two I-valves in series, the two valve needles with an actuator - be it an electromagnet or a piezoelectric actuator - are actuated. Between the two valve needles of the series-connected I-valves a spring pack is added, which may, for example, comprise two coil springs in parallel. The Spring pack is preferred between the two valve pins of the series-connected I valves are taken while the valve needle of the actuator remote I-valve is supported by a spring element. The stroke of this valve needle is smaller dimensioned than the one of this upstream valve needle. Both valve pins thus close upon actuation of the actuator due to the different reaching their respective closed position on the valve needle seats at different strokes.

Dementsprechend wirkt das zwischen den Ventilnadeln des ersten und des zweiten I-Ventils angeordnete Federpaket als in erster Näherung steife Feder, so dass sich die Federvorspannung des dem ersten I-Ventil zugeordneten Federelementes in einer ersten Stellbewegung des Aktors überwinden lässt. Bei weiterer Stellkrafterhöhung durch den Aktor lässt sich über die am zweiten I-Ventil vorgesehene Hubwegreserve im Bereich von dessen Ventilnadelsitz ein sehr kleiner Hubweg - je nach Ansteuerung des Aktors - realisieren, der eine Einspritzverlaufsformung durch Querschnittsdrosselung am zweiten I-Ventil gestattet, welche dem Verbrennungsfortschritt im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine durch Zumessung sehr kleiner Einspritzmengen Rechnung trägt. Während der Drosselung durch Querschnittsverengung am ersten I-Ventil bleibt das in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen hinter diesem angeordnete zweite I-Ventil in seiner geschlossenen Stellung und hat keinen Einfluss auf die Zumessung des Kraftstoffvolumens nach Schließen seiner Ventilnadel. Die Zumessung des Kraftstoffs erfolgt lediglich durch die Hubwegreserve und deren Ausnutzung am zweiten I-Ventil durch entsprechende Ansteuerung des Aktors.Accordingly, this acts between the valve needles of the first and second I-valves arranged spring assembly as a first approximate stiff spring, so that the spring preload of the first I-valve associated spring element in a first adjusting movement of the actuator can be overcome. With a further increase of the actuating force by the actuator can be over the provided on the second I-valve Hubwegreserve in the range of Valve needle seat a very small stroke - depending on the activation of the actuator - realize the allows injection course shaping by cross-sectional throttling at the second I-valve, which the combustion progress in the combustion chamber of the internal combustion engine through Metering very small injection quantities account. While throttling through Cross-sectional constriction at the first I-valve remains in the flow direction of the fuel seen behind this arranged second I-valve in its closed position and has no influence on the metering of the fuel volume after closing its valve needle. The metering of the fuel takes place only by the Hubwegreserve and their utilization at the second I-valve by appropriate control of the actuator.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Reference to the drawings, the invention will be explained in more detail below.

Es zeigt:

Figur 1
die Prinzipskizze eines Doppel-I-Ventils mit stufenweiser Zuschaltungsmöglichkeit,
Figur 1.1
eine Ausführungsvariante eines Doppel-I-Ventils mit über Kopf angeordneten Einzel-I-Ventilen und
Figur 2
die Federkraft, aufgetragen über den Hubweg des bzw. der I-Ventile.
It shows:
FIG. 1
the schematic diagram of a double-I valve with gradual connection option,
Figure 1.1
a variant of a double-I valve with overhead single-I valves and
FIG. 2
the spring force, plotted over the stroke of the I or the valves.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß Figur 1 ist die Prinzipskizze eines Doppel-I-Ventils mit stufenweiser Zuschaltungsmöglichkeit zu entnehmen.The representation of Figure 1 is the schematic diagram of a double-I valve with stepwise Connection possibility to take.

Ein Kraftstoffinjektor 1 umfasst ein erstes Gehäuseteil 2 sowie ein weiteres Gehäuseteil 3, welche an einer Trennfuge 45 aneinander anliegen. Die gewählte zweiteilige Ausführung des Injektorgehäuses erleichtert eine Montage der in diesem hintereinanderliegend aufgenommenen, nach innen öffnenden Ventile (I-Ventile) 8 bzw. 24. Im oberen Bereich des ersten Gehäuseteils 2 ist ein Aktor 4 angeordnet, der gemäß der Darstellung in Figur 1 als ein Elektromagnet ausgebildet ist. Der Aktor 4 umfasst ein tellerförmiges Element 5, welches an einer oberen Stirnfläche 29 einer zweiten Ventilnadel 25 des zweiten Ventils 24 aufgenommen ist. Dem Teller 5 gegenüberliegend ist eine Magnetspule 6 angeordnet. Zwischen dem Teller 5 des Aktors 4 ist ein Hubweg 7 vorgesehen. Bei der Erregung der Magnetspule 6 wird dieser Hubweg 7 überwunden und eine Stellbewegung in die zweite Ventilnadel 25 des zweiten Schaltventils 24 eingeleitet. A fuel injector 1 comprises a first housing part 2 and a further housing part 3, which abut against each other at a parting line 45. The chosen two-part design the injector housing facilitates installation of the recorded in this one behind the other, inwardly opening valves (I-valves) 8 and 24 respectively. In the upper area of the the first housing part 2, an actuator 4 is arranged, as shown in Figure 1 as an electromagnet is formed. The actuator 4 comprises a plate-shaped element 5, which on an upper end face 29 of a second valve needle 25 of the second valve 24 is included. The plate 5 opposite a solenoid 6 is arranged. Between the plate 5 of the actuator 4, a stroke 7 is provided. When the magnet coil is energized 6, this stroke 7 is overcome and an actuating movement in the second valve needle 25 of the second switching valve 24 initiated.

