Beschreibung
Kraftstoff! njektor Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff! njektor nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Ein derartiger Kraftstoffinjektor ist aus der DE 10 2009 047 559 A1 der
Anmelderin bekannt. Die Problematik bei Kraftstoffinjektoren der Bauart, bei denen ein zur Bewegung eines Einspritzglieds bzw. einer Düsennadel dienendes Steuervolumen nicht in einen Niederdruckbereich abgeleitet wird, besteht darin, einerseits zum Öffnen des Einspritzgliedes beim Abheben des Einspritzglieds von seinem Dichtsitz eine relativ hohe Öffnungskraft zur Verfügung zu stellen, und andererseits zur Erzielung eines möglichst großen Durchflussvolumens durch wenigstens eine Einspritzöffnung weiterhin einen möglichst großen Hub des Einspritzglieds zu gewährleisten. Der bekannte Kraftstoffinjektor weist hierzu ein über einen hydraulischen Übersetzer mit dem Einspritzglied gekoppelten Anker auf, wobei durch die Bereitstellung unterschiedlich großer Wirkflächen des Ankers und des Übersetzers in Verbindung mit Anschlagflächen, die die
Bewegung des hydraulischen Übersetzers limitieren, die oben genannten Ziele erfüllt werden. Die zwei einander widersprechenden Anforderungen hinsichtlich einer möglichst hohen Öffnungskraft auf das Einspritzglied beim Abheben von seinem Dichtsitz und die Erzielung eines möglichst hohen Hubs zur Erzielung einer großen Durchflussmenge sind umso schwieriger zu erfüllen, je größer die gewünschte maximale Durchflussmenge ist. Insbesondere bei
Nutzkraftfahrzeuganwendungen kann das aus der DE 10 2009 047 559 A1 bekannte Konzept dabei an Grenzen stoßen.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits zum Abheben des Einspritzglieds von seinem Dichtsitz eine möglichst hohe Öffnungskraft erzielbar ist, und dass andererseits bei geöffnetem Einspritzglied ein möglichst hoher Durchfluss durch wenigstens eine am Injektorgehäuse ausgebildete Einspritzöffnung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Düsennadel radial innerhalb einer Nadelführungshülse angeordnet ist, dass die Nadelführungshülse heb- und senkbar im Injektorgehäuse angeordnet ist, dass die
Nadelführungshülse in einer abgesenkten Stellung einen Dichtsitz in Richtung wenigstens einer Einspritzöffnung ausbildet und in einer angehobenen Stellung einen Durchfluss von Kraftstoff in Richtung der wenigstens eine Einspritzöffnung freigibt, und dass die Nadelführungshülse eine sacklochförmige Aufnahme für die Düsennadel aufweist, wobei am Grund der Aufnahme eine Abströmbohrung vorgesehen ist, die mittels der Düsennadel durch Ausbildung eines Dichtsitzes verschließbar ist, und die hydraulisch mit der wenigstens einen Einspritzöffnung verbunden ist.
Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der erfindungsgemäße
Kraftstoff! njektor zwei koaxial zueinander angeordnete, in Wrkverbindung mit der wenigstens einen Einspritzöffnung befindliche Elemente aufweist, das in
Wrkverbindung mit dem Anker angeordnete Einspritzglied bzw. die Düsennadel sowie die die Düsennadel radial umgebende Nadelführungshülse. Beim
Bestromen des Ankers bzw. zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine findet durch eine derartige konstruktive Auslegung ein zweistufiges Freigeben der wenigstens einen Einspritzöffnung im
Injektorgehäuse statt. In der ersten Phase wird lediglich die Düsennadel innerhalb der Nadelführungshülse angehoben, wozu bereits eine relativ geringe, in Öffnungswirkung auf die Düsennadel wirkende Kraft genügt. Bei diesem Anheben der Düsennadel findet eine erste Einspritzung von Kraftstoff über die am Grund der Nadelführungshülse ausgebildete Abströmbohrung in die wenigstens eine Einspritzöffnung statt. Diese relativ geringe Einspritzmenge, die
beispielsweise im Rahmen von Voreinspritzungen benötigt wird bzw. gewünscht ist, kann durch die definierte Bewegung der Düsennadel in der
Nadelführungshülse sehr genau gesteuert werden. Die eigentliche, relativ große Durchflussmenge durch die wenigstens eine Einspritzöffnung wird nachfolgend bei einer weiteren Bewegung der Nadelführungshülse erzielt, bei der die
Nadelführungshülse einen größeren Durchflussquerschnitt aus dem
Hochdruckraum des Injektorgehäuses in Richtung der wenigstens einen
Einspritzöffnung freigibt.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Besonders bevorzugt ist eine direkte, d.h. unmittelbare Verbindung des
Einspritzglieds mit dem Anker. Dadurch wird im Gegensatz zum eingangs erwähnten Stand der Technik, bei dem der Anker über einen hydraulischen Übersetzer mit dem Einspritzglied verbunden ist, eine nochmals verringerte Ansprechzeit bzw. ein schnelleres Öffnungen des Einspritzglieds ermöglicht.
Zur Steuerung und Bewegung der Düsennadel innerhalb der Nadelführungshülse ist es konstruktiv vorgesehen, dass die Nadelführungshülse auf der der
Abströmbohrung abgewandten Seite einen Steuerraum begrenzt, der mit dem Hochdruckraum hydraulisch verbunden ist, und dass der Steuerraum mit der Abströmbohrung hydraulisch verbunden ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass während des Anhebens der Düsennadel innerhalb der
Nadelführungshülse Kraftstoff aus dem Hochdruckraum in den mit dem
Hochdruckraum hydraulisch verbundenen Steuerraum, und von dort über die Abströmbohrung in die wenigstens eine Einspritzöffnung gelangt bzw. strömt.
In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung zur Ausbildung des Steuerraums ist es vorgesehen, dass der Steuerraum radial innerhalb einer Steuerraumhülse angeordnet ist, die die Nadelführungshülse radial führt, und dass auf der der Nadelführungshülse abgewandten Seite der Steuerraumhülse der Steuerraum von einer Drosselplatte begrenzt ist. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Nadelführungshülse vollständig innerhalb einer Ausnehmung eines Düsenkörpers des Injektorgehäuses
angeordnet. Eine derartige Ausbildung ermöglicht einen relativ kurz bzw.
kompakt bauenden Haltekörper.
Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Nadelführungshülse mit einem Abschnitt innerhalb einer Ausnehmung eines Düsenkörpers des
Injektorgehäuses und mit einem Endbereich, der einen größeren Durchmesser aufweist als der Abschnitt, innerhalb einer Aufnahme einer Drosselplatte angeordnet ist, und dass die Drosselplatte mit einer Stirnseite axial an dem Düsenkörper anliegt. Eine derartige konstruktive Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass die zur Anordnung der Nadelführungshülse und der
Düsennadel innerhalb des Düsenkörpers ausgebildete Ausnehmung gegenüber der erstgenannten konstruktiven Ausgestaltung einen kleineren Durchmesser aufweisen kann. Dadurch werden (bei gegebenem Außendurchmesser des Düsenkörpers) erhöhte Wanddicken des Düsenkörpers und somit bessere Festigkeitswerte erzielt. Hintergrund dafür ist, dass die im Bereich des
Düsenkörpers vorhandenen Drücke mehr als 2000bar betragen können, so dass der Düsenkörper aufgrund seines relativ geringen Außendurchmessers ein bezüglich der Festigkeit kritisches Bauteil darstellt. In besonders einfacher Art und Weise lässt sich der Hub der Nadelführungshülse bei der letztgenannten konstruktiven Ausgestaltung dadurch einstellen, dass die Drosselplatte unter Zwischenlage einer Einstellscheibe an dem Düsenkörper anliegt. Um eine hochgenaue radial Führung des Ankers zu ermöglichen, ist es darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass die Nadelführungshülse in dem
Injektorgehäuse radial geführt ist, und dass das Einspritzglied in einem axialen Bereich zwischen der Nadelführungshülse und dem Anker in dem
Injektorgehäuse im Bereich einer Durchgangsbohrung radial geführt ist.
