EP1636480A1 - Injector for internal combustion engines - Google Patents

Injector for internal combustion engines

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Publication number
EP1636480A1
EP1636480A1 EP04729037A EP04729037A EP1636480A1 EP 1636480 A1 EP1636480 A1 EP 1636480A1 EP 04729037 A EP04729037 A EP 04729037A EP 04729037 A EP04729037 A EP 04729037A EP 1636480 A1 EP1636480 A1 EP 1636480A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
piston
transmission path
nozzle needle
pressure transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04729037A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1636480A1 publication Critical patent/EP1636480A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M63/0012Valves
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    • F02M2200/705Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with means for filling or emptying hydraulic chamber, e.g. for compensating clearance or thermal expansion

Definitions

  • the present invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines with the features of the preamble of claim 1.
  • Such an injection nozzle is known for example from DE 100 58 153 Al and has a nozzle body on which at least one first spray hole and at least one second spray hole are formed.
  • a first nozzle needle designed as a hollow needle is guided in a first needle guide of the nozzle body, with which the injection of fuel through the at least one first spray hole can be controlled.
  • a second nozzle needle is arranged coaxially in the first nozzle needle, with which the injection of fuel through the at least one second spray hole can be controlled.
  • the second nozzle needle is drive-connected to a drive piston which, in a control chamber, has a control surface which is effective when pressure is applied in the closing direction.
  • the second nozzle needle has a pressure stage, ie a cross-sectional area of a second valve seat formed between the second nozzle needle and the nozzle body is smaller than a cross-sectional area of one formed in the first nozzle needle for guiding the second nozzle needle.
  • the pressure stage of the second nozzle needle is pressurized, the pressure stage of the second nozzle needle acting in the opening direction. If the second nozzle needle is also to be opened with the first nozzle needle, the pressure in the control chamber can be reduced so that the opening force at the pressure stage of the second nozzle needle predominates. The effort required to actuate the second nozzle needle is relatively large.
  • the injection nozzle according to the invention with the features of the independent claim has the advantage over the fact that only a single actuator or actuator is required to control both nozzle needles. This results in a considerably simplified structure for the injection nozzle, so that it can be manufactured more cost-effectively.
  • the invention is based on the general idea of controlling the pressures applied to the drive pistons of the two nozzle needles with only a single control piston, a hydraulic pressure transmission path being provided between the control piston and the respective drive piston serving to actuate the associated nozzle needle. While the first hydraulic pressure transmission path formed between the control piston and the first drive piston provided for actuating the first nozzle needle is permanently active, the invention proposes to make the second hydraulic pressure transmission path designed between the control piston and the second drive piston provided for actuation of the second nozzle needle controllable that the second pressure transmission path between an activated and is switchable in a deactivated state. The switchover between the activated state and the deactivated state is controlled as a function of the control piston stroke. This means that an opening stroke of the control piston always causes an opening stroke of the first nozzle needle and, after the stroke-controlled switching between deactivated state and activated state, additionally causes an opening stroke of the second nozzle needle.
  • Both nozzle needles can thus be controlled directly with only a single control piston, that is to say with a single actuator, which simplifies the construction of the injection nozzle according to the invention. Furthermore, the injection behavior or the injection characteristic of the injection nozzle can be improved, in particular extremely short injection times can be achieved.
  • the second hydraulic pressure transmission path can switch between its activated and its deactivated state during a predetermined control piston stroke, this control piston stroke then being selected such that when the control piston moves in an opening stroke until the predetermined control piston stroke is reached, the first nozzle needle performs an opening stroke, while the second nozzle needle remains in its closed position, and that the opening nozzle movement also carries out an opening stroke when the opening of the control piston moves beyond the predetermined control piston stroke.
  • a stroke range is thus defined for the control piston, in which the control piston actuates only the first nozzle needle. Only when the opening stroke goes beyond the predetermined control piston stroke does the control piston also actuate the second nozzle needle.
  • a second control chamber which is used to actuate the second drive piston, can be connectable via a controllable hydraulic connection to a supply line which supplies fuel under high pressure to the spray holes.
  • This hydraulic connection is controlled as a function of the control piston position for opening and locking, the second hydraulic pressure transmission path being deactivated when the hydraulic connection is open and activated when the hydraulic connection is blocked.
  • the incompressibility of the hydraulic medium used, ie the fuel is used to activate or deactivate the second pressure transmission path.
  • the second control chamber communicates with the feed line, with the result that the second pressure transmission path to the feed line is open.
  • Hydraulic medium displaced within the second pressure transmission path which is conveyed into the second control chamber or displaced or sucked out of the second control chamber, can then be picked up directly by the feed line or replaced via the feed line.
  • the pressure in the second control room remains virtually constant and corresponds to the pressure prevailing in the supply line.
  • the second pressure transmission path is quasi hermetically sealed, at least for dynamic processes, with the result that Hydraulic medium, which is conveyed into the second control chamber or is sucked in or displaced from the second control chamber, generates a corresponding pressure increase or pressure drop in the second control chamber.
  • a section of the hydraulic connection can be formed in the control piston. This design results in a direct relationship between the control piston stroke and shift actuation of the second pressure transmission path.
  • controllable hydraulic connection can be formed internally in the second pressure transmission path, with a first transmission space, in which a first transmission surface of the first drive piston is arranged, to a second transmission space, in which a second transmission surface of the second drive piston is arranged, via the hydraulic connection is connectable.
  • the hydraulic connection is again controlled as a function of the control piston position for opening and blocking, the second pressure transmission path being activated in contrast to the embodiment mentioned above when the hydraulic connection is open and deactivated when the hydraulic connection is blocked.
  • the construction of the hydraulic route guidance within the injection nozzle is simplified, since the second pressure transmission route can coincide with the first pressure transmission route up to the controllable hydraulic connection.
  • a further development is expedient here, in which a section of the hydraulic connection is formed in the first drive piston. Accordingly, the hydraulic connection is then only controlled indirectly as a function of the control piston stroke and instead directly as a function of the Opening strokes of the first nozzle needle, which is connected to the first drive piston. This is of particular advantage since the second nozzle needle can be actuated to open exactly when the first nozzle needle has performed a predetermined preliminary stroke when opening.
  • Fig. 1 to 4 each a greatly simplified principle- longitudinal section through an injection nozzle according to the invention, in different embodiments.
  • an injection nozzle 1 has a nozzle body 2 that is only partially shown.
  • the injection nozzle 1 is used to supply fuel to a cylinder of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle.
  • a nozzle tip 3 projects into a combustion chamber 4 or into a premixing chamber 4 of the respective cylinder, in such a way that at least one first spray hole 5 and at least one second spray hole 6 when the injection nozzle 1 is actuated accordingly, fuel can be injected into the combustion chamber / premixing chamber 4.
  • the injection nozzle 1 can have a plurality of first spray holes 5 and / or a plurality of second spray holes 6, which are then expediently each arranged in a ring, distributed in the circumferential direction along the nozzle tip 3.
  • the nozzle body 2 contains a first needle guide 7 in which a first nozzle needle 8 is mounted so as to be stroke-adjustable.
  • the first nozzle needle 8 is used to control the at least one first spray hole 5.
  • a first sealing seat 10 is formed between a first needle tip 9 of the first nozzle needle 8 facing the spray holes 5, 6 and the nozzle tip 3, which is used to supply the at least one fuel with fuel first spray hole 5 is arranged upstream of the at least one first spray hole 5.
  • the fuel supply to the spray holes 5, 6 takes place via a supply line 11 which is formed in the nozzle body 2, is supplied with fuel at high pressure on the inlet side and opens into a nozzle chamber 12 on the outlet side.
  • An annular space 13 which is formed radially between the first nozzle needle 8 and the nozzle body 2, leads from the nozzle space 12 to the spray holes 5, 6.
  • the supply line 11 can be connected to a high-pressure manifold, not shown here, which is connected to a high-pressure pump is fed and to which the supply lines 11 of several injection nozzles 1 are connected (“common rail principle”). It is also possible to connect the supply line 11 directly to a corresponding high-pressure pump.
  • the first nozzle needle 8 is designed as a hollow needle and contains a second needle guide 14, in which a second nozzle needle 15 is mounted in a stroke-adjustable manner coaxial with the first nozzle needle 8.
  • the second nozzle needle 15 is used to control the at least one second spray hole 6.
  • a second sealing seat 17 is formed between a second needle tip 16 facing the spray holes 5, 6 and the nozzle tip 3, which is downstream of the at least one first spray hole 5 and upstream of the at least one second spray hole 6 is arranged.
  • the sealing seats 10, 17 each extend in the circumferential direction in an annular and linear manner.
  • both the at least one first spray hole 5 and the at least one second spray hole 6 are separated from the fuel supply.
  • the at least one first spray hole 5 communicates with the fuel supply, while the at least one second spray hole 6 is shut off from the fuel supply.
  • both nozzle needles 8, 15 are open, all spray holes 5, 6 communicate with the fuel supply.
  • a first drive piston 18 is provided, which is mounted in a stroke-adjustable manner in the nozzle body 2 and is drive-coupled to the first nozzle needle 8.
  • the first drive piston 18 is supported on the first nozzle needle 8 via a disk 19. Since, during operation of the injection nozzle 1, forces permanently act on the first drive piston 18 and on the first nozzle needle 8, which press the first drive piston 18 against the first nozzle needle 8, it is not absolutely necessary that the first nozzle needle 8 be fixed to the first drive piston 18 connected is.
  • the individual components first nozzle needle 8, disk 19, first drive piston 18
  • the components 8, 19, 18 mentioned form a functional unit which is completely adjustable in terms of stroke.
  • An embodiment is also possible in which the first drive piston 18 is fixedly connected to the first nozzle needle 8, in particular the first drive piston 18 and the first nozzle needle 8 can also be formed in one piece.
  • the first drive piston 18 has a first translator surface 20, which is arranged in a first translator chamber 21 and can be pressurized there.
  • the first translator surface 20 faces the spray holes 5, 6 and is thus effective when pressure is applied in the opening direction of the first nozzle needle 8.
  • the first drive piston 18 also has a first compensator surface 22, which is arranged in a first compensator chamber 23 and can be pressurized there.
  • the first compensator surface 22 is arranged opposite to the first translator surface 20 and thus facing away from the spray holes 5, 6, so that the first compensator surface 22 is effective when pressure is applied in the closing direction of the first nozzle needle 8.
  • a first spring 24 is provided, which prestresses the first nozzle needle 8 in the closing direction.
  • the first spring 24 is supported here at one end on the nozzle body 2 and at the other end via the disk 19 on the first nozzle needle 8.
  • the first nozzle needle 8 is additionally equipped with a first pressure stage 25, which faces the spray holes 5, 6 and thus acts when the first nozzle needle 8 is pressurized in the opening direction.
  • the first pressure stage 25 results from the difference between the cross-sectional area of the first needle guide 7 and the cross-sectional area of the first Sealing seat 10.
  • the first pressure stage 25 is arranged here partly in the nozzle chamber 12 and partly in the annular chamber 13.
  • a leakage space 26 is formed in the nozzle body 2, which is connected via a leakage channel 27 to a relatively unpressurized reservoir, e.g. Fuel tank, communicates.
  • the first spring 24 is also accommodated in this leakage space 26.
  • a second drive piston 28 is provided, which is suitably drive-coupled to the second nozzle needle 15. Analogous to the coupling between the first drive piston 18 and the first nozzle needle 8, the second drive piston 28 can also rest loosely on the second nozzle needle 15 at a dividing line 29. A fixed connection between the second drive piston 28 and the second nozzle needle 15 is also possible. In any case, the second drive piston 28 and the second nozzle needle 15 also form a functional unit which is adjustable as a whole.
  • the second drive piston 28 has a second translator surface 30, which is arranged in a second translator chamber 31 and can be pressurized there. The second translator surface 30 faces away from the spray holes 5, 6 and is therefore effective when pressure is applied in the closing direction of the second nozzle needle 15.
  • a second spring 32 is provided, which prestresses the second nozzle needle 15 in the closing direction.
  • the second spring 32 is supported at one end on the nozzle body 2 and at the other end via the second drive piston 28, on the second translating surface 30, on the second nozzle needle 15.
  • the second nozzle needle 15 is equipped with a second pressure stage 33, which is determined by the difference between the Cross-sectional area of the second needle guide 14 and the cross-sectional area of the second sealing seat 17 is formed.
  • the second pressure stage 33 acts in the opening direction of the second nozzle needle 15.
  • the first nozzle needle 8 is closed, the second pressure stage 33 is inactive, so that the full closing forces of the second spring 32 and the second transmission surface 30 act.
  • a pressure is present at the second pressure stage 33, which acts in the opening direction of the second nozzle needle 15 and reduces the opening forces required to open the second nozzle needle 15.
  • the first translator room 21 communicates with a first control room 35 via a first control channel 34.
  • the second translator room 31 also communicates with a second control room 37 via a second control channel 36.
  • the injection nozzle 1 also contains a control piston 38 which is mounted in a stroke-adjustable manner in the nozzle body 2.
  • the control piston 38 is drive-connected to an actuator or actuator, not shown in FIG. 1, e.g. via a drive rod 39.
  • the control piston 38 has a first control surface 40 which is formed at a first end 41 of the control piston 38, is arranged in the first control chamber 35 and can be pressurized there.
  • the control piston 38 has a second control surface 43 which is arranged in the second control chamber 37 and can be pressurized there.
  • a first hydraulic pressure transmission path 44 is thus formed between the control piston 38 and the first drive piston 18, via which the first booster surface 20 with the first control surface 40 is hydraulic is coupled.
  • the first control chamber 35 communicates via a feed line 45 with the feed line 11, a feed valve 46 being arranged in the feed line 45, which is designed here as a non-return check valve and is permeable to the first control chamber 35 and is designed to block the feed line 11. In this way, at least approximately the same pressure as in the supply line 11 prevails in the first control chamber 35 and thus in the first booster chamber 21.
  • a second hydraulic pressure transmission path 47 is formed between the control piston 38 and the second drive piston 28, via which the second control surface 43 is hydraulically coupled to the second booster surface 30.
  • the second control chamber 37 can be connected to the feed line 11 via a hydraulic connection 48, so that the communicating state in the second control room 37 and thus also in the second booster chamber 31 is the same pressure as in the feed line 11.
  • the hydraulic connection 48 is designed to be controllable in such a way that it can be opened and locked. This is achieved in that the hydraulic connection 48 is laid in the nozzle body 2 such that the control piston 38 operates in the manner of a slide and, depending on its stroke position, blocks or releases the hydraulic connection 48.
  • a section 49 of the hydraulic connection 48 is formed within the control piston 38.
  • This section 49 communicates on the one hand with the second control chamber 37 and on the other hand with an annular space 50 of the hydraulic connection 48, which communicates with the supply line 11 via a channel 51 of the hydraulic connection 48.
  • the compensator chamber 23 communicates with the supply line 11 via a compensator channel 54.
  • the injection nozzle 1 functions as follows:
  • both nozzle needles 8, 15 are closed.
  • the pressure of the supply line 11 prevails in the compensator chamber 23 and in the nozzle chamber 12.
  • the pressure of the supply line 11 prevails in the first control chamber 35 and thus in the first booster chamber 21.
  • the hydraulic connection 48 is open in this starting position, the second control chamber 37 also prevails in the second booster chamber 31 the same pressure as in the supply line 11.
  • the balance of forces on the unit consisting of the first nozzle needle 8 and the first drive piston 18 leads to a resultant force acting in the closing direction.
  • the balance of forces on the unit consisting of the second nozzle needle 15 and the second drive piston 28 also leads to a force acting in the closing direction.
  • the control piston 38 is moved in the opening direction 52.
  • the control piston 38 penetrates into the first control chamber 35 with its first control surface 40.
  • the associated increase in pressure is transmitted via the first hydraulic pressure transmission path 44 directly into the first translator space 21 and thus to the first translator surface 20.
  • the balance of forces on the first drive piston 18 is changed in such a way that the first nozzle needle 8 has an opening force. Accordingly, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10.
  • the at least one first spray hole 5 is connected to the nozzle chamber 12 and can accordingly inject fuel into the combustion chamber or premix chamber 4.
  • the increase in volume in the second control chamber 37 caused by the stroke adjustment of the control piston 38 does not lead to a pressure drop in the second control chamber 37, since the missing volume can be replaced immediately by the open hydraulic connection 48.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 can therefore not transmit any pressure change from the second control surface 43 to the second booster surface 30, so that the second hydraulic pressure transmission path 47 is inactive or deactivated when the hydraulic connection 48 is open.
  • the control piston 38 is adjusted in the opening direction 52 beyond the stroke distance 53.
  • the hydraulic connection 48 is initially blocked, so that the hydraulic volume enclosed in the second hydraulic pressure transmission path 47 is hermetically sealed.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated so that it can transmit pressure changes that take place on the second control surface to the second booster surface 30. This means that when the stroke of the control piston 38 goes beyond the stroke distance 53, the increase in volume brought about in the second control chamber 37 produces a pressure drop in the second control chamber 37.
  • the at least one second injection opening 6 is connected to the nozzle chamber "12 and can inject fuel into the premixing combustion chamber or the fourth
  • the control piston 38 can be adjusted back to the stroke 53, whereby the hydraulic connection 48 opens again and enables pressure equalization from the supply line 11 to the second control chamber 37 and thus also to the second booster chamber 31.
  • the closing forces again prevail on the unit comprising the second drive piston 28 and the second nozzle needle, so that the second nozzle needle 15 closes.
  • the control piston 38 returns to its starting position, as a result of which the increase in volume in the first control chamber 35 triggers a pressure drop in the first control chamber 35 and in the first booster chamber 21.
  • the associated change in the force balance acting on the first nozzle needle 8 leads to the closing of the first nozzle needle 8.
  • the injection nozzle 1 according to the invention that when the first nozzle needle 8 is open, the second nozzle needle 15 can be opened and closed independently of the first nozzle needle 8. This results in particularly large degrees of freedom for the actuation of the injection nozzle 1. Furthermore, it is important that only a single actuator or only a single control piston 38 is required to directly control the first nozzle needle 8 and the second nozzle needle 15 independently of one another. The effort required for this is comparatively low. In the injection nozzle 1 according to the invention, the first hydraulic pressure transmission path 44 is thus permanently active, while the second hydraulic pressure transmission path 47 can be activated and deactivated according to the invention.