In das zweite Gehäuseteil 3 des Kraftstoffinjektors 1 ist eine erste Ventilnadel 9 des ersten Ventils 8 (I-Ventil) eingelassen. Die Ventilnadel 9 weist eine obere Stirnfläche 10 auf, mit welcher sie in einen Hohlraum 44 im ersten Gehäuseteil 2 hineinragt. Am der Stirnfläche 10 gegenüberliegenden Ende ist die erste Ventilnadel 9 mit einem Ausgleichskolben 16 versehen, an dessen Stirnfläche 18 ein erstes Federelement 19 anliegt. Das erste Federelement 19 wird bevorzugt als Spiralfeder ausgebildet und stützt sich am zweiten Gehäuseteil 3 ab. Die erste Ventilnadel 9 des I-Ventils 8 ist von einer ersten Kammer 13 ringförmig umschlossen, die über einen Zulauf 20 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagbar ist. Unterhalb der ersten Kammer 13 ist eine zweite Kammer 14 im zweiten Gehäuseteil 3 ausgebildet, von welcher eine Entlastungsleitung 17 in den Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors abzweigt. Zwischen der ersten Kammer 13 und der zweiten Kammer 14 des ersten I-Ventils 8 ist ein Ventilnadelsitz 12 ausgebildet. Der Ventilsitz 12 des ersten I-Ventils 8 wird von einer gehäuseseitigen Ventilsitzfläche 21 und einem konischen Abschnitt 22, der Ventildichtfläche der ersten Ventilnadel 9, gebildet. In der Darstellung gemäß Figur 1 ist der Hubweg, welchen die erste Ventilnadel 9 zum Erreichen ihrer Schließposition am Ventilnadelsitz 8 zurückzulegen hat, mit Bezugszeichen 11 gekennzeichnet. Unterhalb des Ventilnadelsitzes 12 ist im zweiten Gehäuseteil 3 ein Ringspalt 15 vorgesehen, der sich an den Ventilnadelsitz 12 des ersten I-Ventils 8 anschließt und die erste Kammer 13 sowie die zweite Kammer 14 des ersten I-Ventils 8 miteinander verbindet.In the second housing part 3 of the fuel injector 1 is a first valve needle 9 of the first Valve 8 (I-valve) inserted. The valve needle 9 has an upper end face 10, with which protrudes into a cavity 44 in the first housing part 2. At the frontal area 10 opposite end is the first valve needle 9 with a balance piston 16th provided on the end face 18, a first spring element 19 abuts. The first spring element 19 is preferably formed as a spiral spring and is supported on the second housing part 3 off. The first valve needle 9 of the I-valve 8 is annular from a first chamber 13 enclosed, which acted on an inlet 20 with high pressure fuel is. Below the first chamber 13 is a second chamber 14 in the second housing part 3, from which a relief line 17 in the low pressure region branches off the fuel injector. Between the first chamber 13 and the second chamber 14 of the first I-valve 8, a valve needle seat 12 is formed. The valve seat 12 of first I-valve 8 is a housing-side valve seat 21 and a conical Section 22, the valve sealing surface of the first valve needle 9, formed. In the presentation According to Figure 1 is the stroke, which the first valve needle 9 to reach her Has to cover closed position on the valve needle seat 8, designated by reference numeral 11. Below the valve needle seat 12, an annular gap 15 is in the second housing part 3 provided, which connects to the valve needle seat 12 of the first I-valve 8 and the first chamber 13 and the second chamber 14 of the first I-valve 8 connects to each other.