Zur Optimierung der Bewegung der Nadelführungshülse ist es darüber hinaus vorgesehen, dass zwischen der Nadelführungshülse und dem Injektorgehäuse im Bereich der wenigstens einen Einspritzöffnung ein Düsenraum ausgebildet ist, der über eine Drossel hydraulisch mit dem Hochdruckraum verbunden ist. Die Drossel bewirkt, der bei zunehmendem Hub der Nadelführungshülse reduzierten
Öffnungskraft entgegenzuwirken.
Um zu verhindern, dass auch bei vollständig angehobener Nadelführungshülse Kraftstoff über den Bereich der Düsennadel in die Einspritzöffnung abgegeben wird, um somit die Gesamtdurchflussmenge zu erhöhen, ist es vorgesehen, dass der Hub der Düsennadel in Öffnungsrichtung größer ist als der Hub der
Nadelführungshülse, so dass bei jeweils vollständig angehobener Düsennadel und Nadelführungshülse die Abströmbohrung geöffnet ist. Dadurch wird der Durchflussquerschnitt in Richtung der wenigstens einen Einspritzöffnung insgesamt gesehen vergrößert bzw. es werden besonders große
Durchflussmengen erzielt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in:
Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor in einem
vereinfachten Längsschnitt in Schließstellung,
Fig. 2
bis
Fig. 5 jeweils in vereinfachten Längsschnitten den Kraftstoff! njektor gemäß Fig.
1 während verschiedener Betriebsstellungen und
Fig. 6
und
Fig. 7 jeweils im Längsschnitt gegenüber der Fig. 1 modifizierte
Kraftstoffinjektoren.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste erfindungsgemäße Kraftstoff! njektor 10 ist Bestandteil eines Common-Rail-Einspritzsystems zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer nicht gezeigten, insbesondere
selbstzündenden Brennkraftmaschine. Der Kraftstoff! njektor 10 weist ein mehrteilig ausgebildetes Injektorgehäuse 11 mit einem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Düsenkörper 12 auf. An den Düsenkörper 12 schließt sich auf der dem Brennraum abgewandten Seite in axialer Richtung gesehen ein Haltekörper 13 an. Zur Ausbildung einer druckdichten Verbindung zwischen dem Düsenkörper 12 und dem Haltekörper 13 ist es insbesondere vorgesehen, dass der Düsenkörper 12 mittels einer (nicht dargestellten)
Düsenspannmutter axial mit dem Haltekörper 13 verspannt ist. Der Düsenkörper 12 weist eine sacklochförmige Ausnehmung 15 mit im
Wesentlichen fünf Bohrungsabschnitten 16 bis 20 auf. Der dem Haltekörper 13 zugewandte Bohrungsabschnitt 16 weist dabei den größten Durchmesser auf. Am Grund des Bohrungsabschnitts 16 geht der einen geringeren Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 16 aufweisende Bohrungsabschnitt 17 ab, an den sich der als Führungsbereich 21 dienender Bohrungsabschnitt 18, der gegenüber dem Bohrungsabschnitt 17 einen nochmals geringeren Durchmesser aufweist, anschließt. Der Bohrungsabschnitt 18 erweitert sich wiederum zu dem einen Düsenraum 22 ausbildenden Bohrungsabschnitt 19, welcher wiederum in den eine Sacklochbohrung 23 ausbildenden Bohrungsabschnitt 20 übergeht. Von der Sacklochbohrung 23 gehen mehrere, in dem Düsenkörper 12 als
Durchgangsbohrungen ausgebildete Einspritzöffnungen 24 zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine aus.