  • the activation and deactivation of the second hydraulic pressure transmission path 47 takes place as a function of the control piston stroke, so that a stroke-controlled changeover between the activated state and the deactivated state results for the second hydraulic pressure transmission path 47.
  • the stroke distance 53 of the control piston 38 in which the switching between the activated and deactivated state of the second hydraulic pressure transmission path 47 takes place, to be set to a predetermined switching value.
  • the predetermined stroke 53 is also referred to as switching value 53 in the following.
  • the switching value 53 is expediently selected such that when the control piston 38 opens or moves before or at the latest when the switching value 53 is reached, the first nozzle needle 8 is opened sufficiently to allow proper fuel injection through the at least one first spray hole 5. Only when the control piston 38 is adjusted beyond the switching value 53 in the opening direction 52 does the second nozzle needle 15 also open in order to effect fuel injection through the at least one second spray hole 6.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIG. 1 with regard to components and functions because of the correspondences with the first exemplary embodiment according to FIG. 1, and only the differences are explained below.
  • the control piston 38 can be biased against the opening direction 52 by means of a return spring 55.
  • this return spring 55 is supported on one end on the nozzle body 2 and on the other end on an actuator piston 56 which is driven directly by an actuator 57, in particular a piezo actuator.
  • the second drive piston 28 here has a piston head 58 and a piston rod 59, which can be firmly connected to one another or manufactured in one piece; they can also lie loosely on top of one another and remain in contact with the stroke forces due to the applied pressure forces.
  • the second drive piston 28 has a second compensator surface 60, which is arranged in a second compensator chamber 61 and can be pressurized.
  • the second compensator chamber 61 communicates with the feed line 11 via the compensator channel 54.
  • the second compensator surface 60 is opposite to the second translator surface 30 and thus arranged away from the spray holes 5, 6, so that the second compensator surface 60 is subjected to pressure in the closing direction of the second nozzle needle 15 acts.
  • no first compensator surface 22 and no first compensator space 23 are provided.
  • the second translator surface 30 acts when pressure is applied in the opening direction of the second nozzle needle 15.
  • the first translator surface 20 acts here when pressure is applied in the closing direction of the first nozzle needle 8.
  • the second nozzle needle 15 manages here without an associated second spring 32.
  • the first control chamber 35 communicates with the annular chamber 50 via a throttle path 62, so that the first control chamber 35 communicates in a throttled manner with the supply line 11.
  • the throttle path 62 is formed radially between the control piston 38 and a control piston guide 63.
  • the design or dimensioning of the throttle path 62 is such that, in the case of static states of the control piston 38 and / or in the event of slow actuating movements of the control piston 38, a pressure equalization is formed between the first control chamber 35 and the feed line 11, while in dynamic processes, in particular in the case of rapid adjustment strokes of the control piston 38, a pressure equalization between the first control chamber 35 and the feed line 11 cannot take place or cannot take place quickly enough.
  • the injection nozzle 1 functions as follows:
  • the high pressure of the supply line 11 prevails in the first hydraulic pressure transmission path 44, which results in a balance of forces at the first nozzle needle 8, the resultant of which acts in the closing direction.
  • the first pressure stage 25 counteracts the closing forces of the first spring 24 and the first translator surface 20.
  • the first nozzle needle 8 is accordingly closed.
  • the hydraulic connection 48 is open, so that the same pressure as in the supply line 11 also prevails in the second hydraulic pressure transmission path 47.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated.
  • the second pressure stage 33 is relatively depressurized.
  • the throttle path 62 is quasi impermeable, so that the opening stroke adjustment of the control piston 38 is accompanied by a drop in pressure in the first control chamber 35.
  • This pressure drop propagates through the first control channel 34 into the first translator space 21.
  • the balance of forces at the first nozzle needle 8 is changed such that a force acting in the opening direction now results. Consequently, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10 and the at least one first spray hole 5 communicates with the nozzle chamber 12.
  • the desired injection can take place via the at least one first spray hole 5.
  • pressure is also applied to the second pressure stage 33, as a result of which the resulting closing force acting on the second nozzle needle 15 is reduced.
  • the second control surface 43 plunges deeper into the second control chamber 37, as a result of which the volume in the second control chamber 37 is reduced.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated, however, no pressure can build up in the second control chamber 37, since the displaced hydraulic fluid, that is to say fuel, via the open one Hydraulic connection 48 can escape into the feed line 11.
  • the injection can also be carried out through the at least one second spray hole 6.
  • the actuator 57 actuates the control piston 48 to an opening stroke adjustment which goes beyond the switching value 53, as a result of which the hydraulic connection 48 is initially blocked when the switching value or the stroke distance 53 is exceeded.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated for stroke adjustments of the control piston 38 that go beyond the switching value 53. Accordingly, the reduction in volume of the second control chamber 37 causes an increase in pressure in the second control chamber 37, which propagates into the second booster chamber 31 via the second control channel 36.
  • the opening force introduced at the second translator surface 30 increases, as a result of which the balance of forces at the second nozzle needle 15 changes such that the opening forces now predominate and the second nozzle needle 15 lifts off the second sealing seat 17. Accordingly, the at least one second spray hole 6 is then connected to the nozzle chamber 12 and can inject fuel into the combustion chamber or premix chamber 4.
  • the control piston 38 is adjusted back until the hydraulic connection 48 is opened and the second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated again and the pressure in the second booster chamber 31 drops again.
  • the first nozzle needle 8 is closed in a corresponding manner by moving the control piston 48 back into its starting position.
  • the associated reduction in volume in the first control chamber 35 produces an increase in pressure in the first control chamber 35, which is transferred to the first translator chamber 21 and generates a corresponding closing force there on the first translator surface 20.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIGS. 1 and 2 because of the correspondence with the examples described above with regard to components and functions, and only the differences are explained below.
  • the first drive piston 18 is drive-connected to the first nozzle needle 8 via a plurality of pins 64, the pins 64 being formed as separate components or in one piece on the first drive piston 18 and / or on the first nozzle needle 8 can.
  • the first translator surface 20 is arranged here in the first control room 35, so that a separate first translator room 21 can be omitted here. Because of this design, the first hydraulic pressure transmission path 44 is simplified since the surfaces connected to one another, namely the first translator surface 20 and the first control surface 40, are located in the same room, namely in the first control room 35.
  • the first control chamber 35 is communicatively connected to the feed line 11 via a throttle path 65.
  • the throttle path 65 runs radially between here the first drive piston 18 and a piston guide 66 formed on the nozzle body 2.
  • the throttle path 65 is thus connected to the annular space 50 of the hydraulic connection 48. It is also possible to form the throttle path 65 radially between the control piston 38 and the first drive piston 18.
  • the pressure feed into the first control chamber 35 can, for. B. analogous to the embodiment of FIG. 1 by means of a feed line 45 with feed valve 46, which connects the first control chamber 35 to the feed line 11.
  • control piston guide 63 is formed here in the first drive piston 18, which is formed for this purpose by a high cylinder.
  • the control piston 38 is thus arranged coaxially in the first drive piston 18 and is mounted thereon in an adjustable manner.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 comprises a coupling piston 67, which is likewise mounted in a stroke-adjustable manner in the first drive piston 18.
  • the coupling piston 67 has, at a first end 68 distant from the spray holes 5, 6, a first coupling surface 69 which is arranged in the second control chamber 37 and can be pressurized there.
  • the first coupling surface 69 lies opposite the second control surface 63.
  • the coupling piston 67 is designed as a hollow cylinder that is open on one side and is pushed onto the end of the second drive piston 28 that is remote from the spray holes 5, 6.
  • the second drive piston 28 is mounted with its piston head 58 in a stroke-adjustable manner in the coupling piston 67.
  • the second compensator chamber 61 is formed in the coupling piston 67, the second spring 32 also being supported in the second compensator chamber 61 on the coupling piston 67.
  • a first section 72 of the compensator channel 54 is formed in the coupling piston 67 for connecting the second compensator chamber 61 to the feed line 11.
  • a second section 73 of the compensator channel 54 is formed in the first drive piston 18.
  • a third section 74 of the compensator channel 54 is formed in the nozzle body 2.
  • the dimensioning and arrangement of the compensator channel sections 72, 73, 74 takes place in such a way that a communicating connection between the compensator chamber 61 and the feed line 11 is ensured for all relative positions between the nozzle body 2, the first drive piston 18 and the coupling piston 67 that occur during the correct operation of the injection nozzle 1.
  • additional annular spaces 75 and 76 may be provided, one annular space 75 being formed in the area of the first compensator channel section 72 in the first drive piston 18, while the other annular space 76 is being formed in the area of the second compensator channel section 73 in the nozzle body 2.
  • the injection nozzle 1 functions as follows:
  • the two nozzle needles 8, 15 are closed.
  • the high pressure of the supply line 11 prevails in the first control chamber 35.
  • the hydraulic connection 48 is open, so that also in the second Control room 37 of the high pressure of the feed line 11 prevails.
  • the high pressure of the feed line 11 also prevails in the second compensator chamber 61.
  • the pressure in the second booster chamber 31 expediently also has the same pressure as in the feed line 11. This can be achieved, for example, by a further throttle path 77, which is radial between the piston head 58 of the second drive piston 28 and the Coupling piston 67 is formed and connects the second compensator chamber 61 to the second translator chamber 31.
  • the control piston 38 is adjusted in the opening direction 52. This results in a pressure drop in the first control chamber 35, which is also effective directly on the first translator surface 20. As a result, the balance of forces on the first nozzle needle 8 changes in such a way that a resulting force acting in the opening direction acts on it. As a result, the first nozzle needle 8 lifts off the first sealing seat 10.
  • the stroke adjustment movement of the control piston 38 is less than the predetermined stroke distance 53 or less than the predetermined switching value 53, so that the hydraulic connection 48 remains open when the control piston 38 is adjusted.
  • the hydraulic connection 48 is open, the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated. Accordingly, the volume of the second control chamber 37 can decrease without there being an increase in pressure in the second control chamber 37. The volume which is displaced by the retraction of the control piston 38 into the second control chamber 37 can escape into the supply line 11 via the open hydraulic connection 48. If the second nozzle needle 15 is now also to be opened, the control piston 38 is adjusted beyond the switching value 53 in the opening direction 52.
  • the second nozzle needle 15 and the first nozzle needle 8 are closed in a corresponding manner when the control piston 38 is retracted.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIGS. 1 to 3 because of the correspondences with the exemplary embodiments described above with regard to components and functions, and only the differences are explained below.
  • control chamber 78 In the variant according to FIG. 1, only a single control chamber 78 is provided, in which a control surface 79 of the in the control piston 38 immersing the control chamber 78 and can be pressurized.
  • the control chamber 78 communicates with the first booster chamber 21 via a control channel 80.
  • the first hydraulic pressure transmission path 44 thus leads from the control surface 79 to the first booster surface 20.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 leads from the control surface 79 to the second booster surface 30.
  • the first hydraulic pressure transmission path 44 and the second hydraulic pressure transmission line 47 run together from the control chamber 78 to the first booster chamber 21, or forms the first hydraulic one Pressure transmission path 44 a first section of the second hydraulic pressure transmission path 47.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 contains a hydraulic connection 81, via which the first translation space 21 can communicate with the second translation space 31.
  • This hydraulic connection 81 is controllable, ie it can be opened and locked.
  • the hydraulic connection 81 is open, the two translation spaces 21, 31 communicate with one another, but not when the hydraulic connection 81 is blocked.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is interrupted, so that there is then no pressure transmission from the control surface 79 to the second booster surface 30. This means that the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated when the hydraulic connection 81 is blocked.
  • pressures can be transmitted from the control surface 79 to the second booster surface 30 when the hydraulic connection 81 is open, in other words, at opened hydraulic connection 81, the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated.
  • the hydraulic connection 81 consists of at least a first connection channel 82 and at least a second connection channel 83.
  • the first connection channel 82 is formed in the first drive piston 18 and opens into the first booster chamber 21.
  • the second connection channel 83 is formed in the nozzle body 2 and opens into the second booster chamber 31.
  • the ends of the connecting channels 82, 83 which are distant from the respective translator space 21 and 31, respectively, are arranged relative to one another such that they are spaced apart from one another in the stroke direction in the starting position shown here, in which both nozzle needles 8, 15 are closed are. This distance corresponds to a stroke distance 84 of the first nozzle needle 8 or a switching value 84. In the starting position, the hydraulic connection 81 is thus blocked, ie. H.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated. Only when the first drive piston 18 or the associated first nozzle needle 8 performs an opening stroke by the stroke 84 or the switching value 84, do the two mutually facing ends of the connecting channels 82, 83 overlap, as a result of which the hydraulic connection 81 opens and thus the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated.
  • a compensator chamber 23 or 61 is provided for both the first drive piston 18 and for the second drive piston 28.
  • the two compensator spaces 23, 61 communicate with one another via transverse bores 85 and via the compensator channel 54 with the feed line 11.
  • the injection nozzle 1 according to the embodiment according to FIG. 4 functions as follows:
  • both nozzle needles 8, 15 are closed.
  • the high pressure of the supply line 11 prevails in the single control chamber 78. Accordingly, this high pressure also prevails in the first booster chamber 21.
  • a throttle path 86 which is formed, for example, radially between the piston head 58 of the second drive piston 28 and an associated piston guide 87 of the nozzle body 2, and which throttled second compensator chamber 81 with the second translator chamber 31, a pressure equalization between the second compensator chamber 61 and the second translator chamber 31 is achieved at least in static or quasi-static conditions. Accordingly, in the initial state, the high pressure of the feed line 11 also prevails in the second booster chamber 31.
  • control piston 38 If fuel injection is now to be carried out through the at least one first spray hole 5, the control piston 38 is actuated in the opening direction 52. The control piston 38 then dips into the control chamber 78 and thereby reduces the volume of the control chamber 78. Accordingly, there is an increase in pressure on the control surface 79, which extends via the first hydraulic pressure transmission path 44 into the first booster chamber 21 and the first booster surface 20 propagates. Since the hydraulic connection 81 is blocked in the initial state and the second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated, the increased pressure cannot propagate from the control surface 79 into the second booster space 31 to the second booster surface 30.
  • the balance of forces of the first nozzle needle 8 is changed in such a way that a resulting force that is effective in the opening direction arises. Consequently, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10.
  • the pressure in the second booster chamber 31 remains constant, so that the second nozzle needle 15 does not lift even if its second pressure stage 33 is pressurized when the first nozzle needle 8 is open.
  • the second nozzle needle 15 therefore remains closed.
  • the opening stroke adjustment of the control piston 38 is dimensioned such that the opening stroke of the first drive piston 18 remains smaller than the predetermined stroke distance 84.
  • the control piston 38 is actuated in such a way that it dips deeper into the control chamber 78 in the opening direction 52.
  • the opening stroke of the first nozzle needle 8 and thus of the first drive piston 18 increases.
  • the mutually facing ends of the connecting channels 82, 83 overlap, so that the hydraulic connection 81 is opened, whereby the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated. Accordingly, the pressure prevailing on the control surface 79 can now be transmitted to the second booster surface via the second hydraulic pressure transmission path 47
  • the first drive piston 18 operates as a control slide, so that the switching between the activated state and the deactivated state of the second hydraulic pressure transmission path 47 is controlled directly as a function of the stroke position of the first nozzle needle 8.
  • a predetermined advance stroke can be set particularly precisely for the first nozzle needle 8, up to which the first nozzle needle 8 is to lift off the first sealing seat 10 before the second nozzle needle 15 is to open.
  • the stroke movement of the first nozzle needle 8 correlates with the stroke movement of the control piston 38, this also results in (indirect) control of the second hydraulic pressure transmission path 47 as a function of a predetermined control piston stroke.
  • the second hydraulic pressure transmission path 47 in the other illustrated embodiments is controlled directly as a function of the predetermined control piston stroke, since there the control piston 38 works as a slide which opens or blocks the hydraulic connection 48. Since the opening movement of the control piston 38 correlates with the opening movement of the first nozzle needle 8, a desired advance stroke for the first nozzle needle 8 can also be implemented more or less precisely by a corresponding selection of the switching value 53. All embodiments have in common that only a single control piston 38 and, accordingly, only a single actuator is required in order to actuate both nozzle needles 8, 15 separately or in succession to open them. This results in a particularly simple and therefore inexpensive construction for the injection nozzle 1.

Abstract

The invention relates to an injector (1) for an internal combustion engine, comprising a nozzle body (2) having at least one injection hole (5) that can be controlled with a first injector needle (8) and at least a second injection hole (6) that can be controlled with a second injector needle (15). A simplified construction of said injector (1) can be realized by coupling a first drive piston (18) to the first injector needle (8), wherein said drive piston has a first transmission surface (20) that is hydraulically coupled to a control surface (40) of a control piston (38) by means of a first pressure transmission path (44). A second drive piston (28) is coupled to the second injector needle (15) and has a second transmission surface (30) that can be hydraulically coupled to a control surface (43) of the control piston (38) by means of a second activatable and deactivatable hydraulic pressure transmission path (47). Activation and deactivation of the second pressure transmission path (47) is controlled depending on the control piston stroke.

Description

Einspritzdüse für BrennkraftmaschinenInjection nozzle for internal combustion engines
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines with the features of the preamble of claim 1.
Eine derartige Einspritzdüse ist beispielsweise aus der DE 100 58 153 Al bekannt und besitzt einen Düsenkörper, an dem wenigstens ein erstes Spritzloch sowie wenigstens ein zweites Spritzloch ausgebildet sind. In einer ersten Nadelführung des Düsenkörpers ist eine als Hohlnadel ausgebildete erste Düsennadel geführt, mit der die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine erste Spritzloch steuerbar ist. In der ersten Düsennadel ist koaxial eine zweite Düsennadel angeordnet, mit der die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine zweite Spritzloch steuerbar ist. Bei der bekannten Einspritzdüse ist die zweite Düsennadel mit einem Antriebskolben antriebsverbunden, der in einem Steuerraum eine bei Druckbeaufschlagung in Schließrichtung wirksame Steuerfläche aufweist. Die zweite Düsennadel besitzt eine Druckstufe, d.h. eine Querschnittsfläche eines zwischen zweiter Düsennadel und Düsenkörper ausgebildeten zweiten Ventilsitzes ist kleiner als eine Querschnittsfläche einer in der ersten Düsennadel zur Führung der zweiten Düsennadel ausgebildeten zweiten Nadelführung. Bei geöffneter erster Düsennadel wird die Druckstufe der zweiten Düsennadel mit Druck beaufschlagt, wobei die Druckstufe der zweiten Düsennadel in Öffnungsrichtung wirkt. Wenn bei erster Düsennadel zusätzlich auch die zweite Düsennadel geöffnet werden soll, kann im Steuerraum der Druck abgesenkt werden, so dass die Öffnungskraft an der Druckstufe der zweiten Düsennadel überwiegt. Der zur Betätigung der zweiten Düsennadel erforderliche Aufwand ist hierbei relativ groß.Such an injection nozzle is known for example from DE 100 58 153 Al and has a nozzle body on which at least one first spray hole and at least one second spray hole are formed. A first nozzle needle designed as a hollow needle is guided in a first needle guide of the nozzle body, with which the injection of fuel through the at least one first spray hole can be controlled. A second nozzle needle is arranged coaxially in the first nozzle needle, with which the injection of fuel through the at least one second spray hole can be controlled. In the known injection nozzle, the second nozzle needle is drive-connected to a drive piston which, in a control chamber, has a control surface which is effective when pressure is applied in the closing direction. The second nozzle needle has a pressure stage, ie a cross-sectional area of a second valve seat formed between the second nozzle needle and the nozzle body is smaller than a cross-sectional area of one formed in the first nozzle needle for guiding the second nozzle needle. When the first nozzle needle is open, the pressure stage of the second nozzle needle is pressurized, the pressure stage of the second nozzle needle acting in the opening direction. If the second nozzle needle is also to be opened with the first nozzle needle, the pressure in the control chamber can be reduced so that the opening force at the pressure stage of the second nozzle needle predominates. The effort required to actuate the second nozzle needle is relatively large.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Einspritzdüse mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass nur ein einziger Aktuator oder Aktor erforderlich ist, um beide Düsennadeln anzusteuern. Hierdurch ergibt sich ein erheblich vereinfachter Aufbau für die Einspritzdüse, so dass diese kostengünstiger hergestellt werden kann.The injection nozzle according to the invention with the features of the independent claim has the advantage over the fact that only a single actuator or actuator is required to control both nozzle needles. This results in a considerably simplified structure for the injection nozzle, so that it can be manufactured more cost-effectively.
Die Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, die an den Antriebskolben der beiden Düsennadeln anliegenden Drücke mit nur einem einzigen Steuerkolben zu steuern, wobei zwischen dem Steuerkolben und dem jeweiligen zur Betätigung der zugehörigen Düsennadel dienenden Antriebskolben jeweils eine hydraulische Druckübertragungsstrecke vorgesehen ist. Während die zwischen dem Steuerkolben und dem zur Betätigung der ersten Düsennadel vorgesehen ersten Antriebskolben ausgebildete erste hydraulische Druckübertragungsstrecke permanent aktiv ist, schlägt die Erfindung vor, die zwischen dem Steuerkolben und dem zur Betätigung der zweiten Düsennadel vorgesehenen zweiten Antriebskolben ausgebildete zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke steuerbar auszugestalten, derart, dass die zweite Druckübertragungsstrecke zwischen einem aktivierten und einem deaktivierten Zustand umschaltbar ist. Das Umschalten zwischen aktiviertem Zustand und deaktiviertem Zustand wird dabei in Abhängigkeit des Steuerkolbenhubs gesteuert. Das bedeutet, dass ein Öffnungshub des Steuerkolbens in jedem Fall einen Öffnungshub der ersten Düsennadel bewirkt und nach dem hubgesteuerten Umschalten zwischen deaktiviertem Zustand und aktiviertem Zustand zusätzlich einen Öffnungshub der zweiten Düsennadel bewirkt.The invention is based on the general idea of controlling the pressures applied to the drive pistons of the two nozzle needles with only a single control piston, a hydraulic pressure transmission path being provided between the control piston and the respective drive piston serving to actuate the associated nozzle needle. While the first hydraulic pressure transmission path formed between the control piston and the first drive piston provided for actuating the first nozzle needle is permanently active, the invention proposes to make the second hydraulic pressure transmission path designed between the control piston and the second drive piston provided for actuation of the second nozzle needle controllable that the second pressure transmission path between an activated and is switchable in a deactivated state. The switchover between the activated state and the deactivated state is controlled as a function of the control piston stroke. This means that an opening stroke of the control piston always causes an opening stroke of the first nozzle needle and, after the stroke-controlled switching between deactivated state and activated state, additionally causes an opening stroke of the second nozzle needle.
Beide Düsennadeln können somit direkt mit nur einem einzigen Steuerkolben, also mit einem einzigen Aktor angesteuert werden, was den Aufbau der erfindungsgemäßen Einspritzdüse vereinfacht. Desweiteren kann das Einspritzverhalten bzw. die Einspritzcharakteristik der Einspritzdüse verbessert werden, insbesondere lassen sich extrem kurze Einspritzzeiten realisieren.Both nozzle needles can thus be controlled directly with only a single control piston, that is to say with a single actuator, which simplifies the construction of the injection nozzle according to the invention. Furthermore, the injection behavior or the injection characteristic of the injection nozzle can be improved, in particular extremely short injection times can be achieved.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke bei einem vorbestimmten Steuerkolbenhub zwischen ihrem aktivierten und ihrem deaktivierten Zustand umschalten, wobei dieser Steuerkolbenhub dann so gewählt ist, dass bei einer Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens bis zum Erreichen des vorbestimmten Steuerkolbenhubs die erste Düsennadel einen Öffnungshub durchführt, während die zweite Düsennadel in ihrer Schließstellung verbleibt, und dass bei einer über den vorbestimmten Steuerkolbenhub hinaus gehenden Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens auch die zweite Düsennadel einen Öffnungshub durchführt. Über den vorgegebenen Steuerkolbenhub wird somit für den Steuerkolben ein Hubbereich definiert, in dem der Steuerkolben nur die erste Düsennadel betätigt. Erst bei einem über den vorgegebenen Steuerkolbenhub hinausgehenden Öffnungshub betätigt der Steuerkolben auch die zweite Düsennadel. Hierdurch wird es besonders einfach möglich, eine Kraftstoffeinspritzung entweder nur durch das wenigstens eine erste Spritzloch oder sowohl durch das wenigstens eine erste Spritzloch als auch durch das wenigstens eine zweite Spritzloch durchzuführen. Dabei ist die Zeit zwischen dem Öffnen der ersten Düsennadel und dem Öffnen der zweiten Düsennadel quasi frei wählbar.According to a particularly advantageous development, the second hydraulic pressure transmission path can switch between its activated and its deactivated state during a predetermined control piston stroke, this control piston stroke then being selected such that when the control piston moves in an opening stroke until the predetermined control piston stroke is reached, the first nozzle needle performs an opening stroke, while the second nozzle needle remains in its closed position, and that the opening nozzle movement also carries out an opening stroke when the opening of the control piston moves beyond the predetermined control piston stroke. Via the predefined control piston stroke, a stroke range is thus defined for the control piston, in which the control piston actuates only the first nozzle needle. Only when the opening stroke goes beyond the predetermined control piston stroke does the control piston also actuate the second nozzle needle. This makes it particularly easy to make one Perform fuel injection either only through the at least one first spray hole or both through the at least one first spray hole and through the at least one second spray hole. The time between the opening of the first nozzle needle and the opening of the second nozzle needle is virtually free to choose.
Entsprechend besonders vorteilhafter Ausführungsformen kann ein zweiter Steuerraum, der zur Betätigung des zweiten Antriebskolbens dient, über eine steuerbare Hydraulikverbindung an eine Zuführungsleitung anschließbar sein, die den Spritzlöchern unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zuführt. Diese Hydraulikverbindung ist in Abhängigkeit der Steuerkolbenstellung zum Öffnen und Sperren gesteuert, wobei die zweite hydraulische Druckübertragungstrecke bei geöffneter Hydraulikverbindung deaktiviert und bei gesperrter Hydraulikverbindung aktiviert ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Inkompressibilität des verwendeten Hydraulikmediums, also des Kraftstoffs, ausgenutzt, um die zweite Druckübertragungsstrecke zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Solange die Hydraulikverbindung offen ist, kommuniziert der zweite Steuerraum mit der Zuführungs- eitung, mit der Folge, dass die zweite Druckübertragungstrecke zur Zuführungsleitung hin offen ist. Innerhalb der zweiten Druckübertragungsstrecke verdrängtes Hydraulik- edium, das in den zweiten Steuerraum gefördert oder aus dem zweiten Steuerraum verdrängt oder angesaugt wird, kann dann unmittelbar von der Zuführungsleitung aufgenommen bzw. über die Zuführungsleitung ersetzt werden. Wobei der Druck im zweiten Steuerraum quasi konstant bleibt und dem in der Zuführungsleitung herrschenden Druck entspricht.According to particularly advantageous embodiments, a second control chamber, which is used to actuate the second drive piston, can be connectable via a controllable hydraulic connection to a supply line which supplies fuel under high pressure to the spray holes. This hydraulic connection is controlled as a function of the control piston position for opening and locking, the second hydraulic pressure transmission path being deactivated when the hydraulic connection is open and activated when the hydraulic connection is blocked. In this embodiment, the incompressibility of the hydraulic medium used, ie the fuel, is used to activate or deactivate the second pressure transmission path. As long as the hydraulic connection is open, the second control chamber communicates with the feed line, with the result that the second pressure transmission path to the feed line is open. Hydraulic medium displaced within the second pressure transmission path, which is conveyed into the second control chamber or displaced or sucked out of the second control chamber, can then be picked up directly by the feed line or replaced via the feed line. The pressure in the second control room remains virtually constant and corresponds to the pressure prevailing in the supply line.
Sobald jedoch die Hydraulikverbindung gesperrt ist, ist auch die zweite Druckübertragungsstrecke zumindest für dynamische Vorgänge quasi hermetisch dicht, mit der Folge, dass Hydraulikmittel, das in den zweiten Steuerraum gefördert wird oder aus dem zweiten Steuerraum angesaugt oder verdrängt wird, einen entsprechenden Druckanstieg bzw. Druckabfall im zweiten Steuerraum erzeugt.However, as soon as the hydraulic connection is blocked, the second pressure transmission path is quasi hermetically sealed, at least for dynamic processes, with the result that Hydraulic medium, which is conveyed into the second control chamber or is sucked in or displaced from the second control chamber, generates a corresponding pressure increase or pressure drop in the second control chamber.
Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung kann ein Abschnitt der Hydraulikverbindung im Steuerkolben ausgebildet sein. Durch diese Bauweise ergibt sich ein direkter Zusammenhang zwischen Steuerkolbenhub und Schaltbetätigung der zweiten Druckübertragungsstrecke .In an expedient development, a section of the hydraulic connection can be formed in the control piston. This design results in a direct relationship between the control piston stroke and shift actuation of the second pressure transmission path.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die steuerbare Hydraulikverbindung intern in der zweiten Druckübertragungsstrecke ausgebildet sein, wobei über die Hydraulikverbindung dann ein erster Übersetzerraum, in dem eine erste Übersetzerfläche des ersten Antriebskolbens angeordnet ist, an einen zweiten Übersetzerraum, in den eine zweite Übersetzerfläche des zweiten Antriebskolbens angeordnet ist, anschließbar ist. Die Hydraulikverbindung ist wieder in Abhängigkeit der Steuerkolbenstellung zum Öffnen und Sperren gesteuert, wobei die zweite Druckübertragungsstrecke im Unterschied zu der weiter oben angeführten Ausführungsform bei geöffneter Hydraulikverbindung aktiviert und bei gesperrter Hydraulikverbindung deaktiviert ist. Bei dieser Ausführungsform vereinfacht sich der Aufbau der hydraulischen Streckenführung innerhalb der Einspritzdüse, da bis zur steuerbaren Hydraulikverbindung die zweite Druckübertragungsstrecke mit der ersten Druckübertragungsstrecke zusammenfallen kann.In another embodiment, the controllable hydraulic connection can be formed internally in the second pressure transmission path, with a first transmission space, in which a first transmission surface of the first drive piston is arranged, to a second transmission space, in which a second transmission surface of the second drive piston is arranged, via the hydraulic connection is connectable. The hydraulic connection is again controlled as a function of the control piston position for opening and blocking, the second pressure transmission path being activated in contrast to the embodiment mentioned above when the hydraulic connection is open and deactivated when the hydraulic connection is blocked. In this embodiment, the construction of the hydraulic route guidance within the injection nozzle is simplified, since the second pressure transmission route can coincide with the first pressure transmission route up to the controllable hydraulic connection.
Zweckmäßig ist hier eine Weiterbildung, bei welcher ein Abschnitt der Hydraulikverbindung im ersten Antriebskolben ausgebildet ist. Dementsprechend erfolgt die Steuerung der Hydraulikverbindung dann nur noch indirekt in Abhängigkeit des Steuerkolbenhubs und dafür direkt in Abhängigkeit des Öffnungshubs der mit dem ersten Antriebskolben antriebsverbundenen ersten Düsennadel. Dies ist von besonderem Vorteil, da so die zweite Düsennadel exakt dann zum Öffnen angesteuert werden kann, wenn die erste Düsennadel beim Öffnen einen vorbestimmten Vorhub durchgeführt hat.A further development is expedient here, in which a section of the hydraulic connection is formed in the first drive piston. Accordingly, the hydraulic connection is then only controlled indirectly as a function of the control piston stroke and instead directly as a function of the Opening strokes of the first nozzle needle, which is connected to the first drive piston. This is of particular advantage since the second nozzle needle can be actuated to open exactly when the first nozzle needle has performed a predetermined preliminary stroke when opening.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the injection nozzle according to the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einspritzdüse sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch:Embodiments of the injection nozzle according to the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below, the same reference numerals referring to the same or similar or functionally identical components. Each shows schematically:
Fig. 1 bis 4 jeweils einen stark vereinfachten Prinzip- Längsschnitt durch eine Einspritzdüse nach der Erfindung, bei unterschiedlichen Ausführungsformen .Fig. 1 to 4 each a greatly simplified principle- longitudinal section through an injection nozzle according to the invention, in different embodiments.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Entsprechend Fig. 1 besitzt eine erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 einen nur teilweise dargestellten Düsenkörper 2. Die Einspritzdüse 1 dient zur Kraftstoffversorgung eines Zylinders einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Im montierten Zustand ragt eine Düsenspitze 3 in einen Brennraum 4 oder in einen Vormischraum 4 des jeweiligen Zylinders hinein, derart, dass wenigstens ein erstes Spritzloch 5 und wenigstens ein zweites Spritzloch 6 bei einer entsprechenden Betätigung der Einspritzdüse 1 Kraftstoff in den Brennraum/Vormischraum 4 eindüsen können. Es ist klar, dass die Einspritzdüse 1 mehrere erste Spritzlöcher 5 und/oder mehrere zweite Spritzlöcher 6 aufweisen kann, die dann zweckmäßig jeweils ringförmig, in Umfangsrichtung entlang der Düsenspitze 3 verteilt angeordnet sind.1, an injection nozzle 1 according to the invention has a nozzle body 2 that is only partially shown. The injection nozzle 1 is used to supply fuel to a cylinder of an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle. In the assembled state, a nozzle tip 3 projects into a combustion chamber 4 or into a premixing chamber 4 of the respective cylinder, in such a way that at least one first spray hole 5 and at least one second spray hole 6 when the injection nozzle 1 is actuated accordingly, fuel can be injected into the combustion chamber / premixing chamber 4. It is clear that the injection nozzle 1 can have a plurality of first spray holes 5 and / or a plurality of second spray holes 6, which are then expediently each arranged in a ring, distributed in the circumferential direction along the nozzle tip 3.
Der Düsenkörper 2 enthält eine erste Nadelführung 7, in der eine erste Düsennadel 8 hubverstellbar gelagert ist. Die erste Düsennadel 8 dient zur Steuerung des wenigstens einen ersten Spritzlochs 5. Zu diesem Zweck ist zwischen einer den Spritzlöchern 5, 6 zugewandten ersten Nadelspitze 9 der ersten Düsennadel 8 und der Düsenspitze 3 ein erster Dichtsitz 10 ausgebildet, der bezüglich einer Kraftstoffversorgung des wenigstens einen ersten Spritzlochs 5 stromauf des wenigstens einen ersten Spritzlochs 5 angeordnet ist.The nozzle body 2 contains a first needle guide 7 in which a first nozzle needle 8 is mounted so as to be stroke-adjustable. The first nozzle needle 8 is used to control the at least one first spray hole 5. For this purpose, a first sealing seat 10 is formed between a first needle tip 9 of the first nozzle needle 8 facing the spray holes 5, 6 and the nozzle tip 3, which is used to supply the at least one fuel with fuel first spray hole 5 is arranged upstream of the at least one first spray hole 5.
Die Kraftstoffversorgung der Spritzlöcher 5, 6 erfolgt über eine Zuführungsleitung 11, die im Düsenkörper 2 ausgebildet ist, eingangsseitig mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt wird und ausgangsseitig in einen Düsenraum 12 einmündet. Vom Düsenraum 12 führt ein radial zwischen erster Düsennadel 8 und Düsenkörper 2 ausgebildeter Ringraum 13 zu den Spritzlöchern 5, 6. Zur Versorgung der Zuführungsleitung 11 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff kann die Zuführungsleitung 11 an eine hier nicht gezeigte Hochdrucksammelleitung angeschlossen sein, die von einer Hochdruckpumpe gespeist wird und an welche die Zuführungsleitungen 11 von mehreren Einspritzdüsen 1 angeschlossen sind („Common-Rail-Prinzip") . Ebenso ist es möglich, die Zuführungsleitung 11 direkt an eine entsprechende Hochdruckpumpe anzuschließen. Die erste Düsennadel 8 ist als Hohlnadel ausgebildet und enthält eine zweite Nadelführung 14, in welcher eine zweite Düsennadel 15 koaxial zur ersten Düsennadel 8 hubverstellbar gelagert ist. Die zweite Düsennadel 15 dient zur Steuerung des wenigstens einen zweiten Spritzlochs 6. Hierzu ist zwischen einer den Spritzlöchern 5, 6 zugewandten zweiten Nadelspitze 16 und der Düsenspitze 3 ein zweiter Dichtsitz 17 ausgebildet, der stromab des wenigstens einen ersten Spritzlochs 5 und stromauf des wenigstens einen zweiten Spritzlochs 6 angeordnet ist. Die Dichtsitze 10, 17 erstrecken sich jeweils in ümfangsrichtung ringförmig und linienförmig.The fuel supply to the spray holes 5, 6 takes place via a supply line 11 which is formed in the nozzle body 2, is supplied with fuel at high pressure on the inlet side and opens into a nozzle chamber 12 on the outlet side. An annular space 13, which is formed radially between the first nozzle needle 8 and the nozzle body 2, leads from the nozzle space 12 to the spray holes 5, 6. In order to supply the supply line 11 with fuel under high pressure, the supply line 11 can be connected to a high-pressure manifold, not shown here, which is connected to a high-pressure pump is fed and to which the supply lines 11 of several injection nozzles 1 are connected (“common rail principle”). It is also possible to connect the supply line 11 directly to a corresponding high-pressure pump. The first nozzle needle 8 is designed as a hollow needle and contains a second needle guide 14, in which a second nozzle needle 15 is mounted in a stroke-adjustable manner coaxial with the first nozzle needle 8. The second nozzle needle 15 is used to control the at least one second spray hole 6. For this purpose, a second sealing seat 17 is formed between a second needle tip 16 facing the spray holes 5, 6 and the nozzle tip 3, which is downstream of the at least one first spray hole 5 and upstream of the at least one second spray hole 6 is arranged. The sealing seats 10, 17 each extend in the circumferential direction in an annular and linear manner.
Bei geschlossener erster Düsennadel 8 sind sowohl das wenigstens eine erste Spritzloch 5 als auch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 von der KraftstoffZuführung abgetrennt. Bei geöffneter erster Düsennadel 8 und geschlossener zweiter Düsennadel 15 kommuniziert das wenigstens eine erste Spritzloch 5 mit der Kraftstoffversorgung, während das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 von der KraftstoffZuführung abgesperrt ist. Wenn beide Düsennadeln 8, 15 geöffnet sind, kommunizieren alle Spritzlöcher 5, 6 mit der KraftstoffVersorgung.When the first nozzle needle 8 is closed, both the at least one first spray hole 5 and the at least one second spray hole 6 are separated from the fuel supply. When the first nozzle needle 8 is open and the second nozzle needle 15 is closed, the at least one first spray hole 5 communicates with the fuel supply, while the at least one second spray hole 6 is shut off from the fuel supply. When both nozzle needles 8, 15 are open, all spray holes 5, 6 communicate with the fuel supply.
Zum Antrieb der ersten Düsennadel 8 ist ein erster Antriebskolben 18 vorgesehen, der im Düsenkörper 2 hubverstellbar gelagert ist und mit der ersten Düsennadel 8 antriebsgekoppelt ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform stützt sich der erste Antriebskolben 18 über eine Scheibe 19 an der ersten Düsennadel 8 ab. Da im Betrieb der Einspritzdüse 1 am ersten Antriebskolben 18 und an der ersten Düsennadel 8 permanent Kräfte angreifen, die den ersten Antriebskolben 18 gegen die erste Düsennadel 8 andrücken, ist es nicht zwingend erforderlich, dass die erste Düsennadel 8 fest mit dem ersten Antriebskolben 18 verbunden ist. Die einzelnen Bauteile (erste Düsennadel 8, Scheibe 19, erster Antriebskolben 18) können daher insbesondere lose aufeinander liegen. Die genannten Bauteile 8, 19, 18 bilden eine funktionale Einheit, die komplett hubverstellbar ist. Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei welcher der erste Antriebskolben 18 fest mit der ersten Düsennadel 8 verbunden ist, insbesondere können der erste Antriebskolben 18 und die erste Düsennadel 8 auch einteilig ausgebildet sein.For driving the first nozzle needle 8, a first drive piston 18 is provided, which is mounted in a stroke-adjustable manner in the nozzle body 2 and is drive-coupled to the first nozzle needle 8. In the embodiment shown here, the first drive piston 18 is supported on the first nozzle needle 8 via a disk 19. Since, during operation of the injection nozzle 1, forces permanently act on the first drive piston 18 and on the first nozzle needle 8, which press the first drive piston 18 against the first nozzle needle 8, it is not absolutely necessary that the first nozzle needle 8 be fixed to the first drive piston 18 connected is. The individual components (first nozzle needle 8, disk 19, first drive piston 18) can therefore in particular lie loosely on one another. The components 8, 19, 18 mentioned form a functional unit which is completely adjustable in terms of stroke. An embodiment is also possible in which the first drive piston 18 is fixedly connected to the first nozzle needle 8, in particular the first drive piston 18 and the first nozzle needle 8 can also be formed in one piece.
Der erste Antriebskolben 18 weist eine erste Übersetzerfläche 20 auf, die in einem ersten Übersetzerraum 21 angeordnet und dort mit einem Druck beaufschlagbar ist. Die erste Übersetzerfläche 20 ist den Spritzlöchern 5, 6 zugewandt und somit bei einer Druckbeaufschlagung in Öffnungsrichtung der ersten Düsennadel 8 wirksam. Der erste Antriebskolben 18 weist außerdem eine erste Kompensatorflache 22 auf, die in einem ersten Kompensatorraum 23 angeordnet und dort mit einem Druck beaufschlagbar ist. Die erste Kompensatorflache 22 ist entgegengesetzt zur ersten Übersetzerfläche 20 angeordnet und somit von den Spritzlöchern 5, 6 abgewandt, so dass die erste Kompensatorfläche 22 bei einer Druckbeaufschlagung in Schließrichtung der ersten Düsennadel 8 wirksam ist. Des weiteren ist eine erste Feder 24 vorgesehen, welche die erste Düsennadel 8 in Schließrichtung vorspannt. Zu diesem Zweck stützt sich die erste Feder 24 hier einenends am Düsenkörper 2 und andernends über die Scheibe 19 an der ersten Düsennadel 8 ab. Die erste Düsennadel 8 ist zusätzlich mit einer ersten Druckstufe 25 ausgestattet, die den Spritzlöchern 5, 6 zugewandt ist und somit bei einer Druckbeaufschlagung in Öffnungsrichtung der ersten Düsennadel 8 wirkt. Die erste Druckstufe 25 ergibt sich aus der Differenz zwischen der Querschnittsfläche der ersten Nadelführung 7 und der Querschnittsfläche des ersten Dichtsitzes 10. Die erste Druckstufe 25 ist hier teilweise im Düsenraum 12 und teilweise im Ringraum 13 angeordnet.The first drive piston 18 has a first translator surface 20, which is arranged in a first translator chamber 21 and can be pressurized there. The first translator surface 20 faces the spray holes 5, 6 and is thus effective when pressure is applied in the opening direction of the first nozzle needle 8. The first drive piston 18 also has a first compensator surface 22, which is arranged in a first compensator chamber 23 and can be pressurized there. The first compensator surface 22 is arranged opposite to the first translator surface 20 and thus facing away from the spray holes 5, 6, so that the first compensator surface 22 is effective when pressure is applied in the closing direction of the first nozzle needle 8. Furthermore, a first spring 24 is provided, which prestresses the first nozzle needle 8 in the closing direction. For this purpose, the first spring 24 is supported here at one end on the nozzle body 2 and at the other end via the disk 19 on the first nozzle needle 8. The first nozzle needle 8 is additionally equipped with a first pressure stage 25, which faces the spray holes 5, 6 and thus acts when the first nozzle needle 8 is pressurized in the opening direction. The first pressure stage 25 results from the difference between the cross-sectional area of the first needle guide 7 and the cross-sectional area of the first Sealing seat 10. The first pressure stage 25 is arranged here partly in the nozzle chamber 12 and partly in the annular chamber 13.
Im Bereich der Scheibe 19 ist im Düsenkörper 2 ein Leckageraum 26 ausgebildet, der über einen Leckagekanal 27 mit einem relativ drucklosen Reservoir, z.B. Kraftstofftank, kommuniziert. In diesem Leckageraum 26 ist auch die erste Feder 24 untergebracht.In the area of the disc 19, a leakage space 26 is formed in the nozzle body 2, which is connected via a leakage channel 27 to a relatively unpressurized reservoir, e.g. Fuel tank, communicates. The first spring 24 is also accommodated in this leakage space 26.
Zum Antrieb der zweiten Düsennadel 15 ist ein zweiter Antriebskolben 28 vorgesehen, der in geeigneter Weise mit der zweiten Düsennadel 15 antriebsgekoppelt ist. Analog zur Kopplung zwischen erstem Antriebskolben 18 und erster Düsennadel 8 kann auch der zweite Antriebskolben 28 bei einer Trennlinie 29 lose an der zweiten Düsennadel 15 anliegen. Ebenso ist eine feste Verbindung zwischen zweitem Antriebskolben 28 und zweiter Düsennadel 15 möglich. Jedenfalls bilden auch zweiter Antriebskolben 28 und zweite Düsennadel 15 eine funktionale Einheit, die als Ganzes hubverstellbar ist. Der zweite Antriebskolben 28 weist eine zweite Übersetzerfläche 30 auf, die in einem zweiten Übersetzerraum 31 angeordnet und dort mit einem Druck beaufschlagbar ist. Die zweite Übersetzerfläche 30 ist von den Spritzlöchern 5, 6 abgewandt und somit bei einer Druckbeaufschlagung in Schließrichtung der zweiten Düsennadel 15 wirksam. Im Bereich des zweiten Übersetzerraums 31 ist eine zweite Feder 32 vorgesehen, welche die zweite Düsennadel 15 in Schließrichtung vorspannt. Hierzu ist die zweite Feder 32 einenends am Düsenkörper 2 und andernends über den zweiten Antriebskolben 28, an dessen zweiter Übersetzerfläche 30, an der zweiten Düsennadel 15 abgestützt.To drive the second nozzle needle 15, a second drive piston 28 is provided, which is suitably drive-coupled to the second nozzle needle 15. Analogous to the coupling between the first drive piston 18 and the first nozzle needle 8, the second drive piston 28 can also rest loosely on the second nozzle needle 15 at a dividing line 29. A fixed connection between the second drive piston 28 and the second nozzle needle 15 is also possible. In any case, the second drive piston 28 and the second nozzle needle 15 also form a functional unit which is adjustable as a whole. The second drive piston 28 has a second translator surface 30, which is arranged in a second translator chamber 31 and can be pressurized there. The second translator surface 30 faces away from the spray holes 5, 6 and is therefore effective when pressure is applied in the closing direction of the second nozzle needle 15. In the area of the second translator space 31, a second spring 32 is provided, which prestresses the second nozzle needle 15 in the closing direction. For this purpose, the second spring 32 is supported at one end on the nozzle body 2 and at the other end via the second drive piston 28, on the second translating surface 30, on the second nozzle needle 15.
Die zweite Düsennadel 15 ist mit einer zweiten Druckstufe 33 ausgestattet, die durch die Differenz zwischen der Querschnittsfläche der zweiten Nadelführung 14 und der Querschnittsfläche des zweiten Dichtsitzes 17 ausgebildet ist. Bei einer Druckbeaufschlagung wirkt die zweite Druckstufe 33 in Öffnungsrichtung der zweiten Düsennadel 15. Bei geschlossener erster Düsennadel 8 ist die zweite Druckstufe 33 inaktiv, so dass die vollen Schließkräfte der zweiten Feder 32 und der zweiten Übersetzerfläche 30 wirken. Bei geöffneter erster Düsennadel 8 liegt an der zweiten Druckstufe 33 ein Druck an, der in Öffnungsrichtung der zweiten Düsennadel 15 wirkt und die zum Öffnen der zweiten Düsennadel 15 erforderlichen Öffnungskräfte reduziert.The second nozzle needle 15 is equipped with a second pressure stage 33, which is determined by the difference between the Cross-sectional area of the second needle guide 14 and the cross-sectional area of the second sealing seat 17 is formed. When pressure is applied, the second pressure stage 33 acts in the opening direction of the second nozzle needle 15. When the first nozzle needle 8 is closed, the second pressure stage 33 is inactive, so that the full closing forces of the second spring 32 and the second transmission surface 30 act. When the first nozzle needle 8 is open, a pressure is present at the second pressure stage 33, which acts in the opening direction of the second nozzle needle 15 and reduces the opening forces required to open the second nozzle needle 15.
Der erste Übersetzerraum 21 kommuniziert über einen ersten Steuerkanal 34 mit einem ersten Steuerraum 35. In entsprechender Weise kommuniziert auch der zweite Übersetzerraum 31 über einen zweiten Steuerkanal 36 mit einem zweiten Steuerraum 37.The first translator room 21 communicates with a first control room 35 via a first control channel 34. In a corresponding manner, the second translator room 31 also communicates with a second control room 37 via a second control channel 36.
Die Einspritzdüse 1 enthält außerdem einen Steuerkolben 38, der im Düsenkörper 2 hubverstellbar gelagert ist. Der Steuerkolben 38 ist mit einem in Fig. 1 nicht gezeigten Aktor oder Aktuator antriebsverbunden, z.B. über eine Antriebsstange 39. Der Steuerkolben 38 weist eine erste Steuerfläche 40 auf, die an einem ersten Ende 41 des Steuerkolbens 38 ausgebildet, im ersten Steuerraum 35 angeordnet und dort mit einem Druck beaufschlagbar ist. An einem dem ersten Ende 41 entgegengesetzten zweiten Ende 42 besitzt der Steuerkolben 38 eine zweite Steuerfläche 43, die im zweiten Steuerraum 37 angeordnet und dort mit Druck beaufschlagbar ist.The injection nozzle 1 also contains a control piston 38 which is mounted in a stroke-adjustable manner in the nozzle body 2. The control piston 38 is drive-connected to an actuator or actuator, not shown in FIG. 1, e.g. via a drive rod 39. The control piston 38 has a first control surface 40 which is formed at a first end 41 of the control piston 38, is arranged in the first control chamber 35 and can be pressurized there. At a second end 42 opposite the first end 41, the control piston 38 has a second control surface 43 which is arranged in the second control chamber 37 and can be pressurized there.
Zwischen dem Steuerkolben 38 und dem ersten Antriebskolben 18 ist somit eine erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 ausgebildet, über welche die erste Übersetzerfläche 20 mit der ersten Steuerfläche 40 hydraulisch gekoppelt ist. Der erste Steuerraum 35 kommuniziert über eine Einspeisleitung 45 mit der Zuführungsleitung 11, wobei in der Einspeisleitung 45 ein Ξinspeisventil 46 angeordnet ist, das hier als Rückschlagsperrventil ausgestaltet ist und zum ersten Steuerraum 35 hin durchlässig und zur Zuführungsleitung 11 hin sperrend ausgestaltet ist. Auf diese Weise herrscht im ersten Steuerraum 35 und somit im ersten Übersetzerraum 21 zumindest etwa derselbe Druck wie in der Zuführungsleitung 11.A first hydraulic pressure transmission path 44 is thus formed between the control piston 38 and the first drive piston 18, via which the first booster surface 20 with the first control surface 40 is hydraulic is coupled. The first control chamber 35 communicates via a feed line 45 with the feed line 11, a feed valve 46 being arranged in the feed line 45, which is designed here as a non-return check valve and is permeable to the first control chamber 35 and is designed to block the feed line 11. In this way, at least approximately the same pressure as in the supply line 11 prevails in the first control chamber 35 and thus in the first booster chamber 21.
In entsprechender Weise ist zwischen dem Steuerkolben 38 und dem zweiten Antriebskolben 28 eine zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 ausgebildet, über welche die zweite Steuerfläche 43 mit der zweiten Übersetzerfläche 30 hydraulisch gekoppelt ist. Der zweite Steuerraum 37 ist über eine Hydraulikverbindung 48 an die Zuführungsleitung 11 anschließbar, so dass im kommunizierenden Zustand im zweiten Steuerraum 37 und somit auch im zweiten Übersetzerraum 31 derselbe Druck herrscht wie in der Zuführungsleitung 11. Die Hydraulikverbindung 48 ist steuerbar ausgestaltet, derart, dass sie geöffnet und gesperrt werden kann. Erreicht wird dies dadurch, dass die Hydraulikverbindung 48 im Düsenkörper 2 so verlegt ist, dass der Steuerkolben 38 nach Art eines Schiebers arbeitet und in Abhängigkeit seiner Hubstellung die Hydraulikverbindung 48 sperrt oder freigibt.In a corresponding manner, a second hydraulic pressure transmission path 47 is formed between the control piston 38 and the second drive piston 28, via which the second control surface 43 is hydraulically coupled to the second booster surface 30. The second control chamber 37 can be connected to the feed line 11 via a hydraulic connection 48, so that the communicating state in the second control room 37 and thus also in the second booster chamber 31 is the same pressure as in the feed line 11. The hydraulic connection 48 is designed to be controllable in such a way that it can be opened and locked. This is achieved in that the hydraulic connection 48 is laid in the nozzle body 2 such that the control piston 38 operates in the manner of a slide and, depending on its stroke position, blocks or releases the hydraulic connection 48.
Im vorliegenden Fall ist ein Abschnitt 49 der Hydraulikverbindung 48 innerhalb des Steuerkolbens 38 ausgebildet. Dieser Abschnitt 49 kommuniziert einerseits mit dem zweiten Steuerraum 37 und andererseits mit einem Ringraum 50 der Hydraulikverbindung 48, der über einen Kanal 51 der Hydraulikverbindung 48 mit der Zuführungsleitung 11 kommuniziert. In der hier gezeigten Ausgangsstellung ergibt sich dabei eine Überlappung zwischen dem dem Ringraum 50 zugewandten Ende des Abschnitts 49 und dem Ringraum 50, so dass die Hydraulikverbindung 48 geöffnet ist.In the present case, a section 49 of the hydraulic connection 48 is formed within the control piston 38. This section 49 communicates on the one hand with the second control chamber 37 and on the other hand with an annular space 50 of the hydraulic connection 48, which communicates with the supply line 11 via a channel 51 of the hydraulic connection 48. In the starting position shown here, there is an overlap between the annular space 50 facing end of section 49 and the annular space 50, so that the hydraulic connection 48 is opened.
Bei einer Hubverstellung des Steuerkolbens 38 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Offnungsriehtung 52 wird die Verbindung zwischen dem Abschnitt 49 und dem Ringraum 50 nach einer vorbestimmten Hubstrecke" 53 abgeschnitten, d. h. die Hydraulikverbindung 48 ist dann gesperrt und es besteht keine kommunizierende Verbindung mehr zwischen der Zuführungsleitung 11 und dem zweiten Steuerraum 37.In the event of a stroke adjustment of the control piston 38 in an opening direction 52 indicated by an arrow, the connection between the section 49 and the annular space 50 is cut off after a predetermined stroke distance "53, ie the hydraulic connection 48 is then blocked and there is no longer a communicating connection between the feed line 11 and the second control room 37.
Der Kompensatorraum 23 kommuniziert über einen Kompensatorkanal 54 mit der Zuführungsleitung 11.The compensator chamber 23 communicates with the supply line 11 via a compensator channel 54.
Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 1 funktioniert wie folgt:The injection nozzle 1 according to the embodiment according to FIG. 1 functions as follows:
In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangslage sind beide Düsennadeln 8, 15 geschlossen. Im Kompensatorraum 23 und im Düsenraum 12 herrscht der Druck der Zuführungsleitung 11. Ebenso herrscht im ersten Steuerraum 35 und somit im ersten Übersetzerraum 21 der Druck der Zuführungsleitung 11. Da die Hydraulikverbindung 48 in dieser Ausgangsstellung geöffnet ist, herrscht auch im zweiten Steuerraum 37 und somit im zweiten Übersetzerraum 31 derselbe Druck wie in der Zuführungsleitung 11. Die Kräftebilanz an der Einheit aus erster Düsennadel 8 und erstem Antriebskolben 18 führt zu einer in Schließrichtung wirkenden resultierenden Kraft. Ebenso führt auch die Kräftebilanz an der Einheit aus zweiter Düsennadel 15 und zweitem Antriebskolben 28 zu einer in Schließrichtung wirksamen Kraft.In the starting position shown in Fig. 1, both nozzle needles 8, 15 are closed. The pressure of the supply line 11 prevails in the compensator chamber 23 and in the nozzle chamber 12. Likewise, the pressure of the supply line 11 prevails in the first control chamber 35 and thus in the first booster chamber 21. Since the hydraulic connection 48 is open in this starting position, the second control chamber 37 also prevails in the second booster chamber 31 the same pressure as in the supply line 11. The balance of forces on the unit consisting of the first nozzle needle 8 and the first drive piston 18 leads to a resultant force acting in the closing direction. Likewise, the balance of forces on the unit consisting of the second nozzle needle 15 and the second drive piston 28 also leads to a force acting in the closing direction.
Wenn Kraftstoff durch das wenigstens eine erste Spritzloch 5 in den Brennraum oder Vormischraum 4 eingedüst werden soll, wird der Steuerkolben 38 in Öffnungsriehtung 52 bewegt. Hierbei dringt der Steuerkolben 38 mit seiner ersten Steuerfläche 40 in den ersten Steuerraum 35 ein. Der damit einhergehende Druckanstieg wird über die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 direkt in den ersten Übersetzerraum 21 und somit an die erste Übersetzerfläche 20 übertragen. Hierdurch wird die Kräftebilanz am ersten Antriebskolben 18 verändert und zwar dahingehend, dass sich an der ersten Düsennadel 8 eine in Öffnungswirkung wirksame Kraft ergibt. Dementsprechend hebt die erste Düsennadel 8 vom ersten Dichtsitz 10 ab. Bei geöffneter erster Düsennadel 8 ist das wenigstens eine erste Spritzloch 5 mit dem Düsenraum 12 verbunden und kann dementsprechend Kraftstoff in den Brennraum bzw. Vormischraum 4 eindüsen.If fuel is to be injected into the combustion chamber or premixing chamber 4 through the at least one first spray hole 5, the control piston 38 is moved in the opening direction 52. Here, the control piston 38 penetrates into the first control chamber 35 with its first control surface 40. The associated increase in pressure is transmitted via the first hydraulic pressure transmission path 44 directly into the first translator space 21 and thus to the first translator surface 20. As a result, the balance of forces on the first drive piston 18 is changed in such a way that the first nozzle needle 8 has an opening force. Accordingly, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10. When the first nozzle needle 8 is open, the at least one first spray hole 5 is connected to the nozzle chamber 12 and can accordingly inject fuel into the combustion chamber or premix chamber 4.
Bei geöffneter erster Düsennadel 8 baut sich dann auch an der zweiten Druckstufe 33 der zweiten Düsennadel 50 der in der Zuführungsleitung 11 herrschende Hochdruck auf, wodurch sich die Kräftebilanz an der Einheit aus zweiter Düsennadel 15 und zweitem Antriebskolben 28 verändert. Dennoch überwiegen die in Schließrichtung wirksamen Kräfte und die zweite Düsennadel 15 bleibt geschlossen.When the first nozzle needle 8 is open, the high pressure prevailing in the feed line 11 also builds up at the second pressure stage 33 of the second nozzle needle 50, as a result of which the balance of forces on the unit consisting of the second nozzle needle 15 and the second drive piston 28 changes. Nevertheless, the forces acting in the closing direction prevail and the second nozzle needle 15 remains closed.
Solange die Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens 38 kleiner ist als die Hubstrecke 53 bleibt die Hydraulikverbindung 48 offen. Dies hat zur Folge, dass während der Hubverstellung des Steuerkolbens 38 im zweiten Steuerraum 37 kein Druckabfall entsteht, obwohl der Steuerkolben 38 mit seiner zweiten Steuerfläche 43 aus dem zweiten Steuerraum 37 heraus bewegt wird, so dass sich das Volumen des zweiten Steuerraums 37 vergrößert. Über die offene Hydraulikverbindung 48 kann, angetrieben durch den Hochdruck in der Zugführungsleitung 11, Hydraulikmittel, also Kraftstoff, in den zweiten Steuerraum 37 nachfließen. Der Druck im zweiten Steuerraum 37 und somit auch im zweiten Übersetzerraum 31 ändert sich dabei im wesentlichen nicht. Die im zweiten Steuerraum 37 durch die Hubverstellung des Steuerkolbens 38 bewirkte Volumenvergrößerung führt im zweiten Steuerraum 37 jedoch nicht zu einem Druckabfall, da das fehlende Volumen durch die offene Hydraulikverbindung 48 sofort ersetzt werden kann. Die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 kann somit keine Druckänderung von der zweiten Steuerfläche 43 auf die zweite Übersetzerfläche 30 übertragen, so dass die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 bei geöffneter Hydraulikverbindung 48 inaktiv bzw. deaktiviert ist.As long as the opening stroke movement of the control piston 38 is smaller than the stroke distance 53, the hydraulic connection 48 remains open. As a result, there is no pressure drop in the second control chamber 37 during the stroke adjustment of the control piston 38, although the control piston 38 is moved with its second control surface 43 out of the second control chamber 37, so that the volume of the second control chamber 37 increases. Hydraulic medium, that is to say fuel, can flow into the second control chamber 37 via the open hydraulic connection 48, driven by the high pressure in the train guide line 11. The pressure in the second control room 37 and thus also in the second translator room 31 does not essentially change. However, the increase in volume in the second control chamber 37 caused by the stroke adjustment of the control piston 38 does not lead to a pressure drop in the second control chamber 37, since the missing volume can be replaced immediately by the open hydraulic connection 48. The second hydraulic pressure transmission path 47 can therefore not transmit any pressure change from the second control surface 43 to the second booster surface 30, so that the second hydraulic pressure transmission path 47 is inactive or deactivated when the hydraulic connection 48 is open.
Wenn die Kraftstoffeinspritzung über das wenigstens eine erste Spritzloch 5 nicht ausreicht und zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 durchgeführt werden soll, wird der Steuerkolben 38 über die Hubstrecke 53 hinaus in der Öffnungsrichtung 52 verstellt. Hierdurch wird zunächst die Hydraulikverbindung 48 gesperrt, so dass das in der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 eingeschlossene Hydraulikvolumen hermetisch abgeschlossen ist. Auf diese Weise wird die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktiviert, so dass sie Druckänderungen, die an der zweiten Steuerfläche stattfinden, auf die zweite Übersetzerfläche 30 übertragen kann. Das bedeutet, dass bei einer über die Hubstrecke 53 hinausgehenden Hubverstellung des Steuerkolbens 38 die im zweiten Steuerraum 37 bewirkte Volumenvergrößerung im zweiten Steuerraum 37 einen Druckabfall erzeugt. Dieser Druckabfall pflanzt sich über die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 unmittelbar in den zweiten Übersetzerraum 31 fort, so dass der reduzierte Druck dann auch an der zweiten Übersetzerfläche 30 anliegt. Hierdurch wird die Kräftebilanz an der Einheit aus zweitem Antriebskolben 28 und zweiter Düsennadel 15 erneut verändert, und zwar so, dass sich nunmehr eine in Öffnungsrichtung wirksame resultierende Kraft ergibt. Dementsprechend hebt die zweite Düsennadel 15 vom zweiten Dichtsitz 17 ab.If the fuel injection via the at least one first spray hole 5 is insufficient and, in addition, fuel injection is to be carried out through the at least one second spray hole 6, the control piston 38 is adjusted in the opening direction 52 beyond the stroke distance 53. As a result, the hydraulic connection 48 is initially blocked, so that the hydraulic volume enclosed in the second hydraulic pressure transmission path 47 is hermetically sealed. In this way, the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated so that it can transmit pressure changes that take place on the second control surface to the second booster surface 30. This means that when the stroke of the control piston 38 goes beyond the stroke distance 53, the increase in volume brought about in the second control chamber 37 produces a pressure drop in the second control chamber 37. This pressure drop propagates directly into the second booster chamber 31 via the second hydraulic pressure transmission path 47, so that the reduced pressure is then also applied to the second booster surface 30. As a result, the balance of forces on the unit comprising the second drive piston 28 and the second nozzle needle 15 is changed again, in such a way that a resultant force that is effective in the opening direction now results. Accordingly, the second nozzle needle 15 lifts off from the second sealing seat 17.
Anschließend ist auch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 mit dem Düsenraum '12 verbunden und kann Kraftstoff in den Vormischraum bzw. Brennraum 4 eindüsen.Subsequently, also the at least one second injection opening 6 is connected to the nozzle chamber "12 and can inject fuel into the premixing combustion chamber or the fourth
Zum Schließen der zweiten Düsennadel 15 kann der Steuerkolben 38 wieder bis zur Hubstrecke 53 zurück verstellt werden, wodurch die Hydraulikverbindung 48 wieder öffnet und einen Druckausgleich von der Zuführungsleitung 11 zum zweiten Steuerraum 37 und somit auch zum zweiten Übersetzerraum 31 ermöglicht. In der Folge überwiegen an der Einheit aus zweitem Antriebskolben 28 und zweiter Düsennadel wieder die Schließkräfte, so dass die zweite Düsennadel 15 schließt.To close the second nozzle needle 15, the control piston 38 can be adjusted back to the stroke 53, whereby the hydraulic connection 48 opens again and enables pressure equalization from the supply line 11 to the second control chamber 37 and thus also to the second booster chamber 31. As a result, the closing forces again prevail on the unit comprising the second drive piston 28 and the second nozzle needle, so that the second nozzle needle 15 closes.
Wenn danach auch die erste Düsennadel 8 geschlossen werden soll, fährt der Steuerkolben 38 in seine Ausgangslage zurück, wodurch die Volumenvergrößerung im ersten Steuerraum 35 einen Druckabfall im ersten Steuerraum 35 sowie im ersten Übersetzerraum 21 auslöst. Die damit einhergehende Änderung der an der ersten Düsennadel 8 angreifenden Kräftebilanz führt zum Schließen der ersten Düsennadel 8.If the first nozzle needle 8 is then also to be closed, the control piston 38 returns to its starting position, as a result of which the increase in volume in the first control chamber 35 triggers a pressure drop in the first control chamber 35 and in the first booster chamber 21. The associated change in the force balance acting on the first nozzle needle 8 leads to the closing of the first nozzle needle 8.
Bemerkenswert ist bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1, dass bei geöffneter erster Düsennadel 8 die zweite Düsennadel 15 unabhängig von der ersten Düsennadel 8 geöffnet und geschlossen werden kann. Hierdurch ergeben sich besonders große Freiheitsgrade für die Betätigung der Einspritzdüse 1. Des weiteren ist wichtig, dass nur ein einziger Aktuator bzw. nur ein einziger Steuerkolben 38 benötigt wird, um die erste Düsennadel 8 und die zweite Düsennadel 15 unabhängig voneinander direkt anzusteuern. Der hierzu erforderliche Aufwand ist vergleichsweise gering. Bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1 ist somit die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 permanent aktiv, während erfindungsgemäß die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktivierbar und deaktivierbar ist. Die Aktivierung und Deaktivierung der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 erfolgt dabei in Abhängigkeit des Steuerkolbenhubs, so dass sich für die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 ein hubgesteuertes Umschalten zwischen aktiviertem Zustand und deaktiviertem Zustand ergibt. Zweckmäßig ist für die Hubstrecke 53 des Steuerkolbens 38, bei welcher das Umschalten zwischen aktiviertem und deaktiviertem Zustand der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 stattfindet, auf einen vorbestimmten Schaltwert eingestellt. Dementsprechend wird im folgenden die vorbestimmte Hubstrecke 53 auch als Schaltwert 53 bezeichnet. Zweckmäßig ist der Schaltwert 53 so gewählt, dass bei einer Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens 38 vor oder spätestens bei Erreichen des Schaltwerts 53 die erste Düsennadel 8 hinreichend weit geöffnet ist, um eine ordnungsgemäße Kraftstoffeindüsung durch das wenigstens eine erste Spritzloch 5 durchführen zu können. Erst wenn der Steuerkolben 38 über den Schaltwert 53 hinaus in Öffnungsrichtung 52 verstellt wird, öffnet auch die zweite Düsennadel 15, um durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 eine Kraftstoffeindüsung zu bewirken.It is noteworthy with the injection nozzle 1 according to the invention that when the first nozzle needle 8 is open, the second nozzle needle 15 can be opened and closed independently of the first nozzle needle 8. This results in particularly large degrees of freedom for the actuation of the injection nozzle 1. Furthermore, it is important that only a single actuator or only a single control piston 38 is required to directly control the first nozzle needle 8 and the second nozzle needle 15 independently of one another. The effort required for this is comparatively low. In the injection nozzle 1 according to the invention, the first hydraulic pressure transmission path 44 is thus permanently active, while the second hydraulic pressure transmission path 47 can be activated and deactivated according to the invention. The activation and deactivation of the second hydraulic pressure transmission path 47 takes place as a function of the control piston stroke, so that a stroke-controlled changeover between the activated state and the deactivated state results for the second hydraulic pressure transmission path 47. It is expedient for the stroke distance 53 of the control piston 38, in which the switching between the activated and deactivated state of the second hydraulic pressure transmission path 47 takes place, to be set to a predetermined switching value. Accordingly, the predetermined stroke 53 is also referred to as switching value 53 in the following. The switching value 53 is expediently selected such that when the control piston 38 opens or moves before or at the latest when the switching value 53 is reached, the first nozzle needle 8 is opened sufficiently to allow proper fuel injection through the at least one first spray hole 5. Only when the control piston 38 is adjusted beyond the switching value 53 in the opening direction 52 does the second nozzle needle 15 also open in order to effect fuel injection through the at least one second spray hole 6.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1, wobei wegen der Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 hinsichtlich Bauteilen und Funktionen auf das betreffend zu Fig. 1 Gesagte verwiesen und nachfolgend lediglich die Unterschiede erläutert werden. Entsprechend Fig. 2 kann der Steuerkolben 38 mittels einer Rückstellfeder 55 entgegen der Öffnungsrichtung 52 vorgespannt sein. Bei der hier gezeigten Variante stützt sich diese Rückstellfeder 55 einenends am Düsenkörper 2 und andernends an einem Aktorkolben 56 ab, der unmittelbar von einem Aktor 57, insbesondere ein Piezoaktor, angetrieben ist .FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIG. 1 with regard to components and functions because of the correspondences with the first exemplary embodiment according to FIG. 1, and only the differences are explained below. According to FIG. 2, the control piston 38 can be biased against the opening direction 52 by means of a return spring 55. In the variant shown here, this return spring 55 is supported on one end on the nozzle body 2 and on the other end on an actuator piston 56 which is driven directly by an actuator 57, in particular a piezo actuator.
Der zweite Antriebskolben 28 besitzt hier einen Kolbenkopf 58 und eine Kolbenstange 59, die fest miteinander verbunden oder einstückig hergestellt sein können; ebenso können sie lose aufeinander liegen und durch die angreifenden Druckkräfte auch bei Hubverstellungen in Kontakt bleiben. Der zweite Antriebskolben 28 besitzt hier eine zweite Kompensatorflache 60, die in einem zweiten Kompensatorraum 61 angeordnet und mit Druck beaufschlagbar ist. Der zweite Kompensatorraum 61 kommuniziert über den Kompensatorkanal 54 mit der Zuführungsleitung 11. Die zweite Kompensatorflache 60 ist dabei der zweiten Übersetzerfläche 30 entgegengesetzt und somit von den Spritzlöchern 5, 6 abgewandt angeordnet, so dass die zweite Kompensatorfläche 60 bei einer Druckbeaufschlagung in Schließrichtung der zweiten Düsennadel 15 wirkt. Im Unterschied zur Variante gemäß Fig. 1 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 keine erste Kompensatorfläche 22 und kein erster Kompensatorraum 23 vorgesehen.The second drive piston 28 here has a piston head 58 and a piston rod 59, which can be firmly connected to one another or manufactured in one piece; they can also lie loosely on top of one another and remain in contact with the stroke forces due to the applied pressure forces. The second drive piston 28 has a second compensator surface 60, which is arranged in a second compensator chamber 61 and can be pressurized. The second compensator chamber 61 communicates with the feed line 11 via the compensator channel 54. The second compensator surface 60 is opposite to the second translator surface 30 and thus arranged away from the spray holes 5, 6, so that the second compensator surface 60 is subjected to pressure in the closing direction of the second nozzle needle 15 acts. In contrast to the variant according to FIG. 1, in the embodiment according to FIG. 2 no first compensator surface 22 and no first compensator space 23 are provided.
Außerdem wirkt die zweite Übersetzerfläche 30 bei einer Druckbeaufschlagung in Öffnungsrichtung der zweiten Düsennadel 15. Die erste Übersetzerfläche 20 wirkt hier bei einer Druckbeaufschlagung in Schließrichtung der ersten Düsennadel 8. Des weiteren kommt die zweite Düsennadel 15 hier ohne zugehörige zweite Feder 32 aus . Der erste Steuerraum 35 kommuniziert über einen Drosselpfad 62 mit dem Ringraum 50, so dass der erste Steuerraum 35 gedrosselt mit der Zuführungsleitung 11 kommuniziert. Der Drosselpfad 62 ist dabei radial zwischen dem Steuerkolben 38 und einer Steuerkolbenführung 63 ausgebildet. Die Auslegung bzw. Dimensionierung des Drosselpfads 62 erfolgt so, dass sich bei statischen Zuständen des Steuerkolbens 38 und/oder bei langsamen Stellbewegungen des Steuerkolbens 38 ein Druckausgleich zwischen dem ersten Steuerraum 35 und der Zuführungsleitung 11 ausbildet, während bei dynamischen Vorgängen, insbesondere bei schnellen Verstellhüben des Steuerkolbens 38 ein Druckausgleich zwischen erstem Steuerraum 35 und Zuführungsleitung 11 nicht oder nicht schnell genug stattfinden kann.In addition, the second translator surface 30 acts when pressure is applied in the opening direction of the second nozzle needle 15. The first translator surface 20 acts here when pressure is applied in the closing direction of the first nozzle needle 8. Furthermore, the second nozzle needle 15 manages here without an associated second spring 32. The first control chamber 35 communicates with the annular chamber 50 via a throttle path 62, so that the first control chamber 35 communicates in a throttled manner with the supply line 11. The throttle path 62 is formed radially between the control piston 38 and a control piston guide 63. The design or dimensioning of the throttle path 62 is such that, in the case of static states of the control piston 38 and / or in the event of slow actuating movements of the control piston 38, a pressure equalization is formed between the first control chamber 35 and the feed line 11, while in dynamic processes, in particular in the case of rapid adjustment strokes of the control piston 38, a pressure equalization between the first control chamber 35 and the feed line 11 cannot take place or cannot take place quickly enough.
Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 2 funktioniert wie folgt:The injection nozzle 1 according to the embodiment according to FIG. 2 functions as follows:
In der in Fig. 2 dargestellten Ausgangslage herrscht in der ersten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 44 der Hochdruck der Zuführungsleitung 11, wodurch sich an der ersten Düsennadel 8 eine Kräftebilanz ergibt, deren Resultierende in Schließrichtung wirkt. Die erste Druckstufe 25 wirkt dabei den Schließkräften der ersten Feder 24 und der ersten Übersetzerfläche 20 entgegen. Dementsprechend ist die erste Düsennadel 8 geschlossen. Des weiteren ist die Hydraulikverbindung 48 offen, so dass auch in der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 derselbe Druck wie in der Zuführungsleitung 11 herrscht. Die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 ist somit deaktiviert. Bei geschlossener erster Düsennadel 8 ist die zweite Druckstufe 33 relativ drucklos. Insgesamt ergibt sich somit für die erste Düsennadel 15 eine Kräftebilanz mit einer in Schließrichtung wirkenden resultierenden Kraft, so dass auch die zweite Düsennadel 15 geschlossen ist. Wenn nun eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine erste Spritzloch 5 durchgeführt werden soll, wird der Steuerkolben 48 mit Hilfe des Aktors 57 so angesteuert, dass er in Öffnungsrichtung 52 eine Hubbewegung durchführt, die kleiner ist als die Hubstrecke 53, die auch hier wieder den Schaltwert 53 bildet. Bei einer Öffnungshubverstellung des Steuerkolbens 38 wird das Volumen des ersten Steuerraums 53 vergrößert. Da die Verstellbewegung des Steuerkolbens 38 mit einer sehr hohen Stellgeschwindigkeit erfolgt, ist der Drosselpfad 62 quasi undurchlässig, so dass die Öffnungshubverstellung des Steuerkolbens 38 mit einem Druckabfall im ersten Steuerraum 35 einhergeht. Dieser Druckabfall pflanzt sich über den ersten Steuerkanal 34 in den ersten Übersetzerraum 21 fort. Hierdurch wird die Kräftebilanz an der ersten Düsennadel 8 so geändert, dass nunmehr eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft resultiert. Folglich hebt die erste Düsennadel 8 vom ersten Dichtsitz 10 ab und das wenigstens eine erste Spritzloch 5 kommuniziert mit dem Düsenraum 12. Bei geöffneter erster Düsennadel 8 kann die gewünschte Einspritzung über das wenigstens eine erste Spritzloch 5 stattfinden. Mit dem Öffnen der ersten Düsennadel 8 stellt sich auch eine Druckbeaufschlagung der zweiten Druckstufe 33 ein, wodurch sich die an der zweiten Düsennadel 15 angreifende resultierende Schließkraft reduziert .In the starting position shown in FIG. 2, the high pressure of the supply line 11 prevails in the first hydraulic pressure transmission path 44, which results in a balance of forces at the first nozzle needle 8, the resultant of which acts in the closing direction. The first pressure stage 25 counteracts the closing forces of the first spring 24 and the first translator surface 20. The first nozzle needle 8 is accordingly closed. Furthermore, the hydraulic connection 48 is open, so that the same pressure as in the supply line 11 also prevails in the second hydraulic pressure transmission path 47. The second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated. When the first nozzle needle 8 is closed, the second pressure stage 33 is relatively depressurized. Overall, this results in a balance of forces with a resulting force acting in the closing direction for the first nozzle needle 15, so that the second nozzle needle 15 is also closed. If a fuel injection is now to be carried out through the at least one first spray hole 5, the control piston 48 is actuated with the aid of the actuator 57 in such a way that it carries out a stroke movement in the opening direction 52 which is smaller than the stroke distance 53, which again has the switching value 53 forms. With an opening stroke adjustment of the control piston 38, the volume of the first control chamber 53 is increased. Since the adjustment movement of the control piston 38 takes place at a very high actuating speed, the throttle path 62 is quasi impermeable, so that the opening stroke adjustment of the control piston 38 is accompanied by a drop in pressure in the first control chamber 35. This pressure drop propagates through the first control channel 34 into the first translator space 21. As a result, the balance of forces at the first nozzle needle 8 is changed such that a force acting in the opening direction now results. Consequently, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10 and the at least one first spray hole 5 communicates with the nozzle chamber 12. When the first nozzle needle 8 is open, the desired injection can take place via the at least one first spray hole 5. When the first nozzle needle 8 is opened, pressure is also applied to the second pressure stage 33, as a result of which the resulting closing force acting on the second nozzle needle 15 is reduced.
Bei der Öffnungshubverstellung des Steuerkolbens 38 taucht dieser mit seiner zweiten Steuerfläche 43 tiefer in den zweiten Steuerraum 37 ein, wodurch das Volumen im zweiten Steuerraum 37 verkleinert wird. Bei deaktivierter zweiter hydraulischer Druckübertragungsstrecke 47 kann sich dabei jedoch im zweiten Steuerraum 37 kein Druck aufbauen, da das verdrängte Hydraulikfluid, also Kraftstoff, über die offene Hydraulikverbindung 48 in die Zuführungsleitung 11 entweichen kann.During the opening stroke adjustment of the control piston 38, the second control surface 43 plunges deeper into the second control chamber 37, as a result of which the volume in the second control chamber 37 is reduced. When the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated, however, no pressure can build up in the second control chamber 37, since the displaced hydraulic fluid, that is to say fuel, via the open one Hydraulic connection 48 can escape into the feed line 11.
Wenn nun eine größere Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit eingedüst werden soll, kann die Einspritzung zusätzlich auch durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 durchgeführt werden. Zu diesem Zweck betätigt der Aktuator 57 den Steuerkolben 48 zu einer über den Schaltwert 53 hinaus gehenden Öffnungshubverstellung, wodurch zunächst beim Überschreiten des Schaltwerts bzw. der Hubstrecke 53 die Hyraulikverbindung 48 gesperrt wird. Dies hat zur Folge, dass für Hubverstellungen des Steuerkolbens 38, die über den Schaltwert 53 hinausgehen, die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktiviert ist. Dementsprechend bewirkt die Volumenverkleinerung des zweiten Steuerraums 37 einen Druckanstieg im zweiten Steuerraum 37, der sich über den zweiten Steuerkanal 36 in den zweiten Übersetzerraum 31 fortpflanzt .If a larger quantity of fuel is to be injected per unit of time, the injection can also be carried out through the at least one second spray hole 6. For this purpose, the actuator 57 actuates the control piston 48 to an opening stroke adjustment which goes beyond the switching value 53, as a result of which the hydraulic connection 48 is initially blocked when the switching value or the stroke distance 53 is exceeded. As a result, the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated for stroke adjustments of the control piston 38 that go beyond the switching value 53. Accordingly, the reduction in volume of the second control chamber 37 causes an increase in pressure in the second control chamber 37, which propagates into the second booster chamber 31 via the second control channel 36.
Dementsprechend nimmt die an der zweiten Übersetzerfläche 30 eingeleitete Öffnungskraft zu, wodurch sich die Kräftebilanz an der zweiten Düsennadel 15 dahingehend ändert, dass nunmehr die Öffnungskräfte überwiegen und die zweite Düsennadel 15 vom zweiten Dichtsitz 17 abhebt. Dementsprechend ist dann das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 mit dem Düsenraum 12 verbunden und kann Kraftstoff in den Brennraum oder Vormischraum 4 eindüsen.Accordingly, the opening force introduced at the second translator surface 30 increases, as a result of which the balance of forces at the second nozzle needle 15 changes such that the opening forces now predominate and the second nozzle needle 15 lifts off the second sealing seat 17. Accordingly, the at least one second spray hole 6 is then connected to the nozzle chamber 12 and can inject fuel into the combustion chamber or premix chamber 4.
Zum Schließen der zweiten Düsennadel 15 wird der Steuerkolben 38 wieder so weit zurückverstellt, bis die Hydraulikverbindung 48 geöffnet und somit die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 wieder deaktiviert ist und der Druck im zweiten Übersetzerraum 31 wieder abfällt. Das Schließen der ersten Düsennadel 8 erfolgt in entsprechender Weise, indem der Steuerkolben 48 in seine Ausgangsstellung zurückverstellt wird. Die damit einhergehende Volumenverkleinerung im ersten Steuerraum 35 erzeugt einen Druckanstieg im ersten Steuerraum 35, der sich in den ersten Übersetzerraum 21 überträgt und dort an der ersten Übersetzerfläche 20 eine entsprechende Schließkraft erzeugt.To close the second nozzle needle 15, the control piston 38 is adjusted back until the hydraulic connection 48 is opened and the second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated again and the pressure in the second booster chamber 31 drops again. The first nozzle needle 8 is closed in a corresponding manner by moving the control piston 48 back into its starting position. The associated reduction in volume in the first control chamber 35 produces an increase in pressure in the first control chamber 35, which is transferred to the first translator chamber 21 and generates a corresponding closing force there on the first translator surface 20.
In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1 gezeigt, wobei auch hier wegen der Übereinstimmungen mit den voranstehend beschriebenen Beispielen hinsichtlich Bauteilen und Funktionen auf das betreffend Fig. 1 und 2 Gesagte verwiesen und nachfolgend lediglich die Unterschiede erläutert werden.FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIGS. 1 and 2 because of the correspondence with the examples described above with regard to components and functions, and only the differences are explained below.
Entsprechend Fig. 3 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform der Einspritzdüse 1 der erste Antriebskolben 18 über mehrere Zapfen 64 mit der ersten Düsennadel 8 antriebsverbunden, wobei die Zapfen 64 separate Bauteile oder einstückig am ersten Antriebskolben 18 und/oder an der ersten Düsennadel 8 ausgebildet sein können.3, in the embodiment of the injection nozzle 1 shown here, the first drive piston 18 is drive-connected to the first nozzle needle 8 via a plurality of pins 64, the pins 64 being formed as separate components or in one piece on the first drive piston 18 and / or on the first nozzle needle 8 can.
Die erste Übersetzerfläche 20 ist hier im ersten Steuerraum 35 angeordnet, so dass ein separater erster Übersetzerraum 21 hier entfallen kann. Aufgrund dieser Bauweise vereinfacht sich die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44, da die miteinander verbundenen Flächen, nämlich die erste Übersetzerfläche 20 und die erste Steuerfläche 40 im selben Raum, nämlich im ersten Steuerraum 35 liegen.The first translator surface 20 is arranged here in the first control room 35, so that a separate first translator room 21 can be omitted here. Because of this design, the first hydraulic pressure transmission path 44 is simplified since the surfaces connected to one another, namely the first translator surface 20 and the first control surface 40, are located in the same room, namely in the first control room 35.
Der erste Steuerraum 35 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform wie bei der Variante gemäß Fig. 2 über einen Drosselpfad 65 kommunizierend mit der Zuführungsleitung 11 verbunden. Der Drosselpfad 65 verläuft hier radial zwischen dem ersten Antriebskolben 18 und einer am Düsenkörper 2 ausgebildeten Kolbenführung 66. Der Drosselpfad 65 ist somit an den Ringraum 50 der Hydraulikverbindung 48 angeschlossen. Ebenso ist es möglich, den Drosselpfad 65 radial zwischen dem Steuerkolben 38 und dem ersten Antriebskolben 18 auszubilden.In the embodiment shown here, as in the variant according to FIG. 2, the first control chamber 35 is communicatively connected to the feed line 11 via a throttle path 65. The throttle path 65 runs radially between here the first drive piston 18 and a piston guide 66 formed on the nozzle body 2. The throttle path 65 is thus connected to the annular space 50 of the hydraulic connection 48. It is also possible to form the throttle path 65 radially between the control piston 38 and the first drive piston 18.
Alternativ kann die Druckeinspeisung in den ersten Steuerraum 35 z. B. analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 mittels einer Einspeisleitung 45 mit Einspeisventil 46 erfolgen, welche den ersten Steuerraum 35 mit der Zuführungsleitung 11 verbindet.Alternatively, the pressure feed into the first control chamber 35 can, for. B. analogous to the embodiment of FIG. 1 by means of a feed line 45 with feed valve 46, which connects the first control chamber 35 to the feed line 11.
Eine weitere Besonderheit dieser Ausführungsform wird darin gesehen, dass die Steuerkolbenführung 63 hier im ersten Antriebskolben 18 ausgebildt ist, der zu diesem Zweck durch einen hohen Zylinder gebildet ist. Der Steuerkolben 38 ist somit koaxial im ersten Antriebskolben 18 angeordnet und daran hubverstellbar gelagert.Another special feature of this embodiment is seen in the fact that the control piston guide 63 is formed here in the first drive piston 18, which is formed for this purpose by a high cylinder. The control piston 38 is thus arranged coaxially in the first drive piston 18 and is mounted thereon in an adjustable manner.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform umfaßt die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 einen Kopplungskolben 67, der ebenfalls im ersten Antriebskolben 18 hubverstellbar gelagert ist. Der Kopplungskolben 67 besitzt an einem von den Spritzlöchern 5, 6 entfernten ersten Ende 68 eine erste Kopplungsfläche 69, die im zweiten Steuerraum 37 angeordnet und dort mit Druck beaufschlagbar ist. Die erste Kopplungsfläche 69 liegt dabei der zweiten Steuerfläche 63 gegenüber. An einem vom ersten Ende 68 entgegengesetzten zweiten Ende 70 des Kopplungskolbens 67 ist eine zweite Kopplungsfläche 71 ausgebildet, die der ersten Kopplungsfläche 69 entgegengesetzt und im zweiten Übersetzerraum 31 angeordnet ist. Der Kopplungskolben 67 ist als einseitig offener Hohlzylinder ausgebildet und auf das von den Spritzlöchern 5, 6 entfernte Ende des zweiten Antriebskolbens 28 aufgesteckt. Mit anderen Worten, der zweite Antriebskolben 28 ist mit seinem Kolbenkopf 58 im Kopplungskolben 67 hubverstellbar gelagert. Dementsprechend ist der zweite Kompensatorraum 61 im Kopplungskolben 67 ausgebildet, wobei sich auch die zweite Feder 32 im zweiten Kompensatorraum 61 am Kopplungskolben 67 abstützt. Für die Verbindung des zweiten Rompensatorraums 61 mit der Zuführungsleitung 11 ist ein erster Abschnitt 72 des Kompensatorkanals 54 im Kopplungskolben 67 ausgebildet. Ein zweiter Abschnitt 73 des Kompensatorkanals 54 ist im ersten Antriebskolben 18 ausgebildet. Schließlich ist ein dritter Abschnitt 74 des Kompensatorkanals 54 im Düsenkörper 2 ausgebildet. Die Dimensionierung und Anordnung der Kompensatorkanalabschnitte 72, 73, 74 erfolgt dabei so, dass für alle im ordnungsgemäßen Betrieb der Einspritzdüse 1 auftretenden Relativlagen zwischen Düsenkörper 2, erstem Antriebskolben 18 und Kopplungskolben 67 eine kommunizierende Verbindung zwischen Kompensatorraum 61 und Zuführungsleitung 11 gewährleistet wird. Hierzu können zusätzlich Ringräume 75 und 76 vorgesehen sein, wobei der eine Ringraum 75 im Bereich des ersten Kompensatorkanalabschnitts 72 im ersten Antriebskolben 18 ausgebildet ist, während der andere Ringraum 76 im Bereich des zweiten Kompensatorkanalabschnitts 73 im Düsenkörper 2 ausgebildet ist.In the embodiment shown here, the second hydraulic pressure transmission path 47 comprises a coupling piston 67, which is likewise mounted in a stroke-adjustable manner in the first drive piston 18. The coupling piston 67 has, at a first end 68 distant from the spray holes 5, 6, a first coupling surface 69 which is arranged in the second control chamber 37 and can be pressurized there. The first coupling surface 69 lies opposite the second control surface 63. On a second end 70 of the coupling piston 67, which is opposite the first end 68, a second coupling surface 71 is formed, which is opposite the first coupling surface 69 and is arranged in the second booster chamber 31. The coupling piston 67 is designed as a hollow cylinder that is open on one side and is pushed onto the end of the second drive piston 28 that is remote from the spray holes 5, 6. In other words, the second drive piston 28 is mounted with its piston head 58 in a stroke-adjustable manner in the coupling piston 67. Accordingly, the second compensator chamber 61 is formed in the coupling piston 67, the second spring 32 also being supported in the second compensator chamber 61 on the coupling piston 67. A first section 72 of the compensator channel 54 is formed in the coupling piston 67 for connecting the second compensator chamber 61 to the feed line 11. A second section 73 of the compensator channel 54 is formed in the first drive piston 18. Finally, a third section 74 of the compensator channel 54 is formed in the nozzle body 2. The dimensioning and arrangement of the compensator channel sections 72, 73, 74 takes place in such a way that a communicating connection between the compensator chamber 61 and the feed line 11 is ensured for all relative positions between the nozzle body 2, the first drive piston 18 and the coupling piston 67 that occur during the correct operation of the injection nozzle 1. For this purpose, additional annular spaces 75 and 76 may be provided, one annular space 75 being formed in the area of the first compensator channel section 72 in the first drive piston 18, while the other annular space 76 is being formed in the area of the second compensator channel section 73 in the nozzle body 2.
Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 3 funktioniert wie folgt:The injection nozzle 1 according to the embodiment according to FIG. 3 functions as follows:
In der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung sind die beiden Düsennadeln 8, 15 geschlossen. Im ersten Steuerraum 35 herrscht der Hochdruck der Zuführungsleitung 11. Die Hydraulikverbindung 48 ist geöffnet, so dass auch im zweiten Steuerraum 37 der Hochdruck der Zuführungsleitung 11 herrscht. Der Hochdruck der Zuführungsleitung 11 herrscht auch im zweiten Kompensatorraum 61. Zweckmäßig herrscht auch im zweiten Übersetzerraum 31 derselbe Druck wie in der Zuführungsleitung 11. Dies kann beispielsweise durch einen weiteren Drosselpfad 77 erreicht werden, der radial zwischen dem Kolbenkopf 58 des zweiten Antriebskolbens 28 und dem Kopplungskolben 67 ausgebildet ist und der den zweiten Kompensatorraum 61 mit dem zweiten Übersetzerraum 31 verbindet.In the starting position shown in Fig. 3, the two nozzle needles 8, 15 are closed. The high pressure of the supply line 11 prevails in the first control chamber 35. The hydraulic connection 48 is open, so that also in the second Control room 37 of the high pressure of the feed line 11 prevails. The high pressure of the feed line 11 also prevails in the second compensator chamber 61. The pressure in the second booster chamber 31 expediently also has the same pressure as in the feed line 11. This can be achieved, for example, by a further throttle path 77, which is radial between the piston head 58 of the second drive piston 28 and the Coupling piston 67 is formed and connects the second compensator chamber 61 to the second translator chamber 31.
Zum Öffnen der ersten Düsennadel 8 wird der Steuerkolben 38 in der Öffnungsrichtung 52 verstellt. Hierdurch ergibt sich im ersten Steuerraum 35 ein Druckabfall, der unmittelbar auch an der ersten Übersetzerfläche 20 wirksam ist. Hierdurch ändert sich die Kräftebilanz an der ersten Düsennadel 8 dahingehend, dass daran eine in Öffnungsrichtung wirksame resultierende Kraft angreift. In der Folge hebt die erste Düsennadel 8 vom ersten Dichtsitz 10 ab.To open the first nozzle needle 8, the control piston 38 is adjusted in the opening direction 52. This results in a pressure drop in the first control chamber 35, which is also effective directly on the first translator surface 20. As a result, the balance of forces on the first nozzle needle 8 changes in such a way that a resulting force acting in the opening direction acts on it. As a result, the first nozzle needle 8 lifts off the first sealing seat 10.
Wenn nur die erste Düsennadel 8 geöffnet werden soll, ist die Hubverstellbewegung des Steuerkolbens 38 kleiner als die vorbestimmte Hubstrecke 53 bzw. kleiner als der vorbestimmte Schaltwert 53, so dass beim Verstellen des Steuerkolbens 38 die Hydraulikverbindung 48 offen bleibt. Bei offener Hydraulikverbindung 48 ist die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 deaktiviert. Dementsprechend kann sich das Volumen des zweiten Steuerraums 37 verkleinern, ohne dass es dabei zu einem Druckanstieg im zweiten Steuerraum 37 kommt. Das Volumen, das durch das Einfahren des Steuerkolbens 38 in den zweiten Steuerraum 37 verdrängt wird, kann über die offene Hydraulikverbindung 48 in die Zuführungsleitung 11 entweichen. Wenn nun zusätzlich die zweite Düsennadel 15 geöffnet werden soll, wird der Steuerkolben 38 über den Schaltwert 53 hinaus in Öffnungsrichtung 52 verstellt. Beim Überschreiten der Hubstrecke 53 wird die Hydraulikverbindung 48 gesperrt, so dass die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 zumindest im Hinblick auf dynamische Vorgänge hermetisch abgeschlossen ist. Die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 wird dadurch aktiviert. Eine über den Schaltwert 53 hinaus gehende Hubverstellbewegung des Steuerkolbens 38 führt dann zu einem Druckanstieg im zweiten Steuerraum 37, der auf die erste Kopplungsfläche 69 wirkt. Dies hat zur Folge, dass der Kopplungskolben 67 ebenfalls in der Öffnungsrichtung 52 des Steuerkolbens 38 verstellt wird. Dieser Öffnungshub des Kopplungskolbens 67 erzeugt im zweiten Übersetzerraum 31 einen Druckanstieg, durch den der zweite Antriebskolben 28 in der Öffnungsrichtung der zweiten Düsennadel 15 angetrieben wird. Dementsprechend ändert sich die Kräftebilanz der zweiten Düsennadel 15 dahingehend, dass die Öffnungskräfte überwiegen und die zweite Düsennadel vom zweiten Dichtsitz 17 abhebt.If only the first nozzle needle 8 is to be opened, the stroke adjustment movement of the control piston 38 is less than the predetermined stroke distance 53 or less than the predetermined switching value 53, so that the hydraulic connection 48 remains open when the control piston 38 is adjusted. When the hydraulic connection 48 is open, the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated. Accordingly, the volume of the second control chamber 37 can decrease without there being an increase in pressure in the second control chamber 37. The volume which is displaced by the retraction of the control piston 38 into the second control chamber 37 can escape into the supply line 11 via the open hydraulic connection 48. If the second nozzle needle 15 is now also to be opened, the control piston 38 is adjusted beyond the switching value 53 in the opening direction 52. When the stroke distance 53 is exceeded, the hydraulic connection 48 is blocked, so that the second hydraulic pressure transmission path 47 is hermetically sealed, at least with regard to dynamic processes. The second hydraulic pressure transmission path 47 is thereby activated. A stroke adjustment movement of the control piston 38 that goes beyond the switching value 53 then leads to a pressure increase in the second control chamber 37, which acts on the first coupling surface 69. The consequence of this is that the coupling piston 67 is also adjusted in the opening direction 52 of the control piston 38. This opening stroke of the coupling piston 67 generates a pressure increase in the second booster chamber 31, by means of which the second drive piston 28 is driven in the opening direction of the second nozzle needle 15. Accordingly, the balance of forces of the second nozzle needle 15 changes such that the opening forces predominate and the second nozzle needle lifts off the second sealing seat 17.
Das Schließen der zweiten Düsennadel 15 sowie der ersten Düsennadel 8 erfolgt in entsprechender Weise beim Zurückfahren des Steuerkolbens 38.The second nozzle needle 15 and the first nozzle needle 8 are closed in a corresponding manner when the control piston 38 is retracted.
In Fig. 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse 1 gezeigt, wobei auch hier wegen der Übereinstimmungen mit den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hinsichtlich Bauteilen und Funktionen auf das betreffend Fig. 1 bis 3 Gesagte verwiesen und nachfolgend lediglich die Unterschiede erläutert werden.FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the injection nozzle 1 according to the invention, reference being made to what has been said regarding FIGS. 1 to 3 because of the correspondences with the exemplary embodiments described above with regard to components and functions, and only the differences are explained below.
Bei der Variante gemäß Fig. 1 ist nur ein einziger Steuerraum 78 vorgesehen, in dem eine Steuerfläche 79 des in den Steuerraum 78 eintauchenden Steuerkolbens 38 angeordnet und mit Druck beaufschlagbar ist. Der Steuerraum 78 kommuniziert über einen Steuerkanal 80 mit dem ersten Übersetzerraum 21. Die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 führt somit von der Steuerfläche 79 zur ersten Übersetzerfläche 20.In the variant according to FIG. 1, only a single control chamber 78 is provided, in which a control surface 79 of the in the control piston 38 immersing the control chamber 78 and can be pressurized. The control chamber 78 communicates with the first booster chamber 21 via a control channel 80. The first hydraulic pressure transmission path 44 thus leads from the control surface 79 to the first booster surface 20.
Im Unterschied dazu führt die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 von der Steuerfläche 79 zur zweiten Übersetzerfläche 30. Das bedeutet, dass die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 und die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 vom Steuerraum 78 bis zum ersten Übersetzerraum 21 gemeinsam verlaufen, bzw. bildet die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 einen ersten Abschnitt der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47.In contrast, the second hydraulic pressure transmission path 47 leads from the control surface 79 to the second booster surface 30. This means that the first hydraulic pressure transmission path 44 and the second hydraulic pressure transmission line 47 run together from the control chamber 78 to the first booster chamber 21, or forms the first hydraulic one Pressure transmission path 44 a first section of the second hydraulic pressure transmission path 47.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 eine Hydraulikverbindung 81, über welche der erste Übersetzerraum 21 mit dem zweiten Übersetzerraum 31 kommunizieren kann. Diese Hydraulikverbindung 81 ist steuerbar, d. h. sie kann geöffnet und gesperrt werden. Bei geöffneter Hydraulikverbindung 81 kommunizieren die beiden Übersetzerräume 21, 31 miteinander, bei gesperrter Hydraulikverbindung 81 jedoch nicht. Bei gesperrter Hydraulikverbindung 81 ist die zweite hyraulische Druckübertragungsstrecke 47 unterbrochen, so dass dann keine Druckübertragung von der Steuerfläche 79 zur zweiten Übersetzerfläche 30 erfolgt. Das bedeutet, dass die zweite hydraulische Druckübertragungs-strecke 47 bei gesperrter Hydraulikverbindung 81 deaktiviert ist. Im Unterschied dazu können Drücke von der Steuerfläche 79 bis zur zweiten Übersetzerfläche 30 übertragen werden, wenn die Hydraulikverbindung 81 geöffnet ist, mit anderen Worten, bei geöffneter Hydraulikverbindung 81 ist die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktiviert.In the present exemplary embodiment, the second hydraulic pressure transmission path 47 contains a hydraulic connection 81, via which the first translation space 21 can communicate with the second translation space 31. This hydraulic connection 81 is controllable, ie it can be opened and locked. When the hydraulic connection 81 is open, the two translation spaces 21, 31 communicate with one another, but not when the hydraulic connection 81 is blocked. When the hydraulic connection 81 is blocked, the second hydraulic pressure transmission path 47 is interrupted, so that there is then no pressure transmission from the control surface 79 to the second booster surface 30. This means that the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated when the hydraulic connection 81 is blocked. In contrast, pressures can be transmitted from the control surface 79 to the second booster surface 30 when the hydraulic connection 81 is open, in other words, at opened hydraulic connection 81, the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated.
Die Hydraulikverbindung 81 besteht aus wenigstens einem ersten Verbindungskanal 82 und wenigstens einem zweiten Verbindungskanal 83. Der erste Verbindungskanal 82 ist im ersten Antriebskolben 18 ausgebildet und mündet in den ersten Übersetzerraum 21. Der zweite Verbindungskanal 83 ist im Düsenkörper 2 ausgebildet und mündet in den zweiten Übersetzerraum 31. Die vom jeweiligen Übersetzerraum 21 bzw. 31 entfernten, also die einander zugewandten Enden der Verbindungskanäle 82, 83 sind relativ zueinander so angeordnet, dass sie in der hier gezeigten Ausgangsstellung, in welcher beide Düsennadeln 8, 15 geschlossen sind, in Hubrichtung voneinander beabstandet sind. Dieser Abstand entspricht einer Hubstrecke 84 der ersten Düsennadel 8 bzw. einem Schaltwert 84. In der Ausgangstellung ist somit die Hydraulikverbindung 81 gesperrt, d. h. die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 ist deaktiviert. Erst wenn der erste Antriebskolben 18 bzw. die damit verbundene erste Düsennadel 8 einen Öffnungshub um die Hubstrecke 84 bzw. um den Schaltwert 84 durchführt, kommen die beiden einander zugewandten Enden der Verbindungskanäle 82, 83 in Über-deckung, wodurch die Hydraulikverbindung 81 geöffnet und somit die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktiviert wird.The hydraulic connection 81 consists of at least a first connection channel 82 and at least a second connection channel 83. The first connection channel 82 is formed in the first drive piston 18 and opens into the first booster chamber 21. The second connection channel 83 is formed in the nozzle body 2 and opens into the second booster chamber 31. The ends of the connecting channels 82, 83 which are distant from the respective translator space 21 and 31, respectively, are arranged relative to one another such that they are spaced apart from one another in the stroke direction in the starting position shown here, in which both nozzle needles 8, 15 are closed are. This distance corresponds to a stroke distance 84 of the first nozzle needle 8 or a switching value 84. In the starting position, the hydraulic connection 81 is thus blocked, ie. H. the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated. Only when the first drive piston 18 or the associated first nozzle needle 8 performs an opening stroke by the stroke 84 or the switching value 84, do the two mutually facing ends of the connecting channels 82, 83 overlap, as a result of which the hydraulic connection 81 opens and thus the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated.
Im Unterschied zu den vorangehend gezeigten Ausführungs- beispielen ist bei der hier gezeigten Einspritzdüse 1 sowohl für den ersten Antriebskolben 18 als auch für den zweiten Antriebskolben 28 jeweils ein Kompensatorraum 23 bzw. 61 vorgesehen. Die beiden Kompensatorräume 23, 61 kommunizieren über Querbohrungen 85 miteinander und über den Kompensatorkanal 54 mit der Zuführungsleitung 11. Die erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 4 funktioniert wie folgt:In contrast to the exemplary embodiments shown above, in the injection nozzle 1 shown here, a compensator chamber 23 or 61 is provided for both the first drive piston 18 and for the second drive piston 28. The two compensator spaces 23, 61 communicate with one another via transverse bores 85 and via the compensator channel 54 with the feed line 11. The injection nozzle 1 according to the embodiment according to FIG. 4 functions as follows:
In dem in Fig. 4 gezeigten Ausgangszustand sind beide Düsennadeln 8, 15 geschlossen. Im einzigen Steuerraum 78 herrscht der Hochdruck der Zuführungsleitung 11. Dementsprechend herrscht dieser Hochdruck auch im ersten Übersetzerraum 21. Über einen Drosselpfad 86, der beispielsweise radial zwischen dem Kolbenkopf 58 des zweiten Antriebskolbens 28 und einer zugehörigen Kolbenführung 87 des Düsenkörpers 2 ausgebildet ist und der den zweiten Kompensatorraum 81 mit dem zweiten Übersetzerraum 31 gedrosselt verbindet, wird zumindest bei statischen oder quasi statischen Zuständen ein Druckausgleich zwischen dem zweiten Kompensatorraum 61 und dem zweiten Übersetzerraum 31 erreicht. Dementsprechend herrscht im Ausgangszustand auch im zweiten Übersetzerraum 31 der Hochdruck der Zuführungsleitung 11.In the initial state shown in FIG. 4, both nozzle needles 8, 15 are closed. The high pressure of the supply line 11 prevails in the single control chamber 78. Accordingly, this high pressure also prevails in the first booster chamber 21. Via a throttle path 86, which is formed, for example, radially between the piston head 58 of the second drive piston 28 and an associated piston guide 87 of the nozzle body 2, and which throttled second compensator chamber 81 with the second translator chamber 31, a pressure equalization between the second compensator chamber 61 and the second translator chamber 31 is achieved at least in static or quasi-static conditions. Accordingly, in the initial state, the high pressure of the feed line 11 also prevails in the second booster chamber 31.
Wenn nun eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine erste Spritzloch 5 durchgeführt werden soll, wird der Steuerkolben 38 in Öffnungsrichtung 52 betätigt. Der Steuerkolben 38 taucht dann in den Steuerraum 78 ein und verkleinert dadurch das Volumen des Steuerraums 78. Dementsprechend kommt es zu einem Druckanstieg an der Steuerfläche 79, der sich über die erste hydraulische Druckübertragungsstrecke 44 bis in den ersten Übersetzerraum 21 und an die erste Übersetzerfläche 20 fortpflanzt. Da im Ausgangszustand die Hydraulikverbindung 81 gesperrt und somit die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 deaktiviert ist, kann sich der erhöhte Druck von der Steuerfläche 79 nicht bis in den zweiten Übersetzerraum 31 zur zweiten Übersetzerfläche 30 fortpflanzen. Durch den Druckanstieg im ersten Übersetzerraum 21 wird die Kräftebilanz der ersten Düsennadel 8 verändert, derart, dass eine in Öffnungsrichtung wirksame resultierende Kraft entsteht. Folglich hebt die erste Düsennadel 8 vom ersten Dichtsitz 10 ab. Bei deaktivierter zweiter hydraulischer Druckübertragungsstrecke 47 bleibt der Druck im zweiten Übersetzerraum 31 konstant, so dass die zweite Düsennadel 15 auch dann nicht abhebt, wenn ihre zweite Druckstufe 33 bei geöffneter erster Düsennadel 8 mit Druck beaufschlagt wird. Die zweite Düsennadel 15 bleibt daher noch geschlossen. Die Öffnungshubverstellung des Steuerkolbens 38 ist dabei so bemessen, dass der Öffnungshub des ersten Antriebskolbens 18 kleiner als die vorgegebene Hubstrecke 84 bleibt.If fuel injection is now to be carried out through the at least one first spray hole 5, the control piston 38 is actuated in the opening direction 52. The control piston 38 then dips into the control chamber 78 and thereby reduces the volume of the control chamber 78. Accordingly, there is an increase in pressure on the control surface 79, which extends via the first hydraulic pressure transmission path 44 into the first booster chamber 21 and the first booster surface 20 propagates. Since the hydraulic connection 81 is blocked in the initial state and the second hydraulic pressure transmission path 47 is thus deactivated, the increased pressure cannot propagate from the control surface 79 into the second booster space 31 to the second booster surface 30. Due to the pressure increase in the first booster chamber 21, the balance of forces of the first nozzle needle 8 is changed in such a way that a resulting force that is effective in the opening direction arises. Consequently, the first nozzle needle 8 lifts off from the first sealing seat 10. When the second hydraulic pressure transmission path 47 is deactivated, the pressure in the second booster chamber 31 remains constant, so that the second nozzle needle 15 does not lift even if its second pressure stage 33 is pressurized when the first nozzle needle 8 is open. The second nozzle needle 15 therefore remains closed. The opening stroke adjustment of the control piston 38 is dimensioned such that the opening stroke of the first drive piston 18 remains smaller than the predetermined stroke distance 84.
Wenn eine zusätzliche Kraftstoffeinspritzung auch durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 6 durchgeführt werden soll, wird der Steuerkolben 38 so betätigt, dass er in der Öffnungsrichtung 52 noch tiefer in den Steuerraum 78 eintaucht. In der Folge kommt es zu einer Vergrößerung des Öffnungshubs der ersten Düsennadel 8 und somit des ersten Antriebskolbens 18. Sobald die Öffnungsbewegung des ersten Antriebskolbens 18 den Schaltwert 84 erreicht bzw. übersteigt, überlappen sich die einander zugewandten Ende der Verbindungskanäle 82, 83, so dass die Hydraulikverbindung 81 geöffnet ist, wodurch die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 aktiviert wird. Dementsprechend kann nun der an der Steuerfläche 79 herrschende Druck über die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 an die zweite ÜbersetzerflächeIf an additional fuel injection is also to be carried out through the at least one second spray hole 6, the control piston 38 is actuated in such a way that it dips deeper into the control chamber 78 in the opening direction 52. As a result, the opening stroke of the first nozzle needle 8 and thus of the first drive piston 18 increases. As soon as the opening movement of the first drive piston 18 reaches or exceeds the switching value 84, the mutually facing ends of the connecting channels 82, 83 overlap, so that the hydraulic connection 81 is opened, whereby the second hydraulic pressure transmission path 47 is activated. Accordingly, the pressure prevailing on the control surface 79 can now be transmitted to the second booster surface via the second hydraulic pressure transmission path 47
30 übertragen werden, so dass sich im zweiten Übersetzerraum30 are transferred, so that in the second translator room
31 ein Druckanstieg ausbildet. Hierdurch wird die Kräftebilanz der zweiten Düsennadel 15 so verändert, dass sich nunmehr eine in Öffnungsrichtung wirksame resultierende Kraft ergibt. Dementsprechend hebt dann die zweite Düsennadel 15 vom zweiten Dichtsitz 17 ab. Das Schließen der zweiten Düsennadel 15 und der ersten Düsennadel 8 erfolgt entsprechend umgekehrt beim Zurückstellen des Steuerkolbens 38.31 forms an increase in pressure. As a result, the balance of forces of the second nozzle needle 15 is changed in such a way that a resulting force that is effective in the opening direction now results. Accordingly, the second nozzle needle 15 then lifts off the second sealing seat 17. The second nozzle needle 15 and the first nozzle needle 8 are closed in a correspondingly reversed manner when the control piston 38 is reset.
Ein wesentlicher Unterschied der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform gegenüber den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Varianten wird darin gesehen, dass bei der vierten Ausführungsform der erste Antriebskolben 18 als Steuerschieber arbeitet, so dass das Umschalten zwischen aktiviertem Zustand und deaktiviertem Zustand der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 direkt in Abhängigkeit der Hubstellung der ersten Düsennadel 8 gesteuert ist. Auf diese Weise kann besonders genau für die erste Düsennadel 8 ein vorbestimmter Vorhub eingestellt werden, bis zu dem die erste Düsennadel 8 vom ersten Dichtsitz 10 abheben soll, bevor die zweite Düsennadel 15 öffnen soll. Da jedoch die Hubbewegung der ersten Düsennadel 8 mit der Hubbewegung des Steuerkolbens 38 korreliert, ergibt sich hierbei ebenfalls eine (indirekte) Steuerung der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke 47 in Abhängigkeit eines vorbestimmten Steuerkolbenhubs.An essential difference between the embodiment shown in FIG. 4 and the variants shown in FIGS. 1 to 3 is seen in the fact that, in the fourth embodiment, the first drive piston 18 operates as a control slide, so that the switching between the activated state and the deactivated state of the second hydraulic pressure transmission path 47 is controlled directly as a function of the stroke position of the first nozzle needle 8. In this way, a predetermined advance stroke can be set particularly precisely for the first nozzle needle 8, up to which the first nozzle needle 8 is to lift off the first sealing seat 10 before the second nozzle needle 15 is to open. However, since the stroke movement of the first nozzle needle 8 correlates with the stroke movement of the control piston 38, this also results in (indirect) control of the second hydraulic pressure transmission path 47 as a function of a predetermined control piston stroke.
Im Unterschied dazu wird die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke 47 bei den anderen gezeigten Ausführungsformen direkt in Abhängigkeit des vorbestimmten Steuerkolbenhubs gesteuert, da dort der Steuerkolben 38 als Schieber arbeitet, der die Hydraulikverbindung 48 öffnet oder sperrt. Da die Öffnungsbewegung des Steuerkolbens 38 mit der Öffnungsbewegung der ersten Düsennadel 8 korreliert, kann durch eine entsprechend Auswahl des Schaltwerts 53 auch ein gewünschter Vorhub für die erste Düsennadel 8 mehr oder weniger genau realisiert werden. Allen Ausführungsformen ist gemein, dass nur ein einziger Steuerkolben 38 und dementsprechend auch nur ein einziger Aktuator erforderlich ist, um beide Düsennadeln 8, 15 separat bzw. nacheinander direkt zum Öffnen anzusteuern. Hierdurch ergibt sich für die Einspritzdüse 1 ein besonders einfacher und somit preiswerter Aufbau.In contrast to this, the second hydraulic pressure transmission path 47 in the other illustrated embodiments is controlled directly as a function of the predetermined control piston stroke, since there the control piston 38 works as a slide which opens or blocks the hydraulic connection 48. Since the opening movement of the control piston 38 correlates with the opening movement of the first nozzle needle 8, a desired advance stroke for the first nozzle needle 8 can also be implemented more or less precisely by a corresponding selection of the switching value 53. All embodiments have in common that only a single control piston 38 and, accordingly, only a single actuator is required in order to actuate both nozzle needles 8, 15 separately or in succession to open them. This results in a particularly simple and therefore inexpensive construction for the injection nozzle 1.
Obwohl hier exemplarisch vier verschiedene Ausführungsformen detailliert beschrieben sind, ist klar, dass sich die Erfindung nicht darin erschöpft und dass insbesondere einzelne Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen miteinander kombiniert und/oder gegeneinander ausgetauscht werden können. Although four different embodiments are described in detail here by way of example, it is clear that the invention is not limited to this and that, in particular, individual features of different embodiments can be combined with one another and / or exchanged for one another.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Düsenkörper (2) , der mindestens ein erstes Spritzloch (5) und mindestens ein zweites Spritzloch (6) aufweist, mit einer in einer ersten Nadelführung (7) des Düsenkörpers (2) geführten, als Hohlnadel ausgebildeten ersten Düsennadel (8), mit der die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine erste Spritzloch (5) steuerbar ist, und mit einer koaxial zur ersten Düsennadel (8) angeordneten zweiten Düsennadel (15) , mit der die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine zweite Spritzloch (6) steuerbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n et , dass ein Steuerkolben (38) vorgesehen ist, der mit einem Aktor (57) antriebsgekoppelt ist, dass ein erster Antriebskolben (18) vorgesehen ist, der mit der ersten Düsennadel (8) antriebsverbunden ist und eine erste Übersetzerfläche (20) aufweist, die über eine erste hydraulische Druckübertragungsstrecke (44) mit einer Steuerfläche (40; 79) des Steuerkolbens (38) hydraulisch gekoppelt ist, dass ein zweiter Antriebskolben (28) vorgesehen ist, der mit der zweiten Düsennadel (15) antriebsgekoppelt ist und eine zweite Übersetzerfläche (30) aufweist, die über eine aktivierbare und deaktivierbare zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke (47) mit einer Steuerfläche (43; 79) des Steuerkolbens (38) hydraulisch koppelbar ist, dass das Aktivieren und Deaktivieren der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke (47) in Abhängigkeit des Steuerkolbenhubs gesteuert ist.1. Injection nozzle for an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with a nozzle body (2) which has at least one first spray hole (5) and at least one second spray hole (6), with one in a first needle guide (7) of the nozzle body (2 ) guided, designed as a hollow needle, the first nozzle needle (8) with which the injection of fuel through the at least one first spray hole (5) can be controlled, and with a coaxial to the first nozzle needle (8) arranged second nozzle needle (15), with which the Injection of fuel through the at least one second spray hole (6) can be controlled, characterized in that a control piston (38) is provided which is drive-coupled to an actuator (57), that a first drive piston (18) is provided which is connected to the is connected to the first nozzle needle (8) and has a first translator surface (20) which extends over a first hydraulic pressure transmission path (44) is hydraulically coupled to a control surface (40; 79) of the control piston (38) such that a second drive piston (28) is provided which is drive-coupled to the second nozzle needle (15) and has a second transmission surface (30) which An activatable and deactivatable second hydraulic pressure transmission path (47) can be hydraulically coupled to a control surface (43; 79) of the control piston (38) such that the activation and deactivation of the second hydraulic pressure transmission path (47) is controlled as a function of the control piston stroke.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Steuerkolbenhub, bei dem die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke (47) zwischen ihrem aktivierten und deaktivierten Zustand umschaltet, so vorbestimmt ist, dass bei einer Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens (38) bis zum Erreichen dieses vorbestimmten Steuerkolbenhubs die erste Düsennadel (8) einen Öffnungshub durchführt, während die zweite Düsennadel (15) in ihrer Schließstellung verbleibt, und dass bei einer über diesen vorbestimmten Steuerkolbenhub hinausgehenden Öffnungshubbewegung des Steuerkolbens (38) auch die zweite Düsennadel (15) einen Öffnungshub durchführt .2. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that a control piston stroke, in which the second hydraulic pressure transmission path (47) switches between its activated and deactivated state, is predetermined in such a way that the opening of the control piston (38) up to reaching this predetermined control piston stroke the first nozzle needle (8) performs an opening stroke while the second nozzle needle (15) remains in its closed position, and that when the opening movement of the control piston (38) exceeds this predetermined control piston stroke, the second nozzle needle (15) also performs an opening stroke.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Steuerkolben (38) an einem ersten Ende (41) in einem ersten Steuerraum (35) eine erste Steuerfläche (40) und an einem dem ersten Ende (41) entgegengesetzten zweiten Ende (42) in einem zweiten Steuerraum (37) eine zweite Steuerfläche (43) aufweist, dass mit der ersten hydraulischen Druckübertragungsstrecke (44) die erste Steuerfläche (40) mit der ersten Übersetzerfläche (20) gekoppelt ist, dass mit der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke (47) die zweite Steuerfläche (42) mit der zweiten Übersetzerfläche (30) koppelbar ist.3. Injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the control piston (38) at a first end (41) in a first control chamber (35) has a first control surface (40) and at a second end opposite the first end (41) ( 42) in a second Control room (37) has a second control surface (43) that the first control surface (40) is coupled to the first booster surface (20) with the first hydraulic pressure transmission path (20), that the second control surface (47) is connected to the second hydraulic pressure transmission path (47) 42) can be coupled to the second translator surface (30).
4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Steuerraum (37) über eine steuerbare Hydraulikverbindung (48) an eine Zuführungsleitung (11) anschließbar ist, die den Spritzlöchern (5, 6) unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zuführt, dass die Hydraulikverbindung (48) in Abhängigkeit der Steuerkolbenhubstellung zum Öffnen und Sperren gesteuert ist, dass die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke4. Injection nozzle according to claim 3, characterized in that the second control chamber (37) via a controllable hydraulic connection (48) can be connected to a feed line (11) which supplies the spray holes (5, 6) under high pressure fuel that the hydraulic connection ( 48) that the second hydraulic pressure transmission path is controlled as a function of the control piston stroke position for opening and locking
(47) bei geöffneter Hydraulikverbindung (48) deaktiviert und bei gesperrter Hydraulikverbindung(47) deactivated when the hydraulic connection (48) is open and when the hydraulic connection is blocked
(48) aktiviert ist.(48) is activated.
5. Einspritzdüse nach Anspruch 3 oder 4 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Übersetzerfläche (20) in einem ersten Übersetzerraum (21) angeordnet ist, der über einen ersten Steuerkanal (34) mit dem ersten Steuerraum (35) kommuniziert, dass die zweite Übersetzerfläche (30) in einem zweiten Übersetzerraum (31) angeordnet ist, der über einen zweiten Steuerkanal (36) mit dem zweiten Steuerraum (37) kommuniziert.5. Injection nozzle according to claim 3 or 4, characterized in that the first translating surface (20) is arranged in a first translating space (21) which communicates via a first control channel (34) with the first control space (35) that the second translating surface (30 ) is arranged in a second translator room (31) which communicates with the second control room (37) via a second control channel (36).
6. Einspritzdüse nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste Übersetzerfläche (20) im ersten Steuerraum (35) angeordnet ist.6. Injection nozzle according to claim 3 or 4, characterized in that the first translator surface (20) is arranged in the first control room (35).
7. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke (47) einen Kopplungskolben (67) enthält, der an einem ersten Ende (68) im zweiten Steuerraum (37) eine erste7. Injection nozzle according to one of claims 3, 4 or 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the second hydraulic pressure transmission path (47) contains a coupling piston (67) having a first at a first end (68) in the second control chamber (37)
Kopplungsfläche (69) und an einem, dem ersten Ende (68) entgegengesetzten zweiten Ende (70) in einemCoupling surface (69) and at a second end (70) opposite the first end (68) in one
Übersetzerraum (31) eine zweite Kopplungsfläche (71) aufweist, dass die zweite Übersetzerfläche (30) imTranslator room (31) has a second coupling surface (71) that the second translator surface (30) in the
Übersetzerraum (31) angeordnet ist-Translator room (31) is arranged -
8. Einspritzdüse nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kopplungskolben (67) koaxial im ersten8. Injection nozzle according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the coupling piston (67) coaxially in the first
Antriebskolben (18) hubverstellbar gelagert ist und/oder dass der Kopplungskolben (67) koaxial auf dem zweitenDrive piston (18) is mounted so as to be stroke-adjustable and / or that the coupling piston (67) is coaxial on the second
Antriebskolben (28) hubverstellbar gelagert ist.Drive piston (28) is mounted adjustable in stroke.
9. Einspritzdüse zumindest nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Abschnitt (49) der Hydraulikverbindung (48) im Steuerkolben (38) ausgebildet ist.9. Injection nozzle at least according to claim 4, so that a section (49) of the hydraulic connection (48) is formed in the control piston (38).
10. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Steuerkolben (38) in einem Steuerraum (78) eine Steuerfläche (79) aufweist, dass mit der ersten hydraulischen Druckübertragungsstrecke (44) die Steuerfläche (79) mit der ersten Übersetzerfläche (20) gekoppelt ist, dass mit der zweiten hydraulischen Druckübertragungsstrecke (47) die Steuerfläche (79) mit der zweiten Übersetzerfläche (30) koppelbar ist.10. Injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the control piston (38) in a control chamber (78) has a control surface (79), that the control surface (79) is coupled to the first transmission surface (20) with the first hydraulic pressure transmission path (44), that the control surface (79) can be coupled to the second transmission surface (30) with the second hydraulic pressure transmission path (47).
11. Einspritzdüse nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweite hydraulische Druckübertragungsstrecke11. Injection nozzle according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the second hydraulic pressure transmission path
(47) eine steuerbare Hydraulikverbindung (81) aufweist, über die ein erster Übersetzerraum (21) , in dem die erste Übersetzerfläche (20) angeordnet ist, an einen zweiten Übersetzerraum (31) , in dem die zweite(47) has a controllable hydraulic connection (81), via which a first translator space (21), in which the first translator surface (20) is arranged, to a second translator space (31), in which the second
Übersetzerfläche (30) angeordnet ist, anschließbar ist, dass die Hydraulikverbindung (81) in Abhängigkeit derTranslator surface (30) is arranged, it can be connected that the hydraulic connection (81) depending on the
Steuerkolbenstellung zum Öffnen und Sperren gesteuert ist, dass die zweite hydraulische DruckübertragungsstreckeSpool position for opening and locking is controlled by the second hydraulic pressure transmission path
(47) bei geöffneter Hydraulikverbindung (81) aktiviert und bei gesperrter Hydraulikverbindung (81) deaktiviert ist.(47) activated when the hydraulic connection (81) is open and deactivated when the hydraulic connection (81) is blocked.
12. Einspritzdüse nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Abschnitt (82) der Hydraulikverbindung (81) im ersten Antriebskolben (18) ausgebildet ist.12. Injection nozzle according to claim 11, so that a section (82) of the hydraulic connection (81) is formed in the first drive piston (18).
13. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Antriebskolben (28) eine der zweiten Übersetzerfläche (30) entgegengesetzte Kompensatorfläche (60) aufweist, die in einen Kompensatorraum (61) angeordnet ist, der mit der Zuführungsleitung (11) kommuniziert .13. Injection nozzle according to one of claims 3 to 12, characterized in that the second drive piston (28) has a compensator surface (60) opposite the second booster surface (30), which in a compensator chamber (61) is arranged, which communicates with the feed line (11).
14. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Antriebskolben (18) eine der ersten Übersetzerfläche (20) entgegengesetzte Kompensatorfläche (22) aufweist, die in einem Kompensatorraum (23) angeordnet ist, der mit der Zuführungsleitung (11) kommuniziert. 14. Injection nozzle according to one of claims 3 to 13, characterized in that the first drive piston (18) has a compensator surface (22) opposite the first booster surface (20), which is arranged in a compensator chamber (23) which is connected to the supply line (11 ) communicates.
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