Im ersten Gehäuseteil 2 des Kraftstoffinjektors 1 ist die zweite Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 aufgenommen, an deren oberer Stirnseite 29 der der Magnetspule 6 gegenüberliegende Teller 5 befestigt ist. Am der Stirnseite 29 der zweiten Ventilnadel 25 gegenüberliegenden Ende ist die zweite Ventilnadel 25 mit einem Ausgleichskolben 42 versehen. Die zweite Düsennadel 25 des zweiten I-Ventils 24 ist von einer dritten Kammer 26 ringförmig umschlossen. Daneben umschließt eine vierte Kammer 27 die zweite Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 oberhalb des an der zweiten Ventilnadel 25 ausgebildeten Ausgleichskolbens 42. Zwischen der dritten Kammer 26 und der vierten Kammer 27 ist ein Ventilnadelsitz 31 ausgebildet. Der Ventilnadelsitz 31 läuft gehäuseseitig in einen Ringspalt 28 aus, der bei geschlossener zweiter Ventilnadel 25 geschlossen ist.In the first housing part 2 of the fuel injector 1, the second valve needle 25 of the second I-valve 24 received at the upper end face 29 of the solenoid 6 opposite Plate 5 is attached. At the end face 29 of the second valve needle 25 opposite End of the second valve needle 25 is provided with a balance piston 42. The second nozzle needle 25 of the second I-valve 24 is annular by a third chamber 26 enclosed. In addition, a fourth chamber 27 encloses the second valve needle 25 of the second I-valve 24 above the formed on the second valve needle 25 balance piston 42. Between the third chamber 26 and the fourth chamber 27 is a Valve needle seat 31 is formed. The valve needle seat 31 runs on the housing side into an annular gap 28, which is closed when the second valve needle 25 is closed.

An der zweiten Ventilnadel 25 ist eine konisch verlaufende Ventildichtfläche 32 ausgebildet, der im Bereich des Ventilnadelsitzes 31 eine gehäuseseitige, d.h. am ersten Gehäuseteil 2 ausgebildete Ventilsitzfläche 33 gegenüberliegt. Die zweite Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 legt einen mit Bezugszeichen 36 bezeichneten Hubweg innerhalb des ersten Gehäuseteils 2 des Injektors 1 zurück. Die dritte Kammer 26 des zweiten I-Ventils steht über einen Zulauf 23 bzw. 20 mit einer hier nicht näher dargestellten Kraftstoffquelle in Verbindung, während die vierte Kammer 27 des zweiten I-Ventils 24 eine Entlastungsleitung 34 umfasst, über welche die vierte Kammer 27 mit dem Niederdruckbereich - hier nicht näher dargestellt - des Kraftstoffinjektors 1 in Verbindung steht.At the second valve needle 25, a conically extending valve sealing surface 32 is formed, in the region of the valve needle seat 31, a housing-side, i. on the first housing part 2 trained valve seat surface 33 is opposite. The second valve needle 25 of the second I-valve 24 sets a designated by reference numeral 36 stroke within the first housing part 2 of the injector 1 back. The third chamber 26 of the second I-valve is via an inlet 23 and 20 with a fuel source not shown here while the fourth chamber 27 of the second I-valve 24 is a relief line 34, via which the fourth chamber 27 with the low pressure area - here not shown in detail - the fuel injector 1 is in communication.

Zwischen der der ersten Ventilnadel 9 zuweisenden Stirnfläche 30 der zweiten Ventilnadel 25 und der Stirnfläche 10 der ersten Ventilnadel 9 ist ein zweites Federelement 37 aufgenommen. Das zweite Federelement 37 wird von einem in den Hohlraum 44 des ersten Gehäuseteils 2 eingelassenen, scheibenförmig konfigurierten Federteller 35 umschlossen. Der Federteller 35 stützt sich mit seiner oberen Ringfläche an der Begrenzung des Hohlraumes 44 im ersten Gehäuseteil 2 ab. An seiner unteren Ringfläche 39 stützt sich ein drittes Federelement 38 ab, welches das zweite Federelement 37 umschließt. Die in der Darstellung gemäß Figur 1 in den Hohlraum 44 im ersten Gehäuseteil 2 eingelassenen Federelemente 37 bzw. 38 bilden ein Federpaket, aus zwei in diesem Falle parallelgeschalteten Spiralfedern. Anstelle der hier dargestellten zwei Federelemente 37 bzw. 38 können bei entsprechender Dimensionierung von Stirnfläche 30 bzw. Hohlraum 44 im ersten Gehäuseteil 2 auch mehr als zwei Federelemente in den Hohlraum 44 aufgenommen sein; neben der Ausgestaltung des zweiten Federelementes 37 und des dritten Federelementes 38 als Spiralfedern wären auch Tellerfederpakete denkbar, die in den Hohlraum 44 eingelassen werden können.Between the first valve needle 9 assigning end face 30 of the second valve needle 25 and the end face 10 of the first valve needle 9, a second spring element 37 is received. The second spring element 37 is inserted into the cavity 44 of the first housing part 2 recessed disc-shaped configured spring plate 35 enclosed. Of the Spring plate 35 is supported with its upper annular surface at the boundary of the cavity 44 in the first housing part 2 from. At its lower annular surface 39, a third spring element is supported 38, which encloses the second spring element 37. The in the presentation according to Figure 1 in the cavity 44 in the first housing part 2 embedded spring elements 37 and 38 form a spring assembly of two parallel in this case spiral springs. Instead of the two spring elements 37 and 38 shown here can with appropriate Dimensioning of end face 30 or cavity 44 in the first housing part 2 more than two spring elements may be received in the cavity 44; next to the Embodiment of the second spring element 37 and the third spring element 38 as coil springs Disc spring packages would also be conceivable, which are embedded in the cavity 44 can.

Bei Ansteuerung des Aktors 4 durch Erregung der Magnetspule 6 wird der an der Stirnfläche 29 der zweiten Ventilnadel 25 aufgenommene Teller 5 in Richtung auf die Magnetspule 6 angezogen, d.h. der mit Bezugszeichen 7 bezeichnete Tellerhub verringert sich. Durch die Einfahrbewegung der zweiten Ventilnadel 25 in das erste Gehäuseteil 2 erfolgt gleichfalls eine Betätigung der ersten Ventilnadel 9 des ersten I-Ventils 8 entgegen des diese abstützenden ersten Federelementes 19. Bei der Einfahrbewegung der zweiten Ventilnadel 25 in das erste Gehäuseteil 2 wirkt das auf die Stirnfläche 10 der ersten Ventilnadel 9 des ersten I-Ventils 8 wirkende zweite Federelement 37 des Federnpaketes im Hohlraum 44 in erster Näherung als steife Feder, so dass die erste Ventilnadel 9 des ersten I-Ventils entsprechend ihres Hubweges 11 in ihren Ventilnadelsitz 12 einfährt und diesen durch Anlage der Sitzflächen 21 bzw. 22 verschließt. Die Steifigkeit des zweiten Federelementes 37 ist wesentlich höher bemessen als die Federsteifigkeit des den Ausgleichskolben 16 der ersten Ventilnadel 9 unterstützenden ersten Federelementes 19, welches sich seinerseits im zweiten Gehäuseteil 3 abstützt.Upon actuation of the actuator 4 by energization of the magnetic coil 6 is the at the end face 29 of the second valve needle 25 recorded plate 5 in the direction of the solenoid 6 is attracted, i. the designated with reference numeral 7 Tellerhub decreases. By the retraction movement of the second valve needle 25 in the first housing part 2 takes place likewise an actuation of the first valve needle 9 of the first I-valve 8 against the this supporting first spring element 19. During the retraction movement of the second valve needle 25 in the first housing part 2 acts on the end face 10 of the first valve needle 9 of the first I-valve 8 acting second spring element 37 of the spring assembly in the cavity 44 in the first approximation as a stiff spring, so that the first valve needle 9 of the first I-valve according to their stroke 11 enters their valve needle seat 12 and this through Plant the seats 21 and 22 closes. The rigidity of the second spring element 37 is dimensioned much higher than the spring stiffness of the balance piston 16 of the first valve needle 9 supporting the first spring element 19, which in turn in the second housing part 3 is supported.

Während der Einfahrbewegung der zweiten Ventilnadel 25 und dem aus dieser Einfahrbewegung resultierenden Verschließen der ersten Ventilnadel 9 an ihrem Ventilnadelsitz 12 fährt die zweite Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 lediglich über einen Teil ihres Hubweges 36 in das erste Gehäuseteil 2 ein. Demnach steht bis zum Erreichen einer Schließposition an der zweiten Ventilnadel 25 noch eine Hubreserve 41 zur Verfügung. Bei Krafterhöhung am Aktor 4 zum Beispiel durch weitere Erregung der Magnetspule 6 fährt deren Teller 5 weiter auf die Magnetspule 6 hinzu und prägt dadurch der zweiten Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 eine erhöhte Stellkraft auf. Die Stirnfläche 30 des Ausgleichskolbens 42 der zweiten Ventilnadel 25 fährt demnach auf die innere, vom zweiten Federelement 37 durchsetzte Bohrung bzw. deren Kante zu, bis sich die Stirnfläche 30 des Ausgleichskolbens 42 am Federteller 35 anlegt. Bei weiterer Einfahrbewegung entsprechend der am Aktor 4 erzeugten Stellkraft wirkt auf die zweite Ventilnadel 25 nunmehr sowohl die Federkraft des zweiten Federelementes 37 als auch die Federkraft des den Federteller 35 im Hohlraum 44 abstützenden dritten Federelementes 38. Je nach am Aktor 4 aufgebrachter Stellkraft kann die am zweiten Ventilnadelsitz 31 aufgeprägte Drosselung so variiert werden, dass lediglich geringste Kraftstoffmengen aus der dritten Kammer 26 des zweiten I-Ventils 24 in den Zulauf 20 zur Düse hin abströmen.During the retraction movement of the second valve needle 25 and from this retraction movement resulting closure of the first valve needle 9 at its valve needle seat 12th moves the second valve needle 25 of the second I-valve 24 only over part of her Hubweges 36 in the first housing part 2 a. Accordingly, stands until reaching a Closed position on the second valve needle 25 nor a Hubreserve 41 available. at Force increase on the actuator 4, for example, by further excitation of the solenoid 6 moves their plate 5 further added to the solenoid 6 and thereby impresses the second valve needle 25 of the second I-valve 24 has an increased actuating force. The end face 30 of the balance piston 42 of the second valve needle 25 thus moves to the inner, from the second Spring element 37 passed through hole or its edge, until the end face 30 of the Balancing piston 42 on the spring plate 35 applies. Upon further retraction accordingly the actuating force generated on the actuator 4 acts on the second valve needle 25 now both the spring force of the second spring element 37 and the spring force of the spring plate 35 in the cavity 44 supporting the third spring element 38. Depending on the actuator 4th applied force can the imprinted on the second valve needle seat 31 throttling so be varied that only the least amounts of fuel from the third chamber 26 of the second I-valve 24 flow into the inlet 20 toward the nozzle.

Der Sitzquerschnitt, welcher die Verbindung der dritten Kammer 26 und der Kammer 27 schafft, ist von der durch den Aktor 4 erzeugbaren Stellkraft und der dieser entgegenwirkenden Kraft des Fenderpaketes 37 bzw. 38 im Hohlraum des ersten Gehäuseteiles 2 und der Kraft der Feder 19 im Hohlraum unteren Gehäuseteiles 3 abhängig. Es lassen sich mit der gewählten Ausführungsvariante kleinste Hubwege realisieren, mit denen sich wiederum günstige Einspritzmengenverläufe darstellen lassen, welche in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine je nach dort herrschender Verbrennungsphase optimal ausgenutzt werden können.The seat cross-section, which is the connection of the third chamber 26 and the chamber 27th creates, is of the producible by the actuator 4 and the counteracting force Force of Fenderpaketes 37 and 38 in the cavity of the first housing part 2 and the force of the spring 19 in the cavity lower housing part 3 dependent. It can be with realize the selected embodiment smallest strokes, which in turn represent favorable injection quantities, which in the combustion chamber of a Internal combustion engine optimally utilized depending on the prevailing combustion phase can be.

Figur 1.1 zeigt eine Ausführungsvariante einer Anordnung eines Doppel-I-Ventils innerhalb eines Gehäuses.Figure 1.1 shows an embodiment of an arrangement of a double-I valve within a housing.

Im oberen Bereich eines zweiten Gehäuseteiles 3 ist ein Aktor 4 angeordnet, der analog zur Darstellung in Figur 1 als Elektromagnet ausgeführt ist. Der Aktor 4 umfasst ein tellerförmiges Element 5, welches auf einen Druckbolzen einwirkt. Dem tellerförmigen Element 5 gegenüberliegend, ist eine Magnetspule 6 angeordnet. Wird die Magnetspule 6 erregt, überbrückt das tellerförmige Element 5 den Tellerhub 7 auf die Magnetspule 6 hin, wodurch dem mit dem tellerförmigen Element 5 in Verbindung stehenden Druckbolzen eine vertikale Abwärtsbewegung aufgeprägt wird. Diese führt zu einer Stellbewegung der zweiten Düsennadel 25 des zweiten I-Ventils 24 innerhalb des ersten Gehäuseteiles 2. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 1 ist in der Ausführungsvariante gemäß Figur 1.1 das erste I-Ventil 8, dessen erste Ventilnadel 9 einen Ausgleichskolben 16 umfasst, durch ein Federpaket aus Federelementen 37 bzw. 38 an seiner unteren Stirnseite 18 abgestützt. In the upper region of a second housing part 3, an actuator 4 is arranged, which is analogous to Representation in Figure 1 is designed as an electromagnet. The actuator 4 comprises a plate-shaped Element 5, which acts on a pressure pin. The dish-shaped element 5 opposite, a magnetic coil 6 is arranged. When the solenoid 6 is energized, the plate-shaped element 5 bridges the plate stroke 7 to the magnetic coil 6, whereby the pressure pin associated with the plate-shaped element 5 a vertical downward movement is impressed. This leads to an actuating movement of second nozzle needle 25 of the second I-valve 24 within the first housing part 2. Im Difference to the representation according to FIG. 1 is in the embodiment according to FIG. 1.1 the first I-valve 8, the first valve needle 9 comprises a balance piston 16 through a spring assembly of spring elements 37 and 38 supported on its lower end face 18.

Die Stirnseite 18 der ersten Ventilnadel 9 wird durch das zweite Federelement 37 unmittelbar abgestützt, wobei ein in den Hohlraum 44 eingelassener Federteller 35 an seiner Unterseite durch das dritte Federelement 38 abgestützt ist. Die beiden Federelemente 37 bzw. 38 stützen sich auf der Stützfläche 40 des Hohlraumes 44 im Gehäuse ab. Der Ventilnadelsitz 12 des ersten I-Ventiles 8 ist analog zum Ventilnadelsitz des ersten I-Ventils 8 gemäß der Darstellung in Figur 1 beschaffen.The end face 18 of the first valve needle 9 is directly by the second spring element 37 supported, wherein a recessed into the cavity 44 spring plate 35 on its underside is supported by the third spring element 38. The two spring elements 37 and 38th are supported on the support surface 40 of the cavity 44 in the housing. The valve needle seat 12 of the first I-valve 8 is analogous to the valve needle seat of the first I-valve 8 according to the Procure representation in Figure 1.

Im Unterschied zur Darstellung eines Doppel-I-Ventiles 8, 24 gemäß der Darstellung in Figur 1 ist das zweite I-Ventil 24 entgegensetzt zum ersten I-Ventil im ersten Gehäuseteil 2, d.h. auf dem Kopf stehend, orientiert. Der Ventilnadelsitz 31 des zweiten I-Ventiles ist verdreht zum Ventilnadelsitz 31 des zweiten I-Ventiles 24 gemäß der Darstellung in Figur 1 im dortigen ersten Gehäuseteil 2 ausgebildet. Im Unterschied zur Darstellung gemäß Figur 1.1, in welcher das Federpaket, das zweite Federelement 37 und das dritte Federelement 38 umfassend, zwischen den Stirnseiten 30 des zweiten I-Ventiles 24 und der Stirnseite 10 der ersten Ventilnadel 9 des ersten I-Ventils 8 angeordnet ist, befindet sich zwischen den besagten Stirnseiten 30 bzw. 10 der Ventilnadeln 25 bzw. 9 ein scheibenförmig konfiguriertes Element 46. Dieses ist in einem Durchmesser ausgebildet, der die Außendurchmesser der ersten bzw. der zweiten Ventilnadel 9 bzw. 25 übersteigt. Das als Trennelement fungierende scheibenförmige Element 46 ist von einem Raum umschlossen, der durch die Wandung einer Innenbohrung eines Rings 47 begrenzt ist.In contrast to the representation of a double I-valve 8, 24 as shown in FIG Figure 1 is the second I-valve 24 opposite to the first I-valve in the first housing part 2, i. upside down, oriented. The valve needle seat 31 of the second I-valve is rotated to the valve needle seat 31 of the second I-valve 24 as shown in FIG 1 formed in the local first housing part 2. In contrast to the illustration in FIG 1.1, in which the spring assembly, the second spring element 37 and the third spring element 38, between the end faces 30 of the second I-valve 24 and the end face 10 of the first valve needle 9 of the first I-valve 8 is located between said end faces 30 and 10 of the valve needles 25 and 9 a disc-shaped configured element 46. This is formed in a diameter that the outer diameter the first and the second valve needle 9 and 25 exceeds. The as a separator acting disc-shaped element 46 is enclosed by a space which is bounded by the wall of an inner bore of a ring 47.

Die dem ersten I-Ventil 8 bzw. dem zweiten I-Ventil 24 jeweils zugeordneten Kammern 13 bzw. 26 können stromab durch eine das aus beiden Kammern abgesteuerte Volumen aufnehmende Bohrung innerhalb des Gehäuses zusammengeführt werden.The chambers 13 associated respectively with the first I-valve 8 and the second I-valve 24 or 26 may downstream of receiving a volume diverted from both chambers Bore be merged within the housing.

Figur 2 zeigt die Federkraft, aufgetragen über den Hubwegen des ersten bzw. des zweiten I-Ventils im zweiteilig konfigurierten Gehäuse des Injektors.Figure 2 shows the spring force, plotted on the stroke paths of the first and second I-valve in the two-part configured housing of the injector.

Gemäß der in Figur 1 wiedergegebenen Ausführungsvariante sind zwei I-Ventile 8 bzw. 24 hintereinandergeschaltet, deren Ventilnadeln 9 bzw. 25 über eine als Fedempaket realisierte steife Feder verbunden sind, so dass beide Ventilnadeln 9 bzw. 25 mit einem Aktuator 4 betätigt werden können.According to the embodiment variant shown in FIG. 1, two I-valves 8 and 24, respectively connected in series, the valve needles 9 and 25 realized via a Fedempaket as stiff spring are connected so that both valve needles 9 and 25 with an actuator 4 can be operated.

Beide Ventilnadeln 9 bzw. 25 sind mit unterschiedlichen Hüben 36 bzw. 11 ausgestattet, wobei die diesen Ventilfedern 9 bzw. 25 zugeordneten Federelemente, d.h. das erste Federelement 19 sowie das zweite und das dritte Federelement 37 bzw. 38 des im Hohlraum 44 des ersten Gehäuseteils 2 unterschiedliche Federcharakteristika besitzen. Das erste Federelement besitzt eine Federcharakteristik c1, welche kleiner bemessen ist als die Federcharakteristik c2 des zweiten Federelementes 37 im Hohlraum 44. In der ventiloffenen Stellung sind das erste Federelement 19 und das zweite Federelement 37 des Federnpaketes mit gleicher Vorspannkraft vorgespannt. Dieser Punkt ist mit "1" im Diagramm gemäß Figur 2 bezeichnet. Bei Betätigung durch den Aktor 4, sei es ein Piezoaktor oder ein Magnetventil, wirkt diese Kraft, vereinfacht gesagt, lediglich auf das erste Federelement 19; das zweite Federelement 37 des Federnpaketes im Hohlraum 44 stellt sich in erster Näherung als starre Feder dar. Beide Ventilnadeln 9 bzw. 25 werden in Richtung auf ihre Ventilnadelsitze 12 bzw. 31 bewegt. Die erste Ventilnadel 9 des ersten I-Ventils 8 erreicht als erste ihren Ventilnadelsitz 12 und verschließt diesen. Dieser Punkt ist im Diagramm gemäß der Darstellung in Figur 2 mit der Ziffer 2 bezeichnet. Bei weiterer Stellkrafterhöhung durch den Aktuator 4 an der Stirnseite 29 der zweiten Ventilnadel 25 kann von der zweiten Ventilnadel 25 ein weiterer Hubweg 41 zurückgelegt werden, bis die Stirnfläche 30 des Ausgleichskolbens 42 den Federteller 35 erreicht. Bis zum Erreichen des Federtellers 35 im Hohlraum 44 wirkt das zweite Federelement 37 entsprechend seiner Federsteifigkeit c2. Der Hubweg 41 folgt somit im Diagramm dem zwischen den Ziffern 3 und 4 verlaufenden Linienzug 37.Both valve needles 9 and 25 are equipped with different strokes 36 and 11, wherein the valve springs 9 and 25 associated spring elements, ie, the first spring element 19 and the second and the third spring element 37 and 38 of the cavity 44 of the first housing part Have 2 different spring characteristics. The first spring element has a spring characteristic c 1 , which is smaller than the spring characteristic c 2 of the second spring element 37 in the cavity 44. In the valve open position, the first spring element 19 and the second spring element 37 of the spring assembly are biased with the same biasing force. This point is denoted by "1" in the diagram according to FIG. When actuated by the actuator 4, be it a piezoelectric actuator or a solenoid valve, this force, in simple terms, acts only on the first spring element 19; the second spring element 37 of the spring assembly in the cavity 44 is in a first approximation as a rigid spring. Both valve needles 9 and 25 are moved toward their valve needle seats 12 and 31, respectively. The first valve needle 9 of the first I-valve 8 reaches as its first valve needle seat 12 and closes it. This point is denoted by the numeral 2 in the diagram as shown in FIG. With a further increase in the actuating force by the actuator 4 on the end face 29 of the second valve needle 25, a further stroke 41 can be covered by the second valve needle 25 until the end face 30 of the compensating piston 42 reaches the spring plate 35. Until reaching the spring plate 35 in the cavity 44, the second spring element 37 acts according to its spring stiffness c. 2 The stroke 41 thus follows in the diagram the line 37 extending between the numbers 3 and 4.

Bei Erreichen des Federtellers 35, der durch das dritte Federelement 38 im Hohlraum 44 vorgespannt wird, ist durch den Aktor 4 erneut eine Kraftstufe zu überwinden, die im Diagramm gemäß der Darstellung in Figur 2 durch den Linienzug zwischen Ziffer 4 und Ziffer 5 gekennzeichnet ist. Ab Ziffer 5 im Diagramm gemäß der Darstellung in Figur 2 wirken das zweite Federelement 37 und das dritte Federelement 38 des Fedempaketes im Hohlraum 44 als parallelgeschaltete Federn mit ihren Steifigkeiten c2 bzw. c3. Bei Punkt 6 schließlich ist die zweite Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 in ihren Ventilnadelsitz 31 gefahren, so dass auch das zweite I-Ventil 24 sich in seiner Schließposition im ersten Gehäuseteil 2 befindet.Upon reaching the spring plate 35, which is biased by the third spring element 38 in the cavity 44, is again overcome by the actuator 4, a power level, which is characterized in the diagram as shown in Figure 2 by the polyline between paragraph 4 and 5 number. From point 5 in the diagram as shown in Figure 2 operate the second spring element 37 and the third spring element 38 of the Fedempaketes in the cavity 44 as the parallel springs with their stiffness c 2 and c. 3 Finally, at point 6, the second valve needle 25 of the second I-valve 24 has moved into its valve needle seat 31, so that the second I-valve 24 is also in its closed position in the first housing part 2.

Entsprechend der Auslegung des ersten Federelementes 19, welches die Stirnseite 18 des Ausgleichskolbens 16 der ersten Ventilnadel 9 beaufschlagt und den Auslegungen des zweiten Federelementes 37 zwischen den Stirnseiten 30 bzw. 10 der ersten Ventilnadel 9 und der zweiten Ventilnadel 25 und der Auslegung des dritten Federelementes 38, welches den Federteller 35 im Inneren des Hohlraums 44 beaufschlagt, kann zwischen den Positionen 5 und 6 gemäß des Diagramms in Figur 2 durch geeignete Ansteuerung des Aktors ein sehr kleiner restlicher Hubweg eingestellt werden, wodurch sich die gewünschte Drosselung und damit eine Einspritzverlaufsformung gemäß des Fortschrittes der Verbrennung im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine erzielen lässt. Dabei ist die Einspritzmenge bei geschlossenem ersten I-Ventil 8 ausschließlich von der Drosselung am Ventilsitz 31 der zweiten Ventilnadel 25 des zweiten I-Ventils 24 im ersten Gehäuseteil 2 des Kraftstoffinjektors 1 abhängig.According to the design of the first spring element 19, which the end face 18 of the Balancing piston 16 of the first valve needle 9 acted upon and the interpretations of second spring element 37 between the end faces 30 and 10 of the first valve needle. 9 and the second valve needle 25 and the design of the third spring element 38, which the spring plate 35 is acted upon in the interior of the cavity 44, can between the positions 5 and 6 according to the diagram in Figure 2 by a suitable control of the actuator very small remaining stroke can be adjusted, resulting in the desired throttling and thus an injection course formation according to the progress of the combustion in the Can achieve combustion chamber of an internal combustion engine. Here is the injection quantity with closed first I-valve 8 exclusively by the throttling on the valve seat 31 of the second valve needle 25 of the second I-valve 24 in the first housing part 2 of the fuel injector 1 dependent.

Claims (10)

  1. Fuel injector for fuel injection systems on internal combustion engines, with a housing (2, 3) which receives valves (8, 24) which are arranged in series and one of which can be actuated via an actuator (4) assigned to the housing (2, 3), and each of the valves (8, 24) is assigned an openable chamber (13, 26), characterized in that the valves (8, 24) are designed as inward-opening valves, and in that one of the valves (8, 24) actuable via the actuator (4) acts upon the other valve (8), which is prestressed via a first spring element (19), via a spring assembly (37, 38).
  2. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that the valves (8, 24) comprise valve needles (9, 25) which each have a compensating piston (16, 42), and the compensating pistons (16, 42) are arranged below a second chamber (14) and a fourth chamber (27) respectively.
  3. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that the spring assembly comprises a second spring element (37) and a third spring element (38) which are connected in parallel to one another.
  4. Fuel injector according to Claims 2 and 3, characterized in that the second spring element (37) is arranged between the end face (10) of a first valve needle (9) and a lower end face (30) of a second valve needle (25).
  5. Fuel injector according to Claim 3, characterized in that the third spring element (38) is arranged so as to surround the second spring element (37) and is supported on the second housing part (3) and on a spring plate (35) received in a cavity (44).
  6. Fuel injector according to Claim 2, characterized in that the valves (8, 24) each comprise two chambers (13, 14; 26, 27) between which a valve-needle seat (12, 31) is arranged in each case.
  7. Fuel injector according to Claim 6, characterized in that in each case a distributor bore (20) issues in the first and the third chamber (13, 26) of the valves (8, 24), and in each case an outflow bore (17, 34) is assigned to the second and the fourth chamber (14, 24) of the valves (8, 24).
  8. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that that of the valves (8, 24) which is actuable via the actuator (4) has a stroke travel (36) which has a larger dimensioning than the stroke travel (11) of the other valve (8).
  9. Fuel injector according to Claim 1, characterized in that the prestressing force generated by the spring assembly (37, 38) is higher than that of the first spring element (19) which is assigned to the other valve (8).
  10. Fuel injector according to Claim 5, characterized in that the second spring element (37) of the spring assembly acts on the end faces (10, 30) of the valve needles (9, 25), and the third spring element (38) is supported on a housing part (3), on the one hand, and on the spring plate (35), which is introduced into the cavity (44), on the other hand.
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