Der Haltekörper 13 weist auf der dem Düsenkörper 12 zugewandten Seite eine sacklochförmige Ausnehmung 26 auf, die zusammen mit der Ausnehmung 15 im Düsenkörper 12 einen Hochdruckraum 28 ausbildet. Der Hochdruckraum 28 ist über eine in den Figuren nicht dargestellte Versorgungsbohrung mit einer Hochdruckquelle (Rail) für den Kraftstoff verbunden. Auf der dem Düsenkörper 12 abgewandten Seite der Ausnehmung 26 schließt sich am Grund der
Ausnehmung 26 eine Durchgangsbohrung 29 zur radialen Führung eines Einspritzglieds 30 an. Auf der der Ausnehmung 26 abgewandten Seite der Durchgangsbohrung 29 geht die Durchgangsbohrung 29 wiederum in eine weitere Ausnehmung 31 des Haltekörpers 13 über. Innerhalb der Ausnehmung 31 ist das Einspritzglied 30 mit einem im Ausführungsbeispiel scheibenförmigen unmittelbar Anker 32 verbunden.
Der Anker 32 ist Bestandteil eines Magnetaktuators, der eine in der Wand des Haltekörpers 13 eingebettete Spule 33 umfasst. Die Spule 33 umgibt einen ringförmigen Rückschlusskörper 34, der bündig mit der Innenwand der
Ausnehmung 31 abschließt. Weiterhin umfasst der Aktuator einen in Form eines Innenpols ausgebildeten Magnetkern 35, der auf der dem Einspritzglied 30 abgewandten Stirnseite des Ankers 32 mit diesem zusammenwirkt. Zwischen den beiden Ausnehmungen 26 und 31 ist darüber hinaus in dem Haltekörper 13 eine Durchgangsbohrung 36 ausgebildet, die die beiden Ausnehmungen 26, 31 hydraulisch miteinander verbindet.
Das Einspritzglied 30 ist innerhalb des Hochdruckraums 28 in Form einer Düsennadel 38 ausgebildet. Die Düsennadel 38 ist innerhalb der Ausnehmung 15 des Düsenkörpers 12 radial innerhalb einer Nadelführungshülse 40 geführt. Hierzu weist die Nadelführungshülse 40 eine sacklochförmige Bohrung 41 mit mehreren, unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Abschnitten zur Aufnahme der Düsennadel 38 auf. Vom Grund der Bohrung 41 geht eine Abströmbohrung in Form einer Abströmdrossel 42 aus, die in den Bereich der Sacklochbohrung 23 mündet. Die Nadelführungshülse 40 ist im Bereich des Führungsbereichs 21 der Ausnehmung 15 des Düsenkörpers 12 radial geführt und in der Längsachse 43 des Einspritzglieds 30 in Richtung des Doppelpfeils 44 heb- und senkbar angeordnet.
Auf der der Abströmdrossel 42 abgewandten Seite weist die Nadelführungshülse 40 einen im Durchmesser vergrößert ausgebildeten Dichtabschnitt 45 auf, der radial von einer Steuerraumhülse 46 umfasst ist. Die Steuerraumhülse 46 ist innerhalb des Bohrungsabschnitts 16 der Ausnehmung 15 angeordnet und liegt unter axialer Zwischenlage eines Federelements 48 an dem Übergangsbereich zwischen den beiden Bohrungsabschnitten 16, 17 am Düsenkörper 12 auf. Das Federelement 48 ist beispielsweise mittel seiner Aussparung derart ausgebildet, dass eine hydraulische Verbindung zwischen beiden Bohrungsabschnitten 16, 17 ermöglicht wird. Darüber hinaus ist im Führungsbereich 21 noch eine
Schließdrossel 49 ausgebildet, die eine hydraulische Verbindung zwischen dem Bohrungsabschnitt 17 und dem Düsenraum 22 ausbildet. Die Steuerraumhülse 46 liegt auf der dem Federelement 48 abgewandten Seite mit ihrer Stirnfläche axial an einer Drosselplatte 50 an. Die Drosselplatte 50 ist
innerhalb der Ausnehmung 26 des Haltekörpers 13 angeordnet und liegt mit der der Steuerraumhülse 46 zugewandten Stirnfläche an dem Düsenkörper 12 an. Auf der der Steuerraumhülse 46 abgewandten Stirnseite der Drosselplatte 50 ist diese durch eine Druckfeder 51 , die sich am Grund der Ausnehmung 26 des Haltekörpers 13 abstützt, in Richtung des Düsenkörpers 12 kraftbeaufschlagt.
Darüber hinaus weist die Drosselplatte 50 noch einen Durchbruch 52 auf, der eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden Ausnehmungen 15, 26 des Hochdruckraums 28 ausbildet.
Innerhalb der Ausnehmung 26 ist das Einspritzglied 30 von einer Aufpresshülse 54 radial umfasst. Die Aufpresshülse 54 ist über eine Schließfeder 55 in Form einer Druckfeder, die sich ebenfalls am Grund der Ausnehmung 26 des
Haltekörpers 13 abstützt, in Richtung der Einspritzöffnungen 24
kraftbeaufschlagt.
Das Einspritzglied 30 bzw. die Düsennadel 38 ist zusammen mit dem Anker 32, ebenso wie die Nadelführungshülse 40, in Richtung des Doppelpfeils 44 heb- und senkbar angeordnet. In dem in der Fig. 1 dargestellten, unbestromten Zustand der Spule 33 wird das Einspritzglied 30 und somit auch die Düsennadel 38 durch die Schließfeder 55 innerhalb der Nadelführungshülse 40 in ihre abgesenkte Position beaufschlagt, bei der die Düsennadel 38 unter Ausbildung eines Dichtsitzes 57 am Grund der Bohrung 41 die Abströmdrossel 42 hydraulisch verschließt. Weiterhin befindet sich die Nadelführungshülse 40 ebenfalls in ihrer abgesenkten Position, bei der diese im Bereich des
Düsenraums 22 unter Ausbildung eines weiteren Dichtsitzes 58 die hydraulische Verbindung zwischen dem Düsenraum 22 in Richtung der Sacklochbohrung 23, und somit auch in Richtung der Einspritzöffnungen 24 verschließt.
Von der Nadelführungshülse 40, der Steuerraumhülse 46 sowie der Drosselplatte 50 ist ein Steuerraum 60 begrenzt, der über eine Zulaufdrossel 61 , die in der
Drosselplatte 50 ausgebildet ist, hydraulisch mit dem Hochdruckraum 28 verbunden ist.
Die Funktionsweise des soweit beschriebenen Kraftstoffinjektors 10 wird anhand der Fig. 2 bis 5 wie folgt erläutert: Die Fig. 2 zeigt den Kraftstoffinjektor 10 kurz nach dem Bestromen der (nicht dargestellten) Spule 33. Beim Bestromen der
Spule 33 baut sich eine Magnetkraft FM im Magnetkern 35 auf, so dass der Anker 32 zusammen mit der Düsennadel 38 entgegen der Druckkraft der Schließfeder 55 in Richtung des Magnetkerns 35 bewegt wird. Dabei hebt die Düsennadel 38 von ihrem Dichtsitz 57 ab, so dass Kraftstoff aus dem Steuerraum 60 über die Abströmdrossel 42 in den Bereich der Sacklochbohrung 23, und von dort über die Einspritzöffnungen 24 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Wesentlich dabei ist, dass die Größe der Durchflussquerschnitte durch die Einspritzöffnungen 24 insgesamt wesentlich größer sind als der
Durchflussquerschnitt durch die Abströmdrossel 42. Infolge des aus dem
Steuerraum 60 abströmenden Kraftstoffs verringert sich der Druck im
Steuerraum 60. Während der Anker 32 weiter in Richtung des Magnetkerns 35 bewegt wird, reduziert sich der Druck im Steuerraum 60 weiter kontinuierlich. Zwischen der wirksamen hydraulischen Fläche innerhalb des Querschnitts As des Steuerraums 60 in schließender Richtung (Fig. 3) und den wirksamen hydraulischen Flächen ASa (Fig. 3, 5) sowie AS-Asa in öffnender Richtung entsteht ein Kräfteungleichgewicht. Dieses Kräfteungleichgewicht führt dazu, dass die Nadelführungshülse 40 entsprechend der Darstellung der Fig. 3 von dem weiteren Dichtsitz 58 abhebt. Dadurch gelangt auch Kraftstoff vom Düsenraum 22 über die Einspritzöffnungen 24 in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Die Versorgung der Sacklochbohrung 23 mit Kraftstoff erfolgt dabei einerseits über die Abströmdrossel 42 bzw. den Steuerraum 60, sowie andererseits über die Ausnehmung 15 bzw. die Schließdrossel 49 im Führungsbereich 21.
In der Fig. 3 ist darüber hinaus der Zustand dargestellt, bei der der Anker 32 bzw. die Düsennadel 38 bereits ihre maximal angehobene Position erreicht haben.
Selbst nachdem der Anker 32 bzw. die Düsennadel 38 ihre angehobene axiale Endposition erreicht haben wird die Nadelführungshülse 40 weiter in Richtung des Ankers 32 bewegt. Wesentlich dabei ist, dass während dieser weiteren Bewegung, bis die Nadelführungshülse 40 auf der der Drosselplatte 50 zugewandten Seite an der Drosselplatte 50 anliegt, die Nadelführungshülse 40 eine kontinuierliche Reduzierung der Öffnungskraft erfährt. Dies beruht auf dem Effekt, dass anfänglich in der Sacklochbohrung 23 der Brennraumdruck herrscht, der relativ niedrig ist. Durch eine gegebene Abstimmung der Abströmdrossel 42 und der Zulaufdrossel 61 in der Drosselplatte 50 stellt sich ein bestimmter Druck im Steuerraum 60 ein, so dass über das oben beschriebene Flächenverhältnis die an der Nadelführungshülse 40 in Öffnungsrichtung wirkende Kraft relativ hoch
ist. Nach dem Abheben der Nadelführungshülse 40 von dem weiteren Dichtsitz 58 steigt der Druck in der Sacklochbohrung 23 kontinuierlich an. Somit wird der Abfluss von Kraftstoff über die Abströmdrossel 42 mit zunehmendem Hub der Nadelführungshülse 40 geringer. Dadurch reduziert sich die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft auf die Nadelführungshülse 40, so dass deren Bewegung in
Öffnungsrichtung langsamer wird. Um diesen Effekt, der kurz vor Erreichen der Drosselplatte 50 am stärksten ist entgegenzuwirken, befindet sich in dem
Führungsbereich 21 die Schließdrossel 49, die den Zufluss von Kraftstoff über die Bohrungsabschnitte 16, 17 in den Düsenraum 22 geringfügig abdrosselt. Aufgrund der erwähnten hydraulisch wirksamen Flächen herrscht im Grenzfall in dem Düsenraum 22 derselbe Druck wie in dem Steuerraum 60, so dass auch bei sehr großen Hüben der Nadelführungshülse 40 immer noch ein bestimmtes Kräfteungleichgewicht in Öffnungsrichtung vorliegt, da an der Fläche As - ASa ein höherer Druck ansteht.
Um zu verhindern, dass bei vollständig angehobener Nadelführungshülse 40 ein Abfluss über die Abströmdrossel 42 unterbunden wird, ist es darüber hinaus wesentlich, dass der Hub der Düsennadel 38 in Öffnungsrichtung größer ist als der Hub der Nadelführungshülse 40. In der Fig. 4 ist der Zustand dargestellt, bei der die Nadelführungshülse 40 ihre obere axiale Endposition erreicht hat, bei der diese an der Drosselplatte 50 axial anliegt.
