EP4423384B1 - Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil für verbrennungskraftmaschinen

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EP4423384B1
EP4423384B1 EP22812559.7A EP22812559A EP4423384B1 EP 4423384 B1 EP4423384 B1 EP 4423384B1 EP 22812559 A EP22812559 A EP 22812559A EP 4423384 B1 EP4423384 B1 EP 4423384B1
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EP
European Patent Office
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injection
chamber
nozzle chamber
injection valve
opening
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EP4423384A1 (de
EP4423384C0 (de
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Marco Ganser
Richard HÄFELI
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Ganser Crs Ag
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Ganser Crs Ag
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Publication date
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    • F02M61/1826—Discharge orifices having different sizes

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injection valve for intermittent injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • Fuel injectors are used for the direct injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, particularly in diesel engines.
  • dual-fuel systems have been proposed in recent years as efficient and low-emission alternatives for ships, power-generating engines, and some commercial vehicles.
  • One challenge in dual-fuel systems is the required separate injection of fuel, such as diesel or marine diesel oil, as the pilot injection when operating with gas as the primary fuel.
  • pilot injection of fuel requires different injection parameters than conventional fuel injection, such as injection quantity, injection pressure, injection configuration, etc., which necessitates an extension of conventional injection systems.
  • a dual-fuel injection system is, for example, in the US2007/0246561 A1 with a fuel injection system described, which is designed to produce two different spray patterns via independently controlled adjacent needle valve elements.
  • the fuel injection system includes a fuel injection injector having an injector body defining a hollow interior configured to receive pressurized fuel, a first nozzle whose spray configuration is configured to provide a first fuel spray pattern, and a second nozzle whose spray configuration is configured to provide a second fuel spray pattern different from the first fuel spray pattern.
  • the first and second nozzles are adapted to inject fuel supplied from a common source into a combustion chamber.
  • the fuel injection injector further includes a first needle valve element positioned within the hollow interior of the injector body, the first needle valve element corresponding to the first nozzle, and a second needle valve element positioned within the hollow interior of the injector body and corresponding to the second nozzle.
  • the second needle valve element is spaced from and disposed adjacent to the first needle valve element.
  • the first and second nozzles are configured to inject fuel supplied from a common source into a combustion chamber.
  • the EP 2546508 A1 discloses a fuel injector having first and second injection openings arranged at different heights relative to a longitudinal axis of the fuel injector, a hydraulic control device, and an electrically actuatable actuator arrangement.
  • the invention relates to a fuel injection valve for the intermittent injection of fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, comprising a housing defining a longitudinal axis, which has a high-pressure fuel inlet, an injection valve seat, and a nozzle body.
  • a high-pressure chamber is arranged in the housing, which extends from the high-pressure fuel inlet to the injection valve seat.
  • an injection valve member with a valve sealing surface is arranged in the housing, adjustable in the direction of the longitudinal axis.
  • the fuel injection valve further comprises a compression spring, which closes the injection valve member with a closing force directed toward the injection valve seat.
  • the compression spring is preferably supported on the one hand on the injection valve member and on the other hand is fixedly supported relative to the housing.
  • the fuel injector further comprises a hydraulic control device for controlling the movement of the injection valve member along the longitudinal axis.
  • the injection valve member has a needle arranged downstream of the valve sealing surface, which needle extends into a nozzle chamber arranged downstream of the injection valve seat.
  • the valve sealing surface is designed to sealingly cooperate with the injection valve seat to connect the nozzle chamber to the high-pressure chamber and to separate the nozzle chamber from the high-pressure chamber.
  • the nozzle body has at least one first injection opening extending from the nozzle chamber and at least one second injection opening extending from the nozzle chamber for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the at least one first injection opening and the at least one second injection opening are arranged at different heights relative to the longitudinal axis.
  • the needle is designed to cooperate with a side wall of the nozzle chamber to close and open the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening (or to cooperate to close and open at least one of the at least one first injection opening and the at least one second injection opening).
  • the fuel injection valve preferably further comprises a guide part in which a control piston of the Injection valve member is guided in a sliding fit; an intermediate part which, together with the guide part and the control piston, delimits a control chamber; wherein the hydraulic control device is designed to control the movement of the injection valve member along the longitudinal axis by changing the pressure in the control chamber; wherein the hydraulic control device comprises an intermediate valve with a mushroom-shaped intermediate valve member which has a shaft guided in a guide recess of the intermediate part and a head, and with an intermediate valve seat formed on a side of the intermediate part facing the head and cooperating with the head, wherein the intermediate valve member, in an open position, releases a connection between a high-pressure fuel inlet connected to the high-pressure chamber and the control chamber, and in a closed position interrupts the connection between the high-pressure fuel inlet and the control chamber and separates the control chamber from a valve chamber - except for a throttle passage; and an electrically actuated actuator arrangement for connecting the valve chamber to and separating the valve chamber from
  • the intermediate valve member In the open position, the intermediate valve member can release a second or further connection between the high-pressure fuel inlet and the valve chamber and in the closed position can interrupt the second or further connection between the high-pressure fuel inlet and the valve chamber.
  • the mushroom-shaped intermediate valve element allows both precise control of the opening movement of the Both a rapid closing process of the injection valve element and a rapid closing process of the injection valve element can be achieved. Furthermore, multiple injections with very short time intervals can be realized.
  • the needle projecting into the nozzle chamber interacts with the side wall of the nozzle chamber to close and open the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening
  • a targeted injection of fuel through the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening can be provided.
  • the at least one first injection opening and the at least one second injection opening are also arranged at different heights with respect to the longitudinal axis of the housing, the at least one first injection opening and the at least one second injection opening can be selectively closed or opened by controlling and adjusting the injection valve member or the needle along the longitudinal axis of the housing.
  • the control and adjustment of the injection valve member can be achieved precisely and reliably by the hydraulic control device.
  • the fuel injection valve therefore makes it possible to provide two different injection processes with different injection parameters, such as injection quantity, injection pressure, injection duration, injection pattern, etc., with the same injection valve member using the at least one first injection opening and the at least one second injection opening.
  • closing means at least A first injection opening and/or at least one second injection opening does not necessarily have to be understood as “sealing,” but rather covering or covering the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening may be sufficient. Therefore, even with a closed at least one first and/or at least one second injection opening, a small (tolerable) leakage (compared to the injection quantity through an open injection opening) can occur via a gap between the needle and the inner side wall of the nozzle chamber.
  • the nozzle chamber when closing the at least one first injection opening and the at least one second injection opening, the nozzle chamber is separated from the high-pressure chamber by the valve sealing surface of the injection valve member sealingly abutting the injection valve seat.
  • a suitable arrangement i.e., at a suitable height along the longitudinal axis of the housing
  • the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening in the side wall of the nozzle chamber can ensure that the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening remains closed until the injection valve member or the needle is lifted to a height at which the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening is opened and connected to the high-pressure chamber.
  • the injection time through the at least one first injection opening and/or the At least a second injection opening can therefore be adjusted by the height in the side wall on which the injection openings are arranged and/or the length or stroke of the needle.
  • the needle can be guided in the nozzle chamber with a sliding fit in the region of the at least one first injection opening and the at least one second injection opening.
  • the sliding fit in the nozzle chamber allows the needle to adequately close the injection openings extending from the side wall of the nozzle chamber for practical purposes.
  • the fuel injector has a plurality, e.g. two, four, six or more, of radially symmetrically arranged first injection openings at a first height and a plurality, e.g. two, four or six, of radially symmetrically arranged second injection openings at a second height.
  • the at least one first injection opening and the at least one second injection opening have different minimum diameters.
  • different injection cross-sections can be provided for different injection purposes. For example, a smaller minimum diameter can be selected for ignition jet injection or pilot injection. A larger minimum diameter, however, can be used, for example, for the use of can be selected as the main injector for e.g. diesel or heavy fuel oil.
  • the first injection openings preferably have the same minimum diameter and particularly preferably have the same geometries.
  • configurations are also conceivable in which the plurality of first injection openings have different geometries and/or minimum diameters from one another.
  • their minimum diameters are preferably the same and particularly preferably their geometries are the same.
  • configurations with different geometries and/or minimum diameters are also conceivable for the plurality of second injection openings.
  • the at least one second injection opening is arranged downstream of the at least one first injection opening and has a smaller minimum diameter than the minimum diameter of the at least one first injection opening.
  • the at least one second injection opening can thus be used for a pilot injection of diesel to ignite a lean (natural) gas/air mixture. Since the at least one second injection opening is arranged downstream of the at least one first injection opening, the at least one second injection opening can be opened by lifting the needle of the injection valve member, while the needle keeps the at least one first injection opening closed. Through this configuration of the Injection openings are therefore made it possible to selectively open at least one second injection opening for a pilot injection.
  • the needle is designed to close the at least one first injection opening and the at least one second injection opening in a closed position of the injection valve member, to open the at least one second injection opening and to close the at least one first injection opening in a first open position of the injection valve member, and to open the at least one second injection opening and the at least one first injection opening in a second open position of the injection valve member.
  • the fuel injector and needle can therefore provide at least three (closing/opening) configurations, which can be used for different operating modes or operating phases.
  • the first open position can be used for pilot injection if the at least one second injection opening has a smaller minimum diameter than the at least one first injection opening.
  • the second open position can be used, for example, for diesel or heavy fuel oil operation, in which both the at least one first and the at least one second injection opening are open and the fuel injector can be used as the main injector for diesel or heavy fuel oil as the main fuel.
  • the fuel injector can therefore provide a pilot injection in gas operation via, for example, at least one second injection opening.
  • the invention offers the advantage that the fuel injector can also be used for diesel or heavy fuel oil operation.
  • a pre-injection or pilot injection can then be provided via, for example, at least one second injection port, and the main injection can be provided by opening the at least one first and at least one second injection port.
  • one variant can, for example, open at least one second injection port for a pre-injection and close it again after the pre-injection. After a certain time interval, the at least one first injection port and the at least one second injection port can then be opened for the main injection.
  • a stepped injection can be carried out in diesel or heavy fuel oil operation.
  • the at least one second injection opening can be opened for a pre-injection and the at least one first injection opening can additionally be opened for a main injection.
  • the temporal course of the stepped injection in particular the duration of the pre-injection, can be adjusted by varying the distance between the at least one second injection opening and the at least one first injection opening along the longitudinal axis.
  • a short pre-injection can, for example, be achieved by a small distance between the at least a second injection opening and the at least one first injection opening along the longitudinal axis.
  • the at least one second injection opening and the at least one first injection opening can be arranged such that, for example, the at least one first injection opening is opened with a larger minimum diameter during the opening process of the at least one second injection opening.
  • This can be achieved, for example, by the height of the at least one second injection opening "overlapping" with the height of the at least one first injection opening along the longitudinal axis.
  • the at least one first and the at least one second injection openings can be arranged alternately or offset in the horizontal circumferential direction of the nozzle body in order to avoid or reduce disadvantageous weakening of the side wall of the nozzle body.
  • the fuel injector therefore offers the advantage that different types of use can be achieved with the same fuel injector, in particular as a pilot jet injector on the one hand and as a main injector with variably adjustable pre-injection on the other hand.
  • the closed position also offers the advantage that both the at least one first and the at least one second injection opening are sufficiently closed by a side wall of the needle and therefore advantageously prevents fuel from leaking from the nozzle chamber into the combustion chamber of the internal combustion engine can be minimized or virtually eliminated.
  • the needle has an inner bore oriented substantially along the longitudinal axis, which extends from a lower end of the needle and is designed to connect the at least one second injection opening to the high-pressure chamber in the first open position of the injection valve member, and to connect the at least one second injection opening and the at least one first injection opening to the high-pressure chamber in the second open position of the injection valve member.
  • fuel can flow through the inner bore from the high-pressure chamber into the at least one first and/or the at least one second injection opening and can thus be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the inner bore extends from the lower, i.e. downstream, end of the needle and is therefore laterally delimited by a side wall of the needle, the needle can interact in a simple manner with the side wall of the nozzle chamber to close and open the injection openings by moving along its longitudinal axis.
  • the inner bore of the needle is connected to the nozzle chamber, such that the inner bore can connect the high-pressure chamber to the injection openings via the nozzle chamber in the respective open positions.
  • the nozzle chamber has an upper nozzle chamber arranged downstream of the high-pressure chamber and a lower nozzle chamber arranged downstream of the upper nozzle chamber wherein the lower nozzle chamber is connected to the upper nozzle chamber via the inner bore of the needle, wherein the at least one first injection opening and the at least one second injection opening extend from the lower nozzle chamber.
  • the injection valve seat adjoins the upper nozzle chamber above or upstream of the upper nozzle chamber.
  • the high-pressure chamber is connected to the upper nozzle chamber, so that the high-pressure fuel can flow via the upper nozzle chamber into the inner bore of the needle and from there via the lower nozzle chamber into the at least one first and/or second injection opening.
  • the inner bore of the needle is connected to the upper nozzle chamber via at least one transverse bore in a side wall of the needle.
  • the cross-bores can be arranged at different heights of the needle. With multiple cross-bores, the total inlet cross-section into the inner bore can be increased. This advantageously compensates for pressure losses caused by the double deflection of the flow through the needle. By arranging the multiple cross-bores at different heights of the needle, weakening of the needle's side wall can be reduced or prevented.
  • multiple cross-bores of the needle are arranged radially symmetrically. In one embodiment, multiple cross-bores of the needle have mirror symmetry.
  • one or more of the at least one transverse bore can be at least partially inserted into a bore below the injection valve seat and above the upper nozzle chamber arranged bore section of the injection valve part, which is connected to the upper nozzle chamber.
  • one or more of the at least one transverse bores can open partially into the upper nozzle chamber and partially into the bore section of the injection valve part.
  • one or more of the at least one transverse bores can open into the upper nozzle chamber.
  • the opening of one or more of the at least one transverse bore into the upper nozzle chamber and/or the bore section of the injection valve part can change depending on the current stroke of the needle.
  • the needle is guided in a sliding fit in the sub-nozzle chamber.
  • the needle can interact in a quasi-sealing manner with the side wall of the lower nozzle chamber thanks to the sliding fit for closing and opening the injection openings.
  • the diameter of the nozzle chamber decreases at the transition from the upper nozzle chamber to the lower nozzle chamber, preferably via a conical gradation.
  • a lower section of the needle can be guided in the lower nozzle chamber for closing and opening the injection openings, preferably in a sliding fit, and an upper section of the needle can be continued with a play in the upper nozzle chamber.
  • the at least one transverse bore can be arranged in an upper section of the needle such that the at least one transverse bore is located in the upper nozzle chamber and/or in a bore section of the injection valve part connected to the upper nozzle chamber and thus connects the upper nozzle chamber to the inner bore.
  • the lower nozzle chamber can therefore primarily serve to provide a quasi-sealing surface between the side wall of the needle and the side wall of the lower nozzle chamber for closing or opening the injection openings and the upper nozzle chamber primarily serves to provide the connection to the high-pressure chamber in an open position, preferably by connecting the high-pressure chamber to an inner bore of the needle.
  • the sub-nozzle chamber has a first section and a second section arranged downstream of the first section with a reduced diameter compared to the first section.
  • the at least one second injection opening extends from the second section of the sub-nozzle chamber.
  • the at least one first injection opening preferably extends from the first section of the sub-nozzle chamber.
  • the at least one second injection opening and the at least one first injection opening can be better and, in particular, more flexibly spaced from one another, in particular without having to increase the maximum stroke of the needle.
  • the required maximum stroke of the needle can also be reduced.
  • the needle has a first needle section which is guided in a sliding fit in the first section of the sub-nozzle chamber and a second needle section adjoining the first needle section which can be guided in a sliding fit in the second section of the sub-nozzle chamber.
  • the needle can therefore close the at least one second injection opening through the second needle section and close the at least one first injection opening through the first needle section.
  • the needle can advantageously be adapted to the respective injection openings to be closed in the respective sections of the sub-nozzle chamber.
  • the second needle section is guided in a sliding fit between the closed position and the first open position of the injection valve member in the second section of the sub-nozzle chamber.
  • the division of the sub-nozzle chamber into several sections, in particular into a first and second section, and the corresponding division of the needle into several needle sections, in particular into a first and second needle section, each for closing the at least one first injection opening and the at least one second injection opening offers the advantage, as already described, that the at least one first injection opening and the at least one second injection opening can be better and, in particular, more flexibly spaced from one another.
  • the at least one first injection opening and the at least one second injection opening can be arranged further apart from one another along the longitudinal axis of the housing without increasing the maximum stroke of the needle.
  • the maximum stroke of the needle advantageously does not need to be increased, since the stepped shape of the sub-nozzle chamber (due to the first and second sections) and the needle (due to the first and second needle sections) eliminates the need for the needle to be raised with its lower end above the height of the at least one first injection opening in order to reach the second open position. Rather, it is advantageously sufficient if the needle with the gradation between the first and second needle section is raised above the height of the at least one first injection opening.
  • the first and second needle sections are connected to one another via a conical step.
  • the first and second sections of the sub-nozzle chamber can also be connected to each other via a conical step.
  • the first and/or second needle section and/or the first and/or second section of the sub-nozzle chamber can be designed such that, when the needle is raised, the at least one first injection opening is opened before the at least one second injection opening is opened.
  • This can be achieved in particular if the length of the second needle section or the summed length of the second needle section and the conical step is greater than the distance between the at least one second injection opening and the at least one first injection opening along the longitudinal axis.
  • a fuel injector can be provided in which a pre-injection or, when operating with gas as the main fuel, an ignition jet injection is carried out through the at least one first injection opening.
  • the functionalities of the at least one second injection opening and the at least one first injection opening can therefore be achieved by suitable geometries of the sub-nozzle chamber or its first and second sections and/or the needle or its first and second needle sections, and furthermore with a suitable adaptation of the minimum diameters of the at least one first and/or the at least one second injection opening, are swapped.
  • the nozzle chamber is designed in the manner of a blind hole with a bottom, wherein the nozzle chamber in the closed position of the injection valve member has a free space delimited by a lower end of the needle and the bottom of the blind hole-like nozzle chamber.
  • the free space With an inner bore of the needle extending from the lower end of the needle, the free space is therefore connected to the inner bore.
  • the free space In an open position of the injection valve member, the free space can increase in size and be at least partially delimited by a lower end of the needle and the bottom of the blind-hole-like nozzle chamber, wherein the fuel can pass from the high-pressure chamber via the inner bore of the needle and via the enlarged free space into the at least one second or at least one first injection opening.
  • the free space In the closed position of the injection valve member, the free space is preferably closed off from the combustion chamber of the internal combustion engine, so that advantageously no significant leakage of fuel into the combustion chamber can occur.
  • the nozzle chamber has an undercut at a downstream end.
  • the free space may have an undercut.
  • the injection valve seat is formed in an injection valve part, wherein the nozzle body is detachably fastened to the injection valve part, preferably via a union nut.
  • the detachable fastening of the nozzle body to the injection valve part offers the advantage of easy replaceability of the nozzle body, since the nozzle body is generally a wearing part due to the wear of the at least one first and/or the at least one second injection opening.
  • the needle has a sleeve, preferably made of steel, which is designed to cooperate with the side wall of the nozzle chamber for closing and opening the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening.
  • the sleeve advantageously allows for improved closure of the injection ports. Furthermore, the sleeve advantageously provides protection for the sidewall of the needle and can be easily replaced if necessary.
  • the sleeve is subjected to a clamping force directed radially against the side wall of the nozzle chamber.
  • the clamping force directed radially against the side wall of the nozzle chamber can further improve the closing of the injection openings.
  • the at least one second injection opening has a first opening section extending from the nozzle chamber and a second opening section adjoining the first opening section, wherein the diameter of the second opening section is greater than the diameter of the first opening section.
  • the second opening section preferably opens into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the stepped shape of the at least one second injection opening allows for improved atomization of fuel for the pilot injection, since the at least one second injection opening has a narrow diameter over a reduced length, namely along the first opening section, and a widening profile thanks to the second opening section. Due to this profile, the most advantageous ratio of hole diameter to hole length of the first opening section of the at least one second injection opening can be realized in order to achieve optimal atomization of the ignition jet in the combustion chamber.
  • the at least one first injection opening and/or the at least one second injection opening extends from the nozzle chamber via a trough-shaped recess.
  • the transitions between the injection openings and the side wall of the nozzle chamber are rounded.
  • the transitions between the injection openings and the trough-shaped recesses are preferably rounded.
  • the trough-shaped recess makes it easier to round the transitions between the injection openings and the side wall of the nozzle chamber. Rounding the transition between an injection opening and the side wall of the nozzle chamber or a trough-shaped recess offers the advantage of a more stable flow of fuel through the injection opening over time.
  • the head of the mushroom-shaped intermediate valve member can have a sealing surface extending at a radial distance around the shaft, with which the head - in the closed position of the intermediate valve member - can bear sealingly against an intermediate valve seat formed on the intermediate part, forming an annular sealing surface.
  • the shaft of the mushroom-shaped intermediate valve member can be guided in a close sliding fit in the guide recess of the intermediate part.
  • an annular sealing bead can be formed on the head, protruding from the rest of this side of the head, the free end of which front side can form the sealing surface of the intermediate valve member.
  • the intermediate part, the shaft, and the head can define an annular space into which a high-pressure fuel inlet connected to the high-pressure chamber can open.
  • the annular space can have an inner annular space running around the shaft and delimited in the radial direction by the shaft and intermediate part, which can be recessed on the shaft itself, whereby the high-pressure fuel inlet can open into the inner annular space.
  • the valve chamber can be connected to the high-pressure chamber and thus to the high-pressure inlet via a throttle inlet.
  • the annular space can have a gap annular space adjoining the inner annular space. In the closed position of the intermediate valve member, this gap annular space can be formed by a circumferential gap between the intermediate part and the head of the intermediate valve member.
  • the inner annular space can be formed on the shaft of the intermediate valve member by a circumferential annular groove that is open radially outward.
  • This groove viewed along the longitudinal axis, can be dimensioned such that the opening of the high-pressure inlet always lies at least approximately entirely within the area of the annular groove.
  • the annular groove can be directly connected to the head.
  • the valve chamber can be filled with fuel via the second connection, which enables a faster opening movement of the intermediate valve element
  • the second connection can improve the filling of the valve chamber compared to a fuel injector, in which the filling of the valve chamber takes place, for example, solely from the control chamber via a throttle passage.
  • the valve chamber can already be filled via the second connection with a small opening movement of the intermediate valve member.
  • the intermediate valve member interrupts the second connection between the high-pressure fuel inlet and the valve chamber in the closed position, it is advantageously possible to prevent fuel from flowing from the high-pressure chamber via the second connection into the low-pressure fuel return when the intermediate valve member is in the closed position.
  • the second connection runs between the high-pressure fuel inlet and a through the A bore extending along the shaft of the intermediate valve member, which is part of the valve chamber.
  • the bore is preferably designed as a blind hole.
  • the head in the closed position of the intermediate valve member, rests with a side facing the intermediate part via a first sealing surface running at a first radial distance around the shaft or the guide recess to form a first annular sealing surface that is closed in the circumferential direction, and via a second sealing surface running at a second radial distance around the shaft or the guide recess to form a second annular sealing surface that is closed in the circumferential direction, the intermediate valve seat, wherein the first radial distance is greater than the second radial distance.
  • a first annular sealing bead with a first end face, which forms the first sealing surface is formed on the side of the head facing the intermediate part or the side of the intermediate part facing the head.
  • a second annular sealing bead with a second end face, which forms the second sealing surface is formed on the side of the head facing the intermediate part or the side of the intermediate part facing the head.
  • the intermediate part has at least one step on the side facing the head and the head has at least one step on the side facing the intermediate part, wherein in the closed position of the Intermediate valve member, offset edges of the steps of the intermediate part and the head each radially delimit the first and/or the second annular sealing surface.
  • a step of the intermediate part forms an inner annular space which is delimited by the intermediate part, the shaft and the head in the closed position of the intermediate valve member.
  • the high-pressure fuel inlet runs in the intermediate part in such a way that the high-pressure fuel inlet opens into a gap annular space in the closed position of the intermediate valve member, which gap annular space is formed between the intermediate part and the head in the closed position of the intermediate valve member and is radially delimited by the first and the second annular sealing surface.
  • the second connection comprises an inlet of the intermediate valve member, which opens into the valve chamber at a first end and opens into an outer side of the intermediate valve member at a second end.
  • the valve chamber can advantageously be filled via the inlet to support the opening movement of the intermediate valve member.
  • the inlet opens with its first end into the blind bore, which runs through the shaft and is part of the valve chamber.
  • the inlet opens with the second end to the outside of the intermediate valve member in such a way that the second end is arranged at a radially smaller distance from the shaft than the second annular sealing surface in the closed position of the intermediate valve member.
  • the second connection comprises a passage which is formed by a clearance of at least 10 ⁇ m, preferably between 20 ⁇ m and 50 ⁇ m, in the radial direction between the shaft and the guide recess.
  • the shaft has two annular projections spaced apart from one another in the longitudinal direction of the shaft.
  • the annular projections each have two or three chamfers in the circumferential direction.
  • the shaft has at least one chamfer in the circumferential direction, wherein the second connection comprises a passage which is formed by an intermediate space between the at least one chamfer and the A guide recess is formed.
  • the at least one chamfer allows the play between the shaft and the guide recess to be kept sufficiently small, which allows for better centering of the shaft, i.e., while avoiding or reducing an eccentric or inclined position of the shaft.
  • the at least one chamfer between the outer side of the shaft and the guide recess allows for a sufficient passage formed by the space between the at least one chamfer and the guide recess, which serves as the passage for the second connection.
  • the shaft has two or three chamfers in the circumferential direction.
  • the second connection comprises a bore extending through the head of the intermediate valve member, which bore at least partially forms a valve chamber passage connected to the valve chamber and opens with one end on a side of the head facing the intermediate part.
  • valve chamber passage extends in the intermediate valve member such that the valve chamber passage opens into a gap annular space in the closed position of the intermediate valve member, which gap annular space is formed between the intermediate part and the head in the closed position of the intermediate valve member and is radially delimited by the first and the second annular sealing surface.
  • the fuel injection valve has a in the closed position of the intermediate valve member from Intermediate part, shaft and head form a limited annular space into which the high-pressure fuel inlet opens.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a fuel injector 10.1 for the intermittent injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 10.1 has a housing 12 defining a longitudinal axis L with a housing body 14, a nozzle body 16, an injection valve part 15, on which an injection valve seat 18 is formed, and an actuator receiving body 20, which is arranged between the housing body 14 and the injection valve part 15.
  • a union nut 22, which is supported on the injection valve part 15, receives the actuator receiving body 20 and is threaded onto the housing body 14.
  • a union nut 23, which is supported on the nozzle body 16, is threaded onto the injection valve part 15.
  • the nozzle body 16 and the injection valve part 15 are pressed against one another in a sealing manner by means of the union nut 23 and are aligned with one another in the direction of the longitudinal axis L.
  • the outer shape of the housing 12 is at least approximately circular-cylindrical.
  • a high-pressure fuel inlet 24 is arranged, from which a high-pressure chamber 26 extends inside the housing 12—through the housing body 14, the actuator receiving body 20, and the injection valve part 15—to the injection valve seat 18.
  • the high-pressure fuel inlet 24 is formed by a valve carrier 28, which carries a basket-like perforated filter 32 for retaining any foreign particles in the fuel.
  • the structure and function of the cartridge-shaped unit with the valve carrier 28 and the perforated filter 32 are described in the document WO2014/131497 A1
  • the high-pressure fuel inlet 24 and the valve support 28 with perforated filter 32 can also be designed as described in the document WO2013/117311 A1
  • the valve carrier 28 may also be a Figure 1 A non-illustrated check valve with a disc-shaped valve member that interacts with a valve seat formed on the valve carrier 28.
  • the disc-shaped valve member of the check valve can have a bypass bore.
  • the check valve can allow fuel supplied via a high-pressure feed line to flow into the high-pressure chamber 26 practically without obstruction, but can prevent the outflow of fuel from the high-pressure chamber 26 into the high-pressure feed line except through the bypass.
  • the high-pressure chamber 26 Adjacent to the valve carrier 28, the high-pressure chamber 26 has a discrete storage chamber 34 formed on the housing body 14, which on the other hand is connected to the injection valve seat 18 via a flow channel 36 of the high-pressure chamber 26.
  • a stationary, immovable throttle can also be provided in certain embodiments.
  • an electrically operated actuator arrangement 38 is accommodated, which, with its tappet 40 which is spring-loaded in one direction and movable in the other direction by means of an electromagnet of the actuator arrangement 38, is intended to close a low-pressure outlet 42 in order to separate a valve chamber 44 from a low-pressure fuel return 46 (see Figure 2 ) and to release the low-pressure outlet 42 to connect the valve chamber 44 and the low-pressure fuel return 46.
  • the longitudinal axis of the tappet 40, designated 48, and thus of the actuator assembly 38 runs parallel and eccentric to the longitudinal axis L.
  • a channel 52 runs from an electrical connection 50 through the housing body 14 to the actuator arrangement 38, in which channel the electrical control line for controlling the actuator arrangement 38 is accommodated.
  • the tappet 40 extends through the bottom of the cup-shaped actuator receiving body 20, which forms a guide element for the tappet 40.
  • the tappet 40 has guide vanes projecting in the radial direction, with which it is slidably guided on the guide element parallel to the longitudinal direction L.
  • the guide vanes form passages extending in the longitudinal direction L, through which the fuel can flow from the low-pressure outlet 42 to the low-pressure fuel return 46.
  • Figure 2 shows an enlarged section of the fuel injection valve of Figure 1 in the area of the rectangle marked II.
  • the conical injection valve seat 18 is formed on the injection valve part 15 and is directly connected to the storage chamber 34 and thus to the high-pressure fuel inlet 24 via the flow channel 36.
  • the injection valve seat 18 therefore forms a tapered section of the interior of the injection valve part 15, so that above or upstream of this tapered section there is a first bore section 61 and below or downstream of this tapered section there is a second Bore section 62 is arranged with a smaller transverse diameter than the first bore section 61.
  • An injection valve member 56 with a conical valve sealing surface 57 is arranged in the housing 12 and is adjustable in the direction of the longitudinal axis L. Following the valve sealing surface 57, the injection valve member 56 has a needle 58 which projects into a nozzle chamber 17 of the nozzle body 16 arranged downstream of the injection valve seat 15 and the second bore section 62.
  • the valve sealing surface 57 is designed to cooperate sealingly with the injection valve seat 18 to connect the nozzle chamber 17 to the high-pressure chamber 26 and to separate the nozzle chamber 17 from the high-pressure chamber 26.
  • the injection valve member 56 has a shoulder 59 facing away from the conical valve sealing surface 57, against which a compression spring 63 rests at one end.
  • the other end of the compression spring 63 is supported on the end face of a guide sleeve 64 forming a guide part.
  • the compression spring 63 applies a closing force to the injection valve member 56, acting in the direction of the injection valve seat 18.
  • the compression spring 63 holds the guide part 64, with its end face facing away from the compression spring 63, in sealing contact with an intermediate part 66.
  • a double-acting control piston 68 formed on the injection valve member 56 is guided displaceably along the longitudinal axis L in a close sliding fit of approximately 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the control piston 68, the guide part 64 and the intermediate part 66 delimit a control chamber 70 from the high-pressure chamber 26.
  • the intermediate part 66 is Part of a hydraulic control device 72.
  • the hydraulic control device 72 can, for example, as shown in the WO2021/165275 A1 or the WO2020/260285 A1 described, the corresponding disclosures of which are incorporated by reference into the present disclosure.
  • the nozzle body 16 has a plurality of first injection openings 161 extending from the nozzle chamber 17 and a plurality of second injection openings 162 extending from the nozzle chamber 17.
  • the first injection openings 161 are arranged higher than or upstream of the second injection openings 162 with respect to the longitudinal axis L.
  • the second injection openings 162 have a smaller (minimum) diameter than the first injection openings 161 and can be used for a pilot injection or, when operating with gas as the main fuel, for a pilot jet injection.
  • the needle 58 is guided with a sliding fit in a sub-nozzle chamber 163, so that the side wall 581 of the needle 58 interacts in a quasi-sealing manner with the side wall 164 of the sub-nozzle chamber 163 to close and open the first injection openings 161 and/or the second injection openings 162.
  • the needle 58 can selectively close the first injection openings 161 or the first and second injection openings 161, 162 by adjusting the injection valve member 56 along the longitudinal axis L.
  • the needle 58 can selectively close the second injection openings 162 for a pilot or ignition jet injection or the first and second Injection openings 161, 162 open for a main injection of liquid fuel from the high-pressure chamber 26 into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the injection valve member 56 can be Figure 1 shown closed position, in which both the first and the second injection openings 161, 162 are closed and the nozzle chamber 17 is separated from the high-pressure chamber 26 by the sealing contact of the valve sealing surface 57 on the injection valve seat 18.
  • the nozzle chamber 17 has an upper nozzle chamber 165 with a larger diameter, arranged upstream of the lower nozzle chamber 163, which connects to the lower nozzle chamber 163 via a conical step.
  • the diameter of the upper nozzle chamber 165 corresponds to the diameter of the second bore section 62 of the injection valve part 15, so that the upper nozzle chamber 165 is aligned with the second bore section 62.
  • the needle 58 has an inner bore 582 oriented along the longitudinal axis L, which extends from the lower end 583 of the needle 58. In the side wall, the needle 58 has transverse bores 584, which open into the upper nozzle chamber 165 and thus connect the inner bore 582 with the upper nozzle chamber 165. In the first open position of the injection valve member 56, in which the second injection openings 162 are open, the inner bore 582 connects the second injection openings 162 via the lower nozzle chamber 163 and the upper nozzle chamber 165 with the high-pressure chamber 26.
  • the inner bore 582 connects the first and second injection openings 161, 162 via the lower nozzle chamber 163 and the upper nozzle chamber 165 to the high-pressure chamber 26.
  • the nozzle chamber 17 is designed like a blind hole with a bottom 171. In the illustrated closed position of the injection valve member 56, the nozzle chamber 17 has a free space 166 bounded by the lower end 583 of the needle 58 and the bottom 171, which is connected to the inner bore 582. The nozzle chamber 17 has an undercut at the downstream end, which forms the free space 166 in the closed position of the injection valve member 56.
  • a circular-cylindrical guide recess extends through the intermediate part 66 from the flat end face facing the control chamber 70 to the likewise flat end face facing away from the control chamber 70.
  • a shaft 76 of a mushroom-shaped intermediate valve member 78 is guided in this recess.
  • a head 80 of the intermediate valve member 78, formed integrally with the shaft 76, is located in the control chamber 70 and, with its side facing the intermediate part 66, interacts with the intermediate part 66, the flat end face of which forms an annular intermediate valve seat.
  • the intermediate valve member 78 forms together with the intermediate valve seat formed on the intermediate part 66 an intermediate valve 83.
  • the intermediate valve 83 for example, the WO2021/165275 A1 or the WO2020/260285 A1 whose corresponding disclosures are incorporated by reference into this disclosure.
  • the (electro-)hydraulic control device described here can also be designed according to other electro-hydraulic control devices known from the prior art, such as the WO2016/041739 A1 , be trained.
  • Figure 3 shows a section of a further embodiment of a fuel injection valve 10.2, wherein the lower part of the fuel injection valve 10.2 is shown from the injection valve seat 18.
  • the sub-nozzle chamber 163 has a first section 163.1 and a second section 163.2 arranged downstream of the first section 163.1, said second section having a smaller diameter than the first section 163.1.
  • the second section 163.2 adjoins the first section 163.1 via a conical step.
  • the second injection openings 162 extend from the second section 163.2 of the sub-nozzle chamber 163, and the first injection openings 161 extend from the first section 163.1 of the sub-nozzle chamber 163.
  • the needle 58 accordingly has a first needle section 58.1, which is guided in a sliding fit in the first section 163.1 of the sub-nozzle chamber 163.
  • a second needle section 58.2 is connected downstream of the first needle section 58.1 and can be guided in a sliding fit in the second section 163.2 of the lower nozzle chamber 163.
  • the injection valve member 56 is shown in a closed position in which the first injection openings 161 are closed by the first needle section 58.1 and the second injection openings 162 are closed by the second needle section 58.2.
  • the first and second needle sections 58.1, 58.2 are connected to each other by a conical step.
  • the gradation by which the first and second needle sections 58.1, 58.2 connect to one another can correspond to the conical gradation by which the first section 163.1 and the second section 163.2 of the nozzle chamber 163 connect to one another.
  • a vertical gradation is also possible between the needle sections 58.1, 58.2 and/or between the first and second sections 163.1, 163.2 of the nozzle chamber 163.
  • the second injection openings 162 each have a first opening section 162.1 extending from the nozzle chamber 17 or from the second section 163.2 of the sub-nozzle chamber 163, and a second opening section 162.2 adjoining the first opening section 162.1, which opens into the outer wall of the nozzle body 16 and thus into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the diameter of the second opening section 162.2 is larger than the diameter of the first opening section 162.1, so that the second injection openings 162 have a profile that widens in a stepwise manner toward the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the first opening section 162.1 and the second opening section 162.1 adjoin one another via a conical gradation.
  • the opening sections 162.1, 162.2 are connected to one another via a vertical step. It is also conceivable that the outwardly widening conical step, whose opening angle can be varied, forms the entire second opening section. Due to the first opening section 162.1, the second The injection openings 162 have a smaller minimum diameter than the first injection openings 161. The second injection openings 162 can therefore be used for pre-injection or pilot injection, while the first injection openings 161 (together with the likewise open second injection openings 162) can be used for a main injection with liquid fuel.
  • the nozzle chamber 17 is designed as a blind hole with a bottom 171.
  • a free space 166 is formed in the nozzle chamber 17, which is delimited by the lower end of the needle 583 and the base 171.
  • the base 171 is curved so that the free space 166 has a hemispherical profile.
  • the free space 166 it is also possible for the free space 166 to be as shown in Figure 2 is trained.
  • the needle 58 has, as in the fuel injection valve 10.1, Figure 2 an inner bore 582 and transverse bores 584.
  • FIGS 4(a)-(c) show three positions of the injection valve member 56 of the Figure 3 shown embodiment of the fuel injector 10.2.
  • Figure 4(a) shows a section of the fuel injection valve 10.2 in the Figure 3 shown closed position, in which both the first injection openings 161 (by the first needle section 58.1) and the second injection openings 162 (by the second needle section 58.2) are closed.
  • Figure 4(b) shows the fuel injector 10.2 with the injection valve member 56 in a first open position, in which the injection valve member 56 is raised along the longitudinal axis L such that the second injection openings 162 are open, while the first injection openings 161 continue to be closed by the first needle section 58.2.
  • the valve sealing surface 57 is raised from the injection valve seat 18.
  • fuel can therefore pass from the high-pressure chamber 26 via the second bore section 62 or the upper nozzle chamber 165, the inner bore 582 and the lower nozzle chamber 163 or the second section 163.2 of the lower nozzle chamber 163 into the second injection openings 162, in order to be injected from there into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • Figure 4(c) shows the fuel injector 10.2 with the injection valve member 56 in a second open position, in which the injection valve member 56 is raised higher along the longitudinal axis L, so that in addition to the second injection openings 162, the first injection openings 161 are also open.
  • the needle 58 continues to be guided in a sliding fit via the first needle section 58.1 in the sub-nozzle chamber 163 or in the first section 163.1 of the sub-nozzle chamber 163.
  • the second needle section 58.2, however, is no longer located in the second section 163.2 of the sub-nozzle chamber 163, but is arranged in the first section 163.1 of the sub-nozzle chamber 163 and in the conical step between the first and second sections 163.1, 163.2 of the sub-nozzle chamber 163 due to the lifting of the injection valve member 56.
  • a further embodiment can achieve that the first injection openings 161 are opened first, while the second injection openings 162 are still closed.
  • the first injection openings 161 can accordingly have a smaller minimum diameter than the second injection openings 162.
  • Figure 5 shows a section of a further embodiment of a fuel injector 10.3, wherein the lower part of the fuel injector 10.3 is shown from the injector seat 18.
  • the needle 58 of the fuel injector 10.3 has a sleeve 585, which is made of steel or another suitable material and which is arranged at least partially circumferentially around a lower part of the first needle section 58.1.
  • the sleeve 585 is designed to be connected to the side wall 164 of the nozzle chamber 17 or the sub-nozzle chamber 163.
  • the sleeve 585 can be subjected to a clamping force directed radially against the side wall 164 of the nozzle chamber 17 or the sub-nozzle chamber 163.
  • the sub-nozzle chamber 163 further has two undercuts, through which two free spaces 166.1 and 166.2 are formed.
  • the first free space 166.1 is similar to the free space 166 of the Figure 2 shown fuel injector 10.1 is formed at the bottom 171 of the nozzle chamber 17.
  • the second free space 166.2 is formed between the first section 163.1 and the second section 163.2 of the sub-nozzle chamber 163.
  • the second injection openings 162 are arranged in the first section 163.1 of the sub-nozzle chamber 163.
  • Figure 6 shows a section of a further embodiment of a fuel injector 10.4, wherein the lower part of the fuel injector 10.4 is shown from the injector seat 18.
  • the first injection openings 161 and the second injection openings 162 each extend from the nozzle chamber 17 via trough-shaped recesses 1611, 1621, preferably with a small volume. Transitions between the injection openings 161, 162 and the side wall 164 of the nozzle chamber 17 are rounded. In particular, the transitions between the trough-shaped recesses 1611, 1621 and the injection openings 161, 162 are rounded.

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Brennstoffeinspritzventile werden zur direkten Einspritzung von Brennstoff in den Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für Dieselmotoren, genutzt. Nebst den herkömmlichen Dieselmotoren wurden in den letzten Jahren für Schiffe, stromerzeugende Motoren oder teilweise Nutzfahrzeuge so genannte Dual-Fuel-Systeme als effiziente und schadstoffarme Alternativen vorgeschlagen. Eine Herausforderung in den Dual-Fuel-Systemen stellt die erforderliche separate Einspritzung von Brennstoff, wie z.B. Diesel oder Marine-Dieselöl, als Zündstrahl beim Betrieb mit Gas als Hauptkraftstoff dar. Insbesondere sind für die Zündstrahleinspritzung von Brennstoff von der konventionellen Brennstoffeinspritzung unterschiedliche Einspritzparameter, wie z.B. Einspritzmenge, Einspritzdruck, Einspritzkonfiguration etc. erwünscht, was eine Erweiterung von konventionellen Einspritzsystemen erforderlich macht.
  • Ein Dual-Fuel-Einspritzsystem ist z.B. in der US2007/0246561 A1 mit einem Kraftstoffeinspritzsystem beschrieben, welches ausgelegt ist, zwei verschiedene Sprühmuster über unabhängig voneinander gesteuerte benachbarte Nadelventilelemente zu erzeugen. Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst einen Kraftstoffeinspritzinjektor mit einem Injektorkörper, der einen hohlen Innenraum definiert, welcher dazu konfiguriert ist, unter Druck stehenden Kraftstoff aufzunehmen, eine erste Düse, deren Spritzkonfiguration dazu konfiguriert ist, ein erstes Kraftstoffsprühmuster bereitzustellen, und eine zweite Düse, deren Spritzkonfiguration dazu konfiguriert ist, ein zweites Kraftstoffsprühmuster bereitzustellen, das sich von dem ersten Kraftstoffsprühmuster unterscheidet. Die ersten und zweiten Düsen sind dazu angepasst, um von einer gemeinsamen Quelle zugeführten Kraftstoff in einen Verbrennungsraum einzuspritzen. Der Kraftstoffeinspritzinjektor umfasst weiter ein erstes Nadelventilelement, das im hohlen Innenraum des Injektorkörpers positioniert ist, wobei das erste Nadelventilelement der ersten Düse entspricht, und ein zweites Nadelventilelement, das im hohlen Innenraum des Injektorkörpers positioniert ist und der zweiten Düse entspricht. Das zweite Nadelventilelement ist vom ersten Nadelventilelement beabstandet und benachbart zum ersten Nadelventilelement angeordnet. Die erste und die zweite Düse sind ausgebildet, um von einer gemeinsamen Quelle zugeführten Kraftstoff in einen Brennraum einzuspritzen.
  • Die EP 2546508 A1 offenbart ein Brennstoffeinspritzventil mit ersten und zweiten Einspritzöffnungen, die auf unterschiedlichen Höhen in Bezug auf eine Längsachse des Brennstoffeinspritzventils angeordnet sind, mit einer hydraulischen Steuervorrichtung, und mit einer elektrisch betätigbaren Aktuatoranordnung.
    • Darstellung der Erfindung
  • Vor dem Hintergrund der erweiterten Erfordernisse bei Dual-Fuel-Systemen z.B. in Bezug auf die unterschiedlichen Brennstoffe, flüssig und gasförmig, oder das Einbringen der Zündquelle beim Gasbetrieb ist es typischerweise erwünscht, den Aufbau von Dual-Fuel-Systemen unter Bereitstellung einer zuverlässigen Steuerbarkeit der Einspritzvorgänge zu vereinfachen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffeinspritzventil, insbesondere für ein Dual-Fuel-System, bereitzustellen, welches den Stand der Technik mindestens teilweise verbessert.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Brennstoffeinspritzventil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der vorliegenden Beschreibung und den Figuren gegeben.
  • Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein eine Längsachse definierendes Gehäuse, das einen Brennstoffhochdruckeinlass, ein Einspritzventilsitz und ein Düsenkörper aufweist. Im Gehäuse ist ein Hochdruckraum angeordnet, der vom Brennstoffhochdruckeinlass zum Einspritzventilsitz verläuft. Weiter ist im Gehäuse ein Einspritzventilglied mit einer Ventildichtfläche in Richtung der Längsachse verstellbar angeordnet. Das Brennstoffeinspritzventil umfasst weiter eine Druckfeder, welche das Einspritzventilglied mit einer in Richtung gegen den Einspritzventilsitz gerichteten Schliesskraft beaufschlagt. Die Druckfeder ist vorzugsweise einerseits am Einspritzventilglied abgestützt und andererseits relativ zum Gehäuse ortsfest abgestützt.
  • Das Brennstoffeinspritzventil umfasst weiter eine hydraulische Steuervorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilglieds entlang der Längsachse, wobei das Einspritzventilglied eine der Ventildichtfläche nachfolgend angeordnete Nadel, welche in einen stromabwärts des Einspritzventilsitzes angeordneten Düsenraum hineinragt, aufweist. Die Ventildichtfläche ist ausgebildet, mit dem Einspritzventilsitz zum Verbinden des Düsenraums mit dem und Trennen des Düsenraums vom Hochdruckraum dichtend zusammenzuwirken.
  • Der Düsenkörper weist mindestens eine erste vom Düsenraum ausgehende Einspritzöffnung und mindestens eine zweite vom Düsenraum ausgehende Einspritzöffnung zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine auf, wobei die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung auf unterschiedlichen Höhen in Bezug auf die Längsachse angeordnet sind. Die Nadel ist ausgebildet, mit einer Seitenwand des Düsenraums zum Schliessen und Öffnen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung zusammenzuwirken (bzw. zum Schliessen und Öffnen von mindestens einem von der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung zusammenzuwirken).
  • Das Brennstoffeinspritzventil umfasst vorzugsweise weiter ein Führungsteil, in welchem ein Steuerkolben des Einspritzventilgliedes in Gleitpassung geführt ist; ein Zwischenteil, welches zusammen mit dem Führungsteil und dem Steuerkolben einen Steuerraum begrenzt; wobei die hydraulische Steuervorrichtung ausgebildet ist, durch Veränderung des Drucks im Steuerraum die Bewegung des Einspritzventilglieds entlang der Längsachse zu steuern; wobei die hydraulische Steuervorrichtung ein Zwischenventil mit einem pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilglied, welches einen in einer Führungsausnehmung des Zwischenteils geführten Schaft und einen Kopf aufweist, und mit einem auf einer dem Kopf zugewandten Seite des Zwischenteils ausgebildeten, mit dem Kopf zusammenwirkenden Zwischenventilsitz, umfasst, wobei das Zwischenventilglied in einer Offenstellung eine Verbindung zwischen einem mit dem Hochdruckraum verbundenen Brennstoffhochdruckzulass und dem Steuerraum freigibt und in einer Schliessstellung die Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Steuerraum unterbricht sowie den Steuerraum von einem Ventilraum - bis auf einen Drosseldurchlass - abtrennt; und eine elektrisch betätigbare Aktuatoranordnung zum Verbinden des Ventilraumes mit und Abtrennen des Ventilraumes von einem Niederdruck-Brennstoffrücklauf.
  • Das Zwischenventilglied kann in der Offenstellung eine zweite bzw. weitere Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum freigeben und in der Schliessstellung die zweite bzw. weitere Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum unterbrechen.
  • Mit dem pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilglied kann sowohl eine präzise Steuerbarkeit der Öffnungsbewegung des Einspritzventilgliedes als auch ein rascher Schliessvorgang des Einspritzventilgliedes erzielt werden. Ferner können Mehrfacheinspritzungen mit sehr kurzen Zeitabständen realisiert werden.
  • Dadurch, dass die in den Düsenraum hineinragende Nadel mit der Seitenwand des Düsenraums zum Schliessen und Öffnen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung zusammenwirkt, kann ein gezieltes Einspritzen von Brennstoff durch die mindestens eine erste Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung bereitgestellt werden. Da die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung zudem auf unterschiedlichen Höhen in Bezug auf die Längsachse des Gehäuses angeordnet sind, können die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung durch Ansteuern und Verstellen des Einspritzventilglieds bzw. der Nadel entlang der Längsachse des Gehäuses wahlweise geschlossen oder geöffnet werden. Das Ansteuern und Verstellen des Einspritzventilglieds kann durch die hydraulische Steuervorrichtung in präziser und zuverlässiger Weise erreicht werden. Das Brennstoffeinspritzventil ermöglicht es daher, mit demselben Einspritzventilglied unter Nutzung der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung zwei verschiedene Einspritzvorgänge mit verschiedenen Einspritzparametern, wie z.B. Einspritzmenge, Einspritzdruck, Einspritzdauer, Einspritzbild etc., bereitzustellen.
  • Dem Fachmann ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bewusst, dass unter «Schliessen» der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung nicht zwingend ein «Abdichten» verstanden werden muss, sondern ein Abdecken bzw. Überdecken der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung ausreichen kann. Auch bei einer geschlossenen mindestens einen ersten und/oder mindestens einen zweiten Einspritzöffnung kann daher eine (gegenüber der Einspritzmenge durch eine offene Einspritzöffnung) geringe (tolerierbare) Leckage über einen Spalt zwischen der Nadel und der inneren Seitenwand des Düsenraums auftreten.
  • Vorzugsweise wird beim Schliessen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung der Düsenraum durch dichtendes Anliegen der Ventildichtfläche des Einspritzventilglieds am Einspritzventilsitz vom Hochdruckraum getrennt. Obwohl beim Anheben des Einspritzventilglieds vom Einspritzventilsitz der Düsenraum mit dem Hochdruckraum fluidisch verbunden wird, kann durch geeignete Anordnung (d.h. in einer geeigneten Höhe entlang der Längsachse des Gehäuses) der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung in der Seitenwand des Düsenraums erreicht werden, dass die mindestens eine erste Einspritzöffnung und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung geschlossen bleibt, bis das Einspritzventilglied bzw. die Nadel auf eine Höhe angehoben wird, bei welcher die mindestens eine erste Einspritzöffnung und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung geöffnet und mit dem Hochdruckraum verbunden wird. Der Einspritzzeitpunkt durch die mindestens eine erste Einspritzöffnung und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung kann daher durch die Höhe in der Seitenwand, auf welcher die Einspritzöffnungen angeordnet sind und/oder die Länge bzw. den Hub der Nadel eingestellt werden.
  • Vorzugsweise ist die Nadel im Bereich der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung in Gleitpassung im Düsenraum führbar. Durch die Gleitpassung im Düsenraum kann ein für praktische Zwecke ausreichendes Schliessen der von der Seitenwand des Düsenraums ausgehenden Einspritzöffnungen durch die Nadel bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise weist das Brennstoffeinspritzventil eine Vielzahl, z.B. zwei, vier, sechs oder mehr, von radialsymmetrisch angeordneten ersten Einspritzöffnungen auf einer ersten Höhe und eine Vielzahl, z.B. zwei, vier oder sechs, von radialsymmetrisch angeordneten zweiten Einspritzöffnungen auf einer zweiten Höhe auf.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung unterschiedliche Minimaldurchmesser auf.
  • Durch die Wahl von unterschiedlichen Minimaldurchmessern für die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung können unterschiedliche Einspritzquerschnitte für unterschiedliche Einspritzzwecke bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann ein kleinerer Minimaldurchmesser für eine Zündstrahleinspritzung bzw. Piloteinspritzung gewählt werden. Ein grösserer Minimaldurchmesser kann hingegen zum Beispiel für die Nutzung als Hauptinjektor für z.B. Diesel oder Schweröl gewählt werden.
  • Bei einer Vielzahl von ersten Einspritzöffnungen weisen die ersten Einspritzöffnungen vorzugsweise gleiche Minimaldurchmesser auf und weisen besonders bevorzugt gleiche Geometrien auf. Es sind aber auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen die Vielzahl von ersten Einspritzöffnungen voneinander unterschiedliche Geometrien und/oder Minimaldurchmesser aufweisen. Entsprechend sind bei einer Vielzahl von zweiten Einspritzöffnungen deren Minimaldurchmesser vorzugsweise gleich und besonders bevorzugt deren Geometrien gleich. Auch bei der Vielzahl von zweiten Einspritzöffnungen sind aber Ausgestaltungen mit unterschiedlichen Geometrien und/oder Minimaldurchmesser denkbar.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die mindestens eine zweite Einspritzöffnung stromabwärts der mindestens einen ersten Einspritzöffnung angeordnet und weist einen kleineren Minimaldurchmesser als den Minimaldurchmesser der mindestens einen ersten Einspritzöffnung auf.
  • Die mindestens eine zweite Einspritzöffnung kann so für eine Zündstrahleinspritzung von Diesel genutzt werden, um ein mageres (Erd-)Gas/Luft-Gemisch zu entzünden. Da die mindestens eine zweite Einspritzöffnung stromabwärts der mindestens einen ersten Einspritzöffnung angeordnet ist, kann die mindestens eine zweite Einspritzöffnung durch Anheben der Nadel des Einspritzventilglieds geöffnet werden, während die Nadel die mindestens eine erste Einspritzöffnung weiter geschlossen hält. Durch diese Konfiguration der Einspritzöffnungen wird es daher ermöglicht, selektiv die mindestens eine zweite Einspritzöffnung für eine Zündstrahleinspritzung zu öffnen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Nadel ausgebildet, in einer Schliessstellung des Einspritzventilglieds die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung zu schliessen, in einer ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds die mindestens eine zweite Einspritzöffnung zu öffnen und die mindestens eine erste Einspritzöffnung zu schliessen, und in einer zweiten Offenstellung des Einspritzventilglieds die mindestens eine zweite Einspritzöffnung und die mindestens eine erste Einspritzöffnung zu öffnen.
  • Mit dem Brennstoffeinspritzventil und der Nadel können daher mindestens drei (Schliess-/Öffnungs-)Konfigurationen bereitgestellt werden, welche für verschiedene Betriebsmodi bzw. Betriebsphasen genutzt werden können. Zum Beispiel kann die erste Offenstellung für eine Zündstrahleinspritzung genutzt werden, falls die mindestens eine zweite Einspritzöffnung einen kleineren Minimaldurchmesser als die mindestens eine erste Einspritzöffnung aufweist. Die zweite Offenstellung hingegen kann zum Beispiel für einen Diesel- bzw. Schwerölbetrieb genutzt werden, in welchem sowohl die mindestens eine erste als auch der mindestens eine zweite Einspritzöffnung geöffnet sind und das Brennstoffeinspritzventil als Hauptinjektor für Diesel bzw. Schweröl als Hauptbrennstoff genutzt werden kann.
  • Das Brennstoffeinspritzventil kann daher im Gasbetrieb über die z.B. mindestens eine zweite Einspritzöffnung eine Zündstrahleinspritzung bereitstellen.
  • Die Erfindung bietet aber den Vorteil, dass das Brennstoffeinspritzventil auch für einen Diesel- bzw. Schwerölbetrieb genutzt werden kann. Über die z.B. mindestens eine zweite Einspritzöffnung kann dann eine Voreinspritzung bzw. Piloteinspritzung und die Haupteinspritzung über das Öffnen von der mindestens einen ersten und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung bereitgestellt werden.
  • Im Diesel- bzw. Schwerölbetrieb kann in einer Variante für eine Voreinspritzung z.B. die mindestens eine zweite Einspritzöffnung geöffnet und nach der Voreinspritzung wieder geschlossen werden. Nach einem bestimmten Zeitabstand können dann die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung für die Haupteinspritzung geöffnet werden.
  • In einer weiteren Variante kann im Diesel- bzw. Schwerölbetrieb eine stufenförmige Einspritzung ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die mindestens eine zweite Einspritzöffnung für eine Voreinspritzung geöffnet werden und für eine Haupteinspritzung zusätzlich die mindestens eine erste Einspritzöffnung geöffnet werden. Der zeitliche Verlauf der stufenförmigen Einspritzung, insbesondere die Dauer der Voreinspritzung, kann durch Variation des Abstandes zwischen der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung entlang der Längsachse eingestellt werden. Eine kