EP1952011A1 - Fuel injection apparatus for an internal combustion engine having direct fuel injection - Google Patents

Fuel injection apparatus for an internal combustion engine having direct fuel injection

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EP1952011A1
EP1952011A1 EP06807052A EP06807052A EP1952011A1 EP 1952011 A1 EP1952011 A1 EP 1952011A1 EP 06807052 A EP06807052 A EP 06807052A EP 06807052 A EP06807052 A EP 06807052A EP 1952011 A1 EP1952011 A1 EP 1952011A1
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pressure
fuel injection
injection device
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Definitions

  • the control chamber 48 is now connected via the outlet throttle 56 to the low pressure port 60. Since the inlet throttle 50 throttles more strongly than the outlet throttle 56, the pressure in the control chamber 48 and consequently also the action acting on the control surface 46 and acting in the closing direction decreases Force. As soon as it falls below the hydraulic force acting on the conical annular surface 20 and acting in the opening direction (less the force of the spring 44), the valve element 18 with the sealing edge 24 lifts away from the valve seat surface 26. Fuel now flows from the high-pressure chamber 28 to the fuel outlet channels 16.
  • Cross-sectional area of the pressure surfaces 20 and 22 are equal, is connected with the following: In the region of the sealing edge 24, the flow between the two annular surfaces 20 and 22 on the one hand and the opposite valve seat surface 26 on the other hand throttled very easily. This is at least at a portion of the conical end surface 22 to a pressure which is smaller than the pressure in the high-pressure chamber 28. This also depends on the outflow of the fuel through the fuel outlet channel 16.
  • a force progression can additionally or intensively also be brought about by the formation of a valve slide section (not shown in FIG. 1), which cooperates with a corresponding housing-side section.

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Abstract

A fuel injection apparatus (10) comprises a housing (12), in which a valve element (18) is arranged. Said valve element (18) has a hydraulic pressure face (20, 22) which acts in the opening direction and delimits a high-pressure space (28) which is connected to a high-pressure connection (54). Furthermore, there is a hydraulic control face (46) on the valve element (18), which hydraulic control face (46) acts in the closing direction and delimits a control space (48), in which a variable control pressure prevails during operation. It is proposed that the valve element (18) interacts in a throttling manner with a housing region (26) in an open position or an open position region in such a way that a pressure which is lower than the pressure in the high-pressure space (28) prevails at least on one part of the pressure face (20, 22).

Description

06.03.2006 kna/jmr-neg06.03.2006 kna / jmr-neg
Robert Bosch GmbH, 70442 StuttgartRobert Bosch GmbH, 70442 Stuttgart
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit KraftStoff-DirekteinspritzungFuel injection device for an internal combustion engine with fuel direct injection
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff- Direkteinspritzung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine with direct fuel injection according to the preamble of claim 1.
Die DE 100 24 702 Al und DE 100 24 703 Al zeigen jeweils eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, mit der derDE 100 24 702 Al and DE 100 24 703 Al each show a fuel injection device with which the
Kraftstoff direkt in einen ihr zugeordneten Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt werden kann. Hierzu ist in einem Gehäuse ein Ventilelement angeordnet, welches im Bereich einer Kraftstoff-Austrittsoffnung eine insgesamt in Offnungsrichtung des Ventilelements wirkende Druckflache aufweist. Am entgegengesetzten Ende des Ventilelements ist eine in Schließrichtung wirkende Steuerflache vorhanden, welche einen Steuerraum begrenzt.Fuel can be injected directly into its associated combustion chamber of an internal combustion engine. For this purpose, a valve element is arranged in a housing, which in the region of a fuel outlet opening has a pressure surface acting overall in the opening direction of the valve element. At the opposite end of the valve element acting in the closing direction control surface is present, which limits a control chamber.
Bei geschlossener Kraftstoff-Einspritzvorrichtung liegt an einem Bereich der in Offnungsrichtung wirkenden Druckflache und an der in Schließrichtung wirkenden Steuerflache ein hoher Kraftstoffdruck an, wie er beispielsweise von einer Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") bereitgestellt wird. Der in Schließrichtung wirkende Kraftuberschuss wird erreicht, indem die in Offnungsrichtung wirkende Druckflache zumindest bei geschlossenem Ventilelement kleiner ist als die in Schließrichtung wirkende Steuerflache.When the fuel injection device is closed, a high fuel pressure is present at a region of the pressure surface acting in the opening direction and at the control surface acting in the closing direction, as is provided, for example, by a fuel rail. The force excess acting in the closing direction is achieved by the pressure surface acting in the opening direction at least when the valve element is closed is smaller than the control surface acting in the closing direction.
Zum Offnen des Ventilelements wird der an der Steuerflache anliegende Druck abgesenkt, bis die in Offnungsrichtung wirkende hydraulische Kraftresultierende an der Druckflache die in Schließrichtung wirkenden Kräfte übersteigt. Hierdurch wird ein Offnen des Ventilelements bewirkt.To open the valve element, the pressure applied to the control surface is lowered until the hydraulic force resultant in the opening direction on the pressure surface exceeds the forces acting in the closing direction. As a result, opening of the valve element is effected.
Bei beiden bekannten Kraftstoff-EinspritzvorrichtungenIn both known fuel injectors
"schwimmt" das Ventilelement im hohen Kraftstoffdruck. Bei dem in der DE 199 24 703 Al gezeigten Ventilelement sind darüber hinaus die in Offnungsrichtung wirkende Druckflache und die in Schließrichtung wirkende Steuerflache, auf eine Ebene orthogonal zur Langsachse des Ventilelements, gleich groß. Um dennoch ein sicheres Schließen des Ventilelements gewahrleisten zu können, werden Maßnahmen vorgeschlagen, mit denen der Druck im Steuerraum nach einer Absenkung wieder besonders rasch angehoben werden kann.the valve element "floats" in high fuel pressure. In the case of the valve element shown in DE 199 24 703 A1, moreover, the pressure surface acting in the opening direction and the control surface acting in the closing direction, on a plane orthogonal to the longitudinal axis of the valve element, are of equal size. In order nevertheless to be able to ensure a safe closing of the valve element, measures are proposed with which the pressure in the control chamber can be raised again very quickly after lowering.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie sehr schnell schließt.Object of the present invention is to develop a fuel injection device of the type mentioned so that it closes very quickly.
Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelost. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruches gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteranspruchen angegeben.This object is achieved by a fuel injection device having the features of claim 1. Furthermore, the object is achieved by a method having the features of the independent method claim. Advantageous developments are specified in dependent claims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Erfindungsgemaß wird das Schließen des Ventilelements dadurch unterstutzt, dass bei geöffnetem Ventilelement der an der in Offnungsrichtung wirkenden Druckflache (oder zumindest an einem Teil hiervon) anliegende Druck abgesenkt wird. Dies ist beispielsweise durch eine entsprechende Drosselung zwischen dem Ventilelement und einem gehauseseitigen Ventilsitzbereich und/oder durch einen zusatzlichen Ventilschieberabschnitt möglich.According to the invention, the closing of the valve element is assisted by the fact that when the valve element is open is lowered at the acting in opening direction pressure surface (or at least at a part thereof) applied pressure. This is possible, for example, by a corresponding throttling between the valve element and a housing-side valve seat area and / or by an additional valve slide section.
Mittels einer entsprechenden Ausformung einerseits des gehauseseitigen Ventilsitzbereichs und andererseits eines entsprechenden Dichtbereichs am Ventilelement kann dieBy means of a corresponding shaping on the one hand of the housing-side valve seat portion and on the other hand, a corresponding sealing region on the valve element, the
Drosselung so eingestellt werden, dass mindestens bei etwas geöffnetem Ventilelement die in Offnungsrichtung wirkende Kraft kleiner ist als bei geschlossenem Ventilelement. Hierdurch wird der Schließvorgang unterstutzt und beschleunigt. Das Ventilelement wird zum Schließen quasi an den Ventilsitz "angesaugt".Throttling can be adjusted so that at least slightly open valve element, the force acting in the opening direction is smaller than when the valve element is closed. As a result, the closing process is supported and accelerated. The valve element is "sucked" to close the quasi to the valve seat.
Die Erfindung ermöglicht es in besonderer Weise, die in Offnungsrichtung wirkende Druckflache und die in Schließrichtung wirkende Steuerflache, jeweils auf eine Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilelements projiziert, wenigstens in etwa gleich groß auszugestalten. Dies gestattet eine preiswerte Fertigung des Ventilelements .The invention makes it possible in a special way to design the pressure surface acting in the opening direction and the control surface acting in the closing direction, each projecting onto a plane perpendicular to the direction of movement of the valve element, at least approximately the same size. This allows a low-cost production of the valve element.
Vorgeschlagen wird auch, in allen zwischen Steuerraum und Druckraum liegenden Räumen, die das Ventilelement umgeben, im Betrieb wenigstens zeitweise und wenigstens in etwa der am Hochdruckanschluss herrschende hohe Kraftstoffdruck herrscht. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Ausnehmung, in der das Ventilelement insgesamt aufgenommen ist, mit dem Hochdruckanschluss verbunden ist. Ein Niederdruckbereich ist demzufolge nicht mehr vorhanden ("druckausgeglichenes" Ventil) . Somit kann keine Leckage zwischen dem Hoch- und einem solchen Niederdruckbereich auftreten, so dass auch die entsprechende Abdichtung und eine hierfür erforderliche Leckageleitung entfallen können.It is also proposed, in all lying between the control chamber and pressure chamber spaces surrounding the valve element, during operation at least temporarily and at least approximately prevails at the high pressure connection prevailing high fuel pressure. This can be realized, for example, in that the recess in which the valve element is accommodated in its entirety is connected to the high-pressure connection. A low pressure area is therefore no longer available ("pressure balanced" valve). Thus, no leakage between the high and such Low pressure area occur, so that the corresponding seal and a leaking line required for this purpose can be omitted.
Dies gestattet einen einfacheren Aufbau der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung mit insgesamt weniger Teilen, was zum einen die Montage erleichtert und zum anderen eine kleinere Bauweise ermöglicht. Darüber hinaus arbeitet die erfindungsgemaße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad, da die bei früheren Vorrichtungen vorhandene Leckage zwischen Ventilelement und Gehäuse nicht mehr vorhanden ist. Eine Rucklaufleitung kann in der Folge kleiner ausgelegt werden.This allows a simpler structure of the fuel injection device with fewer parts, which on the one hand facilitates the assembly and on the other hand allows a smaller design. In addition, the inventive fuel injection device operates with a high efficiency, since the existing in earlier devices leakage between the valve element and the housing is no longer available. A return line can be designed smaller in the sequence.
Dadurch, dass eine Abdichtung zwischen der inBy doing a seal between the in
Offnungsrichtung wirkenden Druckflache und der in Schließrichtung wirkenden Steuerflache nicht mehr im bisherigen Sinne erforderlich ist, kann das Ventilelement insgesamt in einem mit dem Hochdruckanschluss verbundenen Hochdruckraum angeordnet sein. Um eine Druckabsenkung im Steuerraum dennoch erreichen zu können, kann dann einfach eine Dichthulse vorgesehen sein. Diese kann radial frei, also ohne Fuhrung, sein, so dass Fertigungstoleranzen einfach ausgeglichen werden können. Die Ansteuerung des Steuerraums kann dann durch einen beispielsweise in der Hülse vorhandenen Steuerkanal erfolgen.Opening direction acting pressure surface and acting in the closing direction control surface is no longer required in the previous sense, the valve element can be arranged in total in a connected to the high pressure port high-pressure chamber. In order to still be able to achieve a pressure reduction in the control room, then simply a sealing sleeve can be provided. This can be radially free, that is without guidance, so that manufacturing tolerances can be easily compensated. The control of the control chamber can then be done by an existing example in the sleeve control channel.
Um mit der erfindungsgemaßen Kraftstoff- Einspritzvorrichtung auch Kleinstmengen im Bereich von 1 mm3 einspritzen zu können, wird eine "Stauchung" des Ventilelements durch eine entsprechende Langen- beziehungsweise Materialauswahl des Ventilelements eingestellt. Alle vorangegangenen Maßnahmen ermöglichen einen Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung auch bei sehr hohen Drucken von bis zu 1800 bar. Vorteilhaft ist ferner, wenn das Ventilelement mehrteilig ist und mindestens zwei Teile des Ventilelements über einen hydraulischen Koppler miteinander gekoppelt sind. Hierdurch wird die Freiheit bei der Auslegung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung erheblich erhöht. Auch die Herstellung der Vorrichtung wird vereinfacht.In order to be able to inject even minute amounts in the range of 1 mm 3 with the fuel injection device according to the invention, a "compression" of the valve element is set by a corresponding length or material selection of the valve element. All of the foregoing measures allow operation of the fuel injector even at very high pressures of up to 1800 bar. It is also advantageous if the valve element is multi-part and at least two parts of the valve element are coupled together via a hydraulic coupler. As a result, the freedom in the design of the fuel injection device is significantly increased. The manufacture of the device is simplified.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die beiden Teile des Ventilelements im hydraulischen Koppler dann, wenn das Ventilelement am Ventilsitz anliegt, voneinander beabstandet sind. Hierdurch wird eine direkte mechanische Kopplung der beiden Teile und somit ein mögliches Prellen verhindert .In a further development, it is proposed that the two parts of the valve element in the hydraulic coupler, when the valve element rests against the valve seat, are spaced from each other. As a result, a direct mechanical coupling of the two parts and thus a possible bouncing is prevented.
Dabei kann der hydraulische Koppler eine Zwischenscheibe umfassen, die einen ersten Koppelraum von einem zweiten Koppelraum geometrisch trennt. Dies vereinfacht die Herstellung.In this case, the hydraulic coupler may comprise an intermediate disc which geometrically separates a first coupling space from a second coupling space. This simplifies the production.
Möglich ist, dass der hydraulische Koppler einen die beiden Koppelraume hydraulisch miteinander verbindenden Verbindungskanal umfasst. Dies gestattet die Optimierung des Kopplers, beispielsweise durch Ausgestaltung des Verbindungskanals als Stromungsdrossel.It is possible that the hydraulic coupler comprises a connecting channel which hydraulically interconnects the two coupling spaces. This allows the optimization of the coupler, for example by designing the connection channel as a flow restrictor.
Mindestens eines der Teile des Ventilelements kann als elastische Druckstange derart ausgebildet sein, dass eine Offnungsbewegung des den Steuerraum begrenzenden Teils des Ventilelements sich zeitverzogert auf den mit demAt least one of the parts of the valve element can be designed as an elastic pressure rod such that an opening movement of the control chamber limiting part of the valve element is delayed in time with the
Ventilsitz zusammenarbeitenden Teil des Ventilelements übertragt. Auf diese Weise können trotz des Einsatzes eine preiswerten Magnetventils zur Steuerung des Drucks im Steuerraum auch sehr kurze Öffnungszeiten und damit die Fähigkeit, auch Kleinstmengen einspritzen zu können, realisiert werden.Valve seat transmits cooperating part of the valve element. In this way, despite the use of a cheap solenoid valve to control the pressure in the control room and very short opening times and thus the Ability to inject even very small quantities can be realized.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung naher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:
Figur 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Bereich einer ersten Ausfuhrungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung;FIG. 1 shows a partial section through a region of a first embodiment of a fuel injection device;
Figur 2 ein Diagramm, in dem ein Verlauf einer in Offnungsrichtung wirkenden Kraft über dem Hub eines Ventilelements der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Figur 1 aufgetragen ist;FIG. 2 shows a diagram in which a profile of a force acting in the opening direction is plotted over the stroke of a valve element of the fuel injection device of FIG. 1;
Figur 3 einen teilweisen Schnitt durch einen Bereich einer zweiten Ausfuhrungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung; undFIG. 3 shows a partial section through a region of a second embodiment of a fuel injection device; and
Figur 4 eine Darstellung ahnlich zu Figur 1 einer dritten Ausfuhrungsform einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung .Figure 4 is a view similar to Figure 1 of a third embodiment of a fuel injection device.
Beschreibung der AusfuhrungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung tragt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst ein Gehäuse 12, welches wiederum einen Dusenkorper 12a, einen Injektorkörper 12b, und eine Düsenspannmutter 12c umfasst. In dem Gehäuse 12 ist in seiner Längsrichtung eine gestufte Ausnehmung 14 vorhanden, von deren in Figur 1 unterem Ende Kraftstoff-Austrittskanäle 16 ausgehen, die die Wand des Düsenkörpers 12a durchsetzen.In FIG. 1, a fuel injection device bears overall the reference numeral 10. It comprises a housing 12, which in turn comprises a nozzle body 12a, a Injector body 12b, and a nozzle lock nut 12c includes. In the housing 12, a stepped recess 14 is present in its longitudinal direction, from whose lower end in FIG. 1 fuel outlet channels 16 emerge, which pass through the wall of the nozzle body 12a.
In der Ausnehmung 14 ist ein nadelartiges Ventilelement 18 angeordnet. Dieses weist einen insgesamt im Wesentlichen konstanten Durchmesser D auf. An seinem in Figur 1 unteren Ende weist das Ventilelement 18 eine konische Spitze auf, die durch eine erste konische Ringfläche 20 und eine zweite konische Endfläche 22 gebildet wird. Die Ringfläche 20 und die Endfläche 22 haben eine unterschiedliche Konizität, so dass zwischen ihnen eine Dichtkante 24 gebildet ist. Diese liegt bei geschlossenem Ventilelement 18 an einer gegenüberliegenden ebenfalls konischen Ventilsitzfläche 26 im in Figur 1 unteren Endbereich der Ausnehmung 14 im Düsenkörper 12a an. Auf diese Weise kann das Ventilelement 18 die Kraftstoff-Austrittskanäle 16 von einem stromaufwärts von der Dichtkante 24 zwischen dem Ventilelement 18 und dem Gehäuse 12 vorhandenen ringförmigen Hochdruckraum 28 trennen.In the recess 14, a needle-like valve element 18 is arranged. This has an overall substantially constant diameter D. At its lower end in FIG. 1, the valve member 18 has a conical tip formed by a first conical annular surface 20 and a second conical end surface 22. The annular surface 20 and the end surface 22 have a different conicity, so that a sealing edge 24 is formed between them. This is at a closed valve member 18 at an opposite also conical valve seat surface 26 in the lower end portion of the recess 14 in Figure 1 in the nozzle body 12a. In this way, the valve element 18 can separate the fuel discharge passages 16 from an annular high-pressure space 28 present upstream of the sealing edge 24 between the valve element 18 and the housing 12.
Der Hochdruckraum 28 erstreckt sich über die gesamte Länge der Ausnehmung 14 bzw. des Ventilelements 18. Letzteres wird im Gehäuse 12 vor allem über einen eine nur geringe axiale Länge aufweisenden Führungsabschnitt 30 geführt, welcher mit einem komplementären Führungsabschnitt 32 am in Figur 1 oberen Ende des Düsenkörpers 12a zusammenarbeitet. Der Hochdruckraum 28 wird durch die beidenThe upper pressure chamber 28 extends over the entire length of the recess 14 or of the valve element 18. The latter is guided in the housing 12 above all via a guide section 30 which has only a small axial length and which has a complementary guide section 32 at the upper end of FIG Nozzle body 12a cooperates. The high pressure chamber 28 is through the two
Führungsabschnitte 30 und 32 jedoch nicht unterbrochen: Im Bereich des Führungsabschnitts 30 weist das Ventilelement 18 nämlich vier über seinen Umfang verteilt angeordnete Abflachungen 34 auf, durch die entsprechende den Führungsabschnitt 30 beziehungsweise 32 durchquerende Stromungskanale gebildet werden, welche ebenfalls Teil des Hochdruckraums 28 sind. Die Abflachungen 34 sind dabei so dimensioniert, dass eine Drosselung der Strömung, die durch die gebildeten Stromungskanale hindurch strömt, im Wesentlichen Null ist.However, guide sections 30 and 32 are not interrupted: in the region of the guide section 30, the valve element 18 has four flattened portions 34 distributed over its circumference, through which the corresponding guide sections 30 and 32 pass Stromungskanale be formed, which are also part of the high-pressure chamber 28. The flats 34 are dimensioned such that a throttling of the flow, which flows through the flow channels formed, is substantially zero.
Die Ausnehmung 14 wird in Figur 1 nach oben hin durch ein Ventilstuck 36 verschlossen. Dieses ragt mit einem Hulsenabschnitt 38 ein Stuck weit in die Ausnehmung 14 hinein, so dass in dem Hulsenabschnitt 38 ein von denThe recess 14 is closed in Figure 1 at the top by a Ventilstuck 36. This projects with a Hulsenabschnitt 38 a piece far into the recess 14, so that in the Hulsenabschnitt 38 one of the
Kraftstoff-Austrittskanalen 60 entgegengesetzter Endbereich 40 des Ventilelements 18 axial verschieblich, jedoch weitgehend fluiddicht aufgenommen ist. Das Ventilstuck 36 ist auf nicht naher dargestellte Art und Weise am Injektorkorper 12b befestigt. Zwischen dem Hulsenabschnitt 38 und einem von diesem etwas beabstandeten Ringbund 42 am Ventilelement 18 ist eine Feder 44 verspannt, durch die das Ventilelement 18 ganz leicht in Schließrichtung beaufschlagt wird.Fuel outlet ducts 60 opposite end portion 40 of the valve member 18 axially displaceable, but is received largely fluid-tight. The valve stub 36 is fastened in a manner not shown in more detail on the injector body 12 b. Between the Hulsenabschnitt 38 and a slightly spaced from this annular collar 42 on the valve member 18, a spring 44 is clamped, by which the valve element 18 is applied very easily in the closing direction.
Am in Figur 1 oberen Ende des Ventilelements 18 ist eine Steuerflache 46 vorhanden. Sie stellt einen Teil einer Begrenzung eines Steuerraums 48 dar, der zwischen dem Hulsenabschnitt 38 und dem Ventilelement 18 gebildet wird. Über eine Zulaufdrossel 50 ist der Steuerraum 48 mit dem Hochdruckraum 28 verbunden, der wiederum über einen Kanal 52 im Injektorkorper 12b mit einem Hochdruckanschluss 54 verbunden ist. Dieser wiederum ist im Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 mit einer Kraftstoff- Sammelleitung ("Rail") verbunden, die in Figur 1 jedoch nicht dargestellt ist. In einer solchen Kraftstoff- Sammelleitung kann Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert werden. An die Kraftstoff-Sammelleitung können mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen angeschlossen sein. Eine Ablaufdrossel 56 verbindet den Steuerraum 48 ferner mit einem Schaltventil 58. Dieses verbindet den Steuerraum 48 in geöffnetem Zustand mit einem Niederdruckanschluss 60. Hierzu verfugt das Schaltventil 58 im vorliegendenAt the top of the valve member 18 in Figure 1, a control surface 46 is present. It represents a part of a boundary of a control chamber 48 formed between the sleeve portion 38 and the valve element 18. Via an inlet throttle 50, the control chamber 48 is connected to the high pressure chamber 28, which in turn is connected via a channel 52 in Injektorkorper 12 b with a high pressure port 54. This in turn is connected during operation of the fuel injection device 10 with a fuel rail ("rail"), which is not shown in Figure 1. In such a fuel rail fuel can be stored under very high pressure. To the fuel rail, a plurality of fuel injectors may be connected. An outlet throttle 56 connects the control chamber 48 further with a switching valve 58. This connects the control chamber 48 in the open state with a low pressure port 60. For this purpose, the switching valve 58 has in the present
Ausfuhrungsbeispiel über eine Ventilkugel 62, die wiederum von einem Ventilstoßel 64 beaufschlagt wird, der wiederum entweder hydraulisch oder direkt über einen entsprechenden Aktor 66 betätigt wird.Exemplary embodiment via a valve ball 62, which in turn is acted upon by a valve pusher 64, which in turn is actuated either hydraulically or directly via a corresponding actuator 66.
Die in Figur 1 gezeigte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 wird folgendermaßen betrieben: In einem Ausgangszustand ist das Schaltventil 58 geschlossen. Der am Hochdruckanschluss 54 anliegende hohe Kraftstoffdruck (bis zu 1800 bar) herrscht im Hochdruckraum 28 und wird durch dieThe fuel injection device 10 shown in Figure 1 is operated as follows: In an initial state, the switching valve 58 is closed. The high fuel pressure applied at the high pressure port 54 (up to 1800 bar) prevails in the high pressure chamber 28 and is characterized by the
Zulaufdrossel 50 auch in den Steuerraum 48 übertragen. Der hohe Druck liegt auch an der konischen Ringflache 20 am in Figur 1 unteren Ende des Ventilelements 18 an. Die in Offnungsrichtung wirkende hydraulische konische Ringflache 20 ist jedoch insgesamt kleiner als die in Schließrichtung wirkende Steuerflache 46. Aus diesem Grund wirkt insgesamt auf das Ventilelement 18 eine in Schließrichtung wirkende Kraftresultierende, welche dafür sorgt, dass die Dichtkante 24 des Ventilelements 18 gegen die gegenüberliegende Ventilsitzflache 26 gedruckt wird. Somit ist die Verbindung des Hochdruckraums 28 zu den Kraftstoff-Austrittskanalen 16 unterbrochen .Inlet throttle 50 is also transmitted to the control chamber 48. The high pressure is also applied to the conical annular surface 20 at the lower end of the valve element 18 in FIG. However, the hydraulic conical annular surface 20 acting in the opening direction is smaller overall than the control surface 46 acting in the closing direction. For this reason, a force resultant in the closing direction acts altogether on the valve element 18, which ensures that the sealing edge 24 of the valve element 18 abuts against the opposite valve seat surface 26 is printed. Thus, the connection of the high-pressure chamber 28 is interrupted to the fuel outlet channels 16.
Damit Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 10 abgegeben werden kann, wird das Schaltventil 58 geöffnet.In order for fuel to be delivered from the fuel injector 10, the switching valve 58 is opened.
Der Steuerraum 48 ist nun über die Ablaufdrossel 56 mit dem Niederdruckanschluss 60 verbunden. Da die Zulaufdrossel 50 starker drosselt als die Ablaufdrossel 56, sinkt der Druck im Steuerraum 48 und in der Folge auch die an der Steuerflache 46 angreifende und in Schließrichtung wirkende Kraft. Sobald diese unter die an der konischen Ringflache 20 angreifende und in Offnungsrichtung wirkende hydraulische Kraft (abzuglich der Kraft der Feder 44) absinkt, hebt das Ventilelement 18 mit der Dichtkante 24 von der Ventilsitzflache 26 ab. Kraftstoff strömt nun vom Hochdruckraum 28 zu den Kraftstoff-Austrittskanalen 16.The control chamber 48 is now connected via the outlet throttle 56 to the low pressure port 60. Since the inlet throttle 50 throttles more strongly than the outlet throttle 56, the pressure in the control chamber 48 and consequently also the action acting on the control surface 46 and acting in the closing direction decreases Force. As soon as it falls below the hydraulic force acting on the conical annular surface 20 and acting in the opening direction (less the force of the spring 44), the valve element 18 with the sealing edge 24 lifts away from the valve seat surface 26. Fuel now flows from the high-pressure chamber 28 to the fuel outlet channels 16.
Nun wirkt zusatzlich auch an der konischen Endflache 22 ein hydraulischer Druck, der an dieser konischen Endflache 22 eine zusatzliche in Offnungsrichtung wirkende Kraft erzeugt (zum Verlauf der Kraft im Verhältnis zum Hub wird weiter unten im Zusammenhang mit Figur 2 noch ausfuhrlich Stellung genommen) . Hierdurch wird das Offnen des Ventilelements 18 beschleunigt. Die konische Ringflache 20 und die konische Endflache 22 bilden also insgesamt eine in Offnungsrichtung wirkende Druckflache, deren hydraulisch wirksame Querschnittsflache gleich der hydraulisch wirksamen Querschnittsflache der Steuerflache 46 ist.In addition, a hydraulic pressure also acts on the conical end face 22, which generates an additional force acting in the opening direction on this conical end face 22 (the course of the force in relation to the stroke will be discussed in more detail below in connection with FIG. 2). As a result, the opening of the valve element 18 is accelerated. The conical annular surface 20 and the conical end surface 22 thus form a total acting in the opening direction pressure surface whose hydraulically effective cross-sectional area equal to the hydraulically effective cross-sectional area of the control surface 46.
Um die Einspritzung von Kraftstoff durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 zu beenden, wird das Schaltventil 58 geschlossen. Die Verbindung des Steuerraums 48 zum Niederdruckanschluss 60 ist daher unterbrochen. Kraftstoff kann nun durch die Zulaufdrossel 50 wieder in den Steuerraum 48 nachstromen, so dass sich dort der amIn order to stop the injection of fuel through the fuel injection device 10, the switching valve 58 is closed. The connection of the control chamber 48 to the low pressure port 60 is therefore interrupted. Fuel can now nachström by the inlet throttle 50 back into the control chamber 48, so that there is the am
Hochdruckanschluss 54 und im Hochdruckraum 28 herrschende Druck einstellt. Dass das Ventilelement 18 nun eine Schließbewegung ausfuhrt, obwohl die in Schließrichtung wirkende hydraulische Querschnittsflache der Steuerflache 46 und die in Offnungsrichtung wirkende hydraulischeHigh pressure port 54 and 28 prevailing pressure in the high pressure chamber adjusts. That the valve element 18 now executes a closing movement, although the hydraulic cross-sectional area acting in the closing direction of the control surface 46 and acting in the opening direction hydraulic
Querschnittsflache der Druckflachen 20 und 22 gleich groß sind, hangt mit Folgendem zusammen: Im Bereich der Dichtkante 24 wird die Strömung zwischen den beiden Ringflachen 20 und 22 einerseits und der gegenüberliegenden Ventilsitzflache 26 andererseits ganz leicht gedrosselt. Damit liegt zumindest an einem Bereich der konischen Endflache 22 ein Druck an, der kleiner ist als der Druck im Hochdruckraum 28. Dies hangt auch mit dem Abströmen des Kraftstoffs durch die Kraftstoff-Austrittskanale 16 zusammen.Cross-sectional area of the pressure surfaces 20 and 22 are equal, is connected with the following: In the region of the sealing edge 24, the flow between the two annular surfaces 20 and 22 on the one hand and the opposite valve seat surface 26 on the other hand throttled very easily. This is at least at a portion of the conical end surface 22 to a pressure which is smaller than the pressure in the high-pressure chamber 28. This also depends on the outflow of the fuel through the fuel outlet channel 16.
Trotz eines insgesamt im Hochdruckraum 28 und im Steuerraum 48 gleichen Drucks und trotz gleicher in Schließrichtung und in Offnungsrichtung wirkender hydraulisch wirksamer Querschnittsflachen ist also die in der Summe an der konischen Ringflache 20 und der konischen Endflache 22 in Offnungsrichtung wirkende Kraft kleiner als die an der Steuerflache 46 in Schließrichtung wirkende Kraft. Die am Ventilelement 18 insgesamt angreifende Kraftresultierende wirkt also in Schließrichtung, was zu einer Schließbewegung des Ventilelements 18 fuhrt.Despite a total in the high-pressure chamber 28 and in the control chamber 48 same pressure and despite acting in the same direction in the closing direction and opening direction hydraulically effective cross-sectional areas so the sum acting on the conical annular surface 20 and the conical end surface 22 in the opening direction force is smaller than that at the control surface 46 force acting in the closing direction. The total resultant force acting on the valve element 18 thus acts in the closing direction, which leads to a closing movement of the valve element 18.
Die Geometrie der konischen Ringflache 20 und der konischen Endflache 22, insbesondere die Konizitat dieser beiden Flachen 20 und 22, relativ zur Ventilsitzflache 26 ist so gewählt, dass über einen Hub H ein Verlauf der in Offnungsrichtung wirkenden Kraft F erzielt wird, wie er in Figur 2 dargestellt ist. Aus dieser erkennt man, dass die in Offnungsrichtung wirkende Kraft beim Hub H = O (also bei mit der Dichtkante 24 an der Ventilsitzflache 26 anliegendem Ventilelement 18) einen Wert F0 hat. Bei etwas geöffnetem Ventilelement 18, also ungefähr bei einem Hub Hi, ist auf Grund von Drosseleffekten die in Offnungsrichtung wirkende Kraft Fi kleiner als die bei geschlossenem Ventilelement 18 in Offnungsrichtung wirkende Kraft F0. Erst bei einem nochmals vergrößerten Hub H wirkt in Offnungsrichtung eine Kraft F2, die deutlich großer ist als die Kraft F0. Dies bedeutet im Umkehrschluss wahrend des gerade beschriebenen Schließvorgangs, dass das Ventilelement 18 gegen Ende des Schließvorgangs quasi "angesaugt" wird und entsprechend schnell schließt. Ein Kraftverlauf, wie er in Figur 2 dargestellt ist, kann zusatzlich oder verstärkt auch durch die Ausbildung eines Ventilschieberabschnitts (in Figur 1 nicht gezeigt) herbeigeführt werden, der mit einem entsprechenden gehauseseitigen Abschnitt zusammenarbeitet .The geometry of the conical annular surface 20 and the conical end surface 22, in particular the Konizitat these two surfaces 20 and 22, relative to the valve seat surface 26 is selected so that over a stroke H a course of force acting in the opening direction force F is achieved, as shown in FIG 2 is shown. It can be seen from this that the force acting in the opening direction has a value F 0 at the stroke H = O (ie when the valve element 18 is in contact with the valve seat surface 26 with the sealing edge 24). When the valve element 18 is slightly open, ie approximately at a stroke Hi, the force Fi acting in the opening direction is smaller than the force F 0 acting in the opening direction due to throttling effects. Only at a further increased stroke H acts in the opening direction, a force F 2 , which is significantly greater than the force F 0 . This means, conversely, during the closing process just described that the valve element 18 is almost "sucked" towards the end of the closing process and closes accordingly fast. A force progression, as shown in FIG. 2, can additionally or intensively also be brought about by the formation of a valve slide section (not shown in FIG. 1), which cooperates with a corresponding housing-side section.
Es versteht sich, dass für ein sicheres Offnen der Druck im Steuerraum 48 so weit abgesenkt werden muss, dass die an der Steuerflache 46 in Schließrichtung wirkende Kraft zuzuglich der Kraft der Feder 44 kleiner ist als die Kraft F1.It is understood that must be lowered so far for a safe opening of the pressure in the control chamber 48 such that the force acting on the control surface 46 in the closing direction of the force of the spring 44 is smaller than the force F zuzuglich. 1
Man erkennt aus Figur 1, dass das Ventilelement 18 insgesamt einstuckig ist. Durch eine entsprechende Material- und Geometriewahl wird zwischen der Dichtkante 24 einerseits und dem Steuerraum 48 eine bestimmteIt can be seen from FIG. 1 that the valve element 18 is overall one-piece. By an appropriate choice of material and geometry is between the sealing edge 24 on the one hand and the control chamber 48 a certain
Federelastizitat eingestellt, die bei geschlossenem Ventilelement 18 eine gewisse Stauchung verursacht, welche dazu genutzt werden kann, auch kleinste Kraftstoffmengen im Bereich von 1 mm3 gezielt und präzise einzuspritzen.Federelastizitat set that causes a certain compression with closed valve element 18, which can be used to inject even the smallest fuel quantities in the range of 1 mm 3 targeted and precise.
Eine alternative Ausfuhrungsform einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ist in Figur 3 gezeigt. Dabei tragen hier und nachfolgend solche Elemente und Bereiche, die bereits im Zusammenhang mit Figur 1 erläutert wurden, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert. Bei der in Figur 3 gezeigten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 10 ist der Hulsenabschnitt 38 als vom Ventilstuck 36 separates Teil ausgebildet. Er ist auf den Endbereich 40 des Ventilelements 18 aufgeschoben und wird von der Feder 44 gegen das Ventilstuck 36 beaufschlagt. In radialer Richtung ist der Hülsenabschnitt 38 nicht gehalten. Die Führung des Ventilelements 18 erfolgt somit ausschließlich durch den Führungsabschnitt 30 am Ventilelement 18 und den Führungsabschnitt 32 amAn alternative embodiment of a fuel injection device is shown in FIG. Here and below, such elements and areas, which have already been explained in connection with Figure 1, carry the same reference numerals. They are not explained again in detail. In the fuel injection device 10 shown in FIG. 3, the sleeve section 38 is designed as a separate part from the valve piece 36. It is pushed onto the end region 40 of the valve element 18 and is acted upon by the spring 44 against the valve stump 36. In the radial direction of the sleeve portion 38 is not held. The guide of the valve element 18 thus takes place exclusively by the guide portion 30 on the valve element 18 and the guide portion 32 on
Düsenkörper 12a. Hierdurch wird eine leichtgängige Bewegung des Ventilelements 18 trotz gewisser Fertigungstoleranzen gewährleistet. Auch die Abdichtung des Steuerraums 48 wird hierdurch verbessert.Nozzle body 12a. As a result, a smooth movement of the valve element 18 is ensured despite certain manufacturing tolerances. The sealing of the control chamber 48 is thereby improved.
Es versteht sich, dass unter dem Begriff der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche einerseits der Druckfläche 20, 22 und andererseits der Steuerfläche 46 die Fläche der konischen Ringfläche 20, der konischen Endfläche 22, und der Steuerfläche 46 gemeint ist, die auf eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilelements 18 liegende Ebene projiziert ist. Da der Durchmesser des Ventilelements 18 konstant ist (Wert D) , sind diese hydraulisch wirksamen Querschnittsflächen identisch.It is understood that by the term of the hydraulically effective cross-sectional area on the one hand the pressure surface 20, 22 and on the other hand the control surface 46 the area of the conical annular surface 20, the conical end surface 22, and the control surface 46 is meant, which is perpendicular to the direction of movement of the valve element 18 lying level is projected. Since the diameter of the valve element 18 is constant (value D), these hydraulically effective cross-sectional areas are identical.
Eine nochmals geänderte dritte Ausführungsform zeigt Figur 4. In dieser ist das Ventilelement 18 zweigeteilt, mit einer Düsennadel 68 und einem Steuerkolben 70. Der Steuerkolben 34 ist vergleichsweise lang und so dimensioniert, dass er, wie weiter unten noch genauer erläutert ist, eine deutliche Elastizität besitzt. Düsennadel 68 und Steuerkolben 70 sind über einen hydraulischen Koppler 72 miteinander gekoppelt, der zwei hydraulische Koppelräume 74a und 74b umfasst. Die beiden Koppelräume 74a und 74b sind durch eine gehäuseseitigeA further modified third embodiment is shown in FIG 4. In this, the valve element 18 is divided into two, with a nozzle needle 68 and a control piston 70. The control piston 34 is comparatively long and dimensioned so that, as will be explained in more detail below, a significant elasticity has. Nozzle needle 68 and control piston 70 are coupled to each other via a hydraulic coupler 72 comprising two hydraulic coupling chambers 74a and 74b. The two coupling spaces 74a and 74b are through a housing side
Zwischenscheibe 76 geometrisch voneinander getrennt, über einen Verbindungskanal 78 aber hydraulisch miteinander verbunden . Der obere Koppelraum 74a wird radial von einer Hülse 80a, der untere von einer Hülse 80b begrenzt. Die Hülsen werden jeweils in einer Feder 81a und 81b, die sich gehäuseseitig (Feder 81a) bzw. an der Düsennadel 68 (Feder 81b) abstützt, gegen die Zwischenscheibe 76 gedrückt. Der Steuerkolben 70 begrenzt mit einer Endfläche 82 axial den oberen Koppelraum 74a, die Düsennadel mit einer Endfläche 84 den unteren Koppelraum 74b.Intermediate disc 76 geometrically separated from each other, but via a connecting channel 78 hydraulically connected to each other. The upper coupling space 74a is bounded radially by a sleeve 80a, the lower of a sleeve 80b. The sleeves are each pressed against the intermediate disc 76 in a spring 81a and 81b, which is supported on the housing side (spring 81a) or on the nozzle needle 68 (spring 81b). The control piston 70 defines with an end face 82 axially the upper coupling space 74a, the nozzle needle with an end face 84 the lower coupling space 74b.
Wird der Druck im Steuerraum 60 durch eine Ansteuerung des Aktors 66 (hier ein Magnetaktor) gesenkt, bewegt sich der Steuerkolben 70 in Figur 4 nach oben. Hierdurch sinkt der Druck im oberen Koppelraum 74a, was sich über den Verbindungskanal 78 in den unteren Koppelraum 74b überträgt und auch dort zu einer Druckabsenkung führt. In der Folge wird die Düsennadel 68 quasi aufgezogen.If the pressure in the control chamber 60 is lowered by triggering the actuator 66 (in this case a magnetic actuator), the control piston 70 in FIG. 4 moves upwards. As a result, the pressure in the upper coupling chamber 74a decreases, which transfers via the connecting channel 78 into the lower coupling space 74b and also leads there to a pressure reduction. As a result, the nozzle needle 68 is quasi wound up.
Aus Figur 4 erkennt man, dass der Steuerkolben 70 und die Düsennadel 68 im Hochdruck der oberhalb und unterhalb der Zwischenscheibe 76 liegenden Hochdruckräume 28a und 28b "schwimmen". Hierzu sind in der Zwischenscheibe 76 entsprechende Durchlässe (ohne Bezugszeichen) vorhanden. Hierdurch wird die Abdichtungsproblematik reduziert.It can be seen from FIG. 4 that the control piston 70 and the nozzle needle 68 "float" in the high pressure of the high pressure spaces 28a and 28b lying above and below the intermediate disk 76. For this purpose, corresponding passages (without reference numerals) are present in the intermediate disk 76. As a result, the sealing problem is reduced.
Durch die Elastizität und Länge L vor allem desDue to the elasticity and length L especially of the
Steuerkolbens 34 wird es ermöglicht, dass mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 auch sehr kleine Kraftstoffmengen eingespritzt werden können. Dies dadurch, dass der Steuerkolben zunächst, wenn die Düsennadel 68 am gehäuseseitigen Ventilsitz anliegt, durch den hohen Druck im Steuerraum 48 elastisch zusammengedrückt wird. Bei einer Druckabsenkung im Steuerraum 48 muss sich der Steuerkolben 70 erst längen, um die oben genannte Druckabsenkung in den Koppelräumen 74a und 74b herbeizuführen. Bei der Ausfuhrungsform nach Figur 4 können durch eine entsprechende Auswahl der Verhaltnisse des Durchmesser Dl der Endflache 84 der Dusennadel 68 zum Durchmesser D2 der Endflache 82 des Steuerkolbens 70 (Übersetzung) und des Durchmessers D2 zum Durchmesser D3 der Steuerflache 46 (Druckstufe) die Kraftverhaltnisse auf einfache Weise und doch präzise eingestellt werden. Control piston 34, it is possible that with the fuel injection device 18 also very small amounts of fuel can be injected. This is due to the fact that the control piston initially, when the nozzle needle 68 rests against the housing-side valve seat, is elastically compressed by the high pressure in the control chamber 48. At a pressure reduction in the control chamber 48, the control piston 70 must first be lengthen to bring about the above-mentioned pressure reduction in the coupling chambers 74a and 74b. In the embodiment of Figure 4 can by an appropriate selection of the ratios of the diameter Dl of the end face 84 of the nozzle needle 68 to the diameter D2 of the end face 82 of the control piston 70 (translation) and the diameter D2 to the diameter D3 of the control surface 46 (pressure stage) the Kraftverhaltnisse easy way and yet be set precisely.

Claims

Ansprüche claims
1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse (12), mit einem in dem Gehäuse (12) angeordneten Ventilelement (18) mit einer inA fuel injector (10) for an internal combustion engine with direct fuel injection, comprising a housing (12), with a valve element (18) arranged in the housing (12) and having an in
Offnungsrichtung wirkenden hydraulischen Druckflache (20, 22), die einen Hochdruckraum (28) begrenzt, der mit einem Hochdruckanschluss (54) verbunden ist, und mit einer in Schließrichtung wirkenden hydraulischen Steuerflache (46), die einen Steuerraum (48) begrenzt, in dem im Betrieb ein variabler Steuerdruck herrscht, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) in einer geöffneten Stellung (Hi) oder einem geöffneten Stellungsbereich mit einem Gehausebereich (26) drosselnd derart zusammenarbeitet, dass mindestens an einem Teil der Druckflache (20, 22) ein Druck anliegt, der kleiner als der Druck im Hochdruckraum (28) ist .Opening direction acting hydraulic pressure surface (20, 22) defining a high-pressure chamber (28) which is connected to a high-pressure port (54), and with a closing direction acting in the hydraulic control surface (46) which limits a control chamber (48) in the In operation, a variable control pressure prevails, characterized in that the valve element (18) in an open position (Hi) or an open position range with a Gehausebereich (26) throttling cooperates in such a way that at least on a part of the pressure surface (20, 22) a Pressure is applied, which is smaller than the pressure in the high-pressure chamber (28).
2. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) insgesamt in einem Hochdruckraum (28) aufgenommen ist.2. Fuel injection device (10) according to claim 1, characterized in that the valve element (18) is received in total in a high-pressure chamber (28).
3. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffnetem Ventilelement (18) die hydraulisch wirksame Druckflache (20, 22) und die hydraulisch wirksame Steuerflache (46), jeweils auf eine Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilelements (18) projiziert, wenigstens in etwa gleich groß sind.3. Fuel injection device (10) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that when the valve element (18), the hydraulically active pressure surface (20, 22) and the hydraulically effective Control surface (46), each projected onto a plane perpendicular to the direction of movement of the valve element (18) are at least approximately the same size.
4. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zwischen Steuerraum (48) und Hochdruckraum (28) liegenden Räumen (28), die das Ventilelement (18) umgeben, im Betrieb wenigstens zeitweise und wenigstens in etwa der am Hochdruckanschluss (54) herrschende hohe Kraftstoffdruck herrscht.4. Fuel injection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in between control chamber (48) and high-pressure chamber (28) lying spaces (28) surrounding the valve element (18), at least temporarily and at least in operation about the high pressure connection (54) prevailing high fuel pressure prevails.
5. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) einen Ventilschieberabschnitt aufweist, der wenigstens zeitweise, insbesondere beim Schließen, mit einem gehauseseitigen Bereich (12) drosselnd derart zusammenarbeitet, dass der mindestens auf einen Teil der Druckflache (20, 22) wirkende Druck unter den Druck im Hochdruckraum (28) absinkt.5. Fuel injection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (18) has a valve spool portion which at least temporarily, in particular during closing, with a Gehauseseitigen area (12) throttling cooperates such that at least on a part of the pressure surface (20, 22) acting pressure below the pressure in the high-pressure chamber (28) decreases.
6. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei etwas geöffnetem Ventilelement (18) die in Offnungsrichtung wirkende Kraft (Fi) kleiner ist als die in Offnungsrichtung wirkende Kraft (F0) bei geschlossenem Ventilelement (18).6. Fuel injection device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that with slightly open valve element (18) acting in the opening direction force (Fi) is smaller than the force acting in the opening direction of force (F 0 ) with the valve element (18 ).
7. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der7. Fuel injection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the
Steuerraum (48) von dem Hochdruckraum (28) durch einen Hulsenabschnitt (38) fluidisch getrennt ist, der radial vom Gehäuse (12) nicht gefuhrt ist.Control chamber (48) from the high-pressure chamber (28) by a Hulsenabschnitt (38) is fluidically separated, which is not guided radially from the housing (12).
8. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das8. Fuel injection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the
Ventilelement (18) einen Fuhrungsabschnitt (30) aufweist, an dem es in dem Gehäuse (12) fluidisch durchlässig geführt ist (32) .Valve element (18) has a Fuhrungsabschnitt (30), at which it is guided in the housing (12) fluidly permeable (32).
9. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge und/oder das Material des Ventilelements (18) so gewählt sind/ist, dass sich eine bestimmte Federelastizität zwischen der Steuerfläche (46) und dem einem Kraftstoff- Austrittskanal (16) zugewandten Endbereich des Ventilelements (18) einstellt, die eine Einspritzung von Kleinstmengen im Bereich von lmm3 ermöglicht.9. Fuel injection device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the length and / or the material of the valve element (18) are selected so / is that a certain spring elasticity between the control surface (46) and the one Fuel outlet channel (16) facing end portion of the valve element (18) which allows injection of very small amounts in the range of lmm 3 .
10. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (18) mehrteilig ist (68, 70) und mindestens zwei Teile (68, 70) des Ventilelements (18) über einen hydraulischen Koppler (72) miteinander gekoppelt sind.10. Fuel injection device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the valve element (18) is in several parts (68, 70) and at least two parts (68, 70) of the valve element (18) via a hydraulic coupler (72 ) are coupled together.
11. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (68, 70) des Ventilelements (18) im hydraulischen Koppler (72) dann, wenn das Ventilelement (18) am Ventilsitz (26) anliegt, voneinander beabstandet sind.11. Fuel injection device (10) according to claim 10, characterized in that the two parts (68, 70) of the valve element (18) in the hydraulic coupler (72) when the valve element (18) against the valve seat (26), spaced apart from each other.
12. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Koppler (72) eine Zwischenscheibe (76) umfasst, die einen ersten Koppelraum (74a) von einem zweiten Koppelraum (74b) geometrisch trennt.12. Fuel injection device (10) according to claim 11, characterized in that the hydraulic coupler (72) comprises an intermediate disc (76) which geometrically separates a first coupling space (74a) from a second coupling space (74b).
13. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Koppler (72) einen die beiden Koppelräume (74a, 74b) hydraulisch miteinander verbindenden Verbindungskanal (78) umfasst.13. Fuel injection device (10) according to claim 12, characterized in that the hydraulic coupler (72) comprises a two coupling spaces (74a, 74b) hydraulically interconnecting connecting channel (78).
14. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Teile (70) des Ventilelements (18) als elastische Druckstange derart ausgebildet ist, dass eine Offnungsbewegung des den Steuerraum (48) begrenzenden Teils (70) des Ventilelements (18) sich zeitverzogert auf den mit dem Ventilsitz (26) zusammenarbeitenden Teil (68) des Ventilelements (18) übertragt.14. Fuel injection device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the parts (70) of the valve element (18) is formed as an elastic pressure rod such that an opening movement of the control chamber (48) delimiting part (70) of the valve element (18) delayed in time with the valve seat (26) cooperating part (68) of the valve element (18) transmits.
15. Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, bei dem an einer in Offnungsrichtung wirkenden hydraulischen Druckflache (20, 22) eines Ventilelements (18) ein Offnungsdruck und an einer in Schließrichtung wirkenden hydraulischen Steuerflache (46) ein Steuerdruck angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim oder nach dem Offnen und/oder für das Schließen des Ventilelements (18) der an mindestens einem Bereich der Druckflache (20, 22) anliegende Offnungsdruck abgesenkt wird. 15. A method for operating a fuel injection device (10) for an internal combustion engine with direct fuel injection, in which at an acting in opening direction hydraulic pressure surface (20, 22) of a valve element (18) an opening pressure and at a closing in the direction of hydraulic control surface ( 46), a control pressure is applied, characterized in that during or after the opening and / or closing of the valve element (18) the pressure applied to at least one region of the pressure surface (20, 22) opening pressure is lowered.
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