Zum Beenden der Einspritzung wird die Bestromung der Spule 33 unterbrochen. Dadurch wird die Magnetkraft FM an dem Magnetkern 35 abgebaut, und der Anker 32 wird aufgrund der in Schließrichtung wirkenden Kraft der Schließfeder
55 in Richtung des Dichtsitzes 57 gedrückt (Fig. 5). Sobald die Düsennadel 38 den Dichtsitz 57 verschließt, kann kein Kraftstoff mehr über die Abströmdrossel 42 abfließen, so dass durch den Zufluss von Kraftstoff über die Zulaufdrossel 61 der Druck in dem Steuerraum 60 wieder aufgebaut werden kann. Sobald das Kräfteungleichgewicht der hydraulischen Kräfte, die an den hydraulisch wirksamen Flächen As sowie ASa und AS-ASa aufgehoben ist, beginnt die
Nadelführungshülse 40 ihre Abwärtsbewegung in Schließrichtung. Hierbei gilt, dass die in Schließrichtung wirkende resultierende Kraft Fs zunächst am geringsten ist. In diesem Fall wirkt zum einen die Kraft der Schließfeder 55, und zum anderen der Druckabfall auf die Fläche ASa, welcher durch die
Schließdrossel 49 verursacht wird. Je weiter sich die Nadelführungshülse 40 in
Richtung ihres weiteren Dichtsitzes 58 bewegt, desto geringer wird - aufgrund der vorherrschenden Sitzdrossel kurve - der wirksame Druck, welcher an der Fläche ASa in Öffnungsrichtung wirkt. Das bedeutet, dass die resultierende Schließkraft Fs größer wird. Während der Schließbewegung der
Nadelführungshülse 40 findet zwischen der Nadelführungshülse 40 und dem Anker 32 bzw. der Düsennadel 38 keine Relativbewegung statt, d.h., dass der Dichtsitz 57 verschlossen bleibt. Der Schließvorgang endet mit dem Aufsetzen der Nadelführungshülse 40 an dem Düsenkörper 12 bei gleichzeitigem Ausbilden des weiteren Dichtsitzes 58.
Der in der Fig. 6 dargestellte, gegenüber den Fig. 1 bis 5 modifizierte
Kraftstoffinjektor 10a unterscheidet sich von dem Kraftstoffinjektor 10 dadurch, dass die Steuerraumhülse 46 nicht mittels des Federelements 48 in Richtung der Drosselplatte 50 kraftbeaufschlagt ist, sondern mittels eines als Druckfeder 65 ausgebildeten Schließelements. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil, dass die benötigte Magnetkraft FM zum Abheben der Düsennadel 38 von ihrem Dichtsitz 57 verringert wird.
Bei dem in der Fig. 7 dargestellten Kraftstoffinjektor 10b ist die Drosselplatte 50a vollständig innerhalb des Haltekörpers 13 angeordnet. Dies ermöglicht es, die Ausnehmung 15b in dem Düsenkörper 12b, insbesondere im Bereich der ursprünglichen Bohrungsabschnitte 16, 17 der Ausnehmung 15 gemäß Fig. 1 , mit einem reduzierten Durchmesser auszustatten. Die Drosselplatte 50b weist eine sacklochförmige Aufnahme 66 für ein kolbenförmiges Ende 67 der
Nadelführungshülse 40b auf. Darüber hinaus ist in der Drosselplatte 50b eine Durchgangsbohrung 68 ausgebildet, die den Hochdruckraum 28 hydraulisch mit der Ausnehmung 15b verbindet. Weiterhin ist ein Abschnitt 70 der
Nadelführungshülse 40b, der einen konstanten Durchmesser aufweist, innerhalb der Ausnehmung 15b angeordnet. Zur Einstellung des Hubs der
Nadelführungshülse 40b ist zwischen der Drosselplatte 50b und dem
Düsenkörper 12b eine Einstellscheibe 69 angeordnet.
Die soweit beschriebenen Kraftstoff! njektoren 10, 10a und 10b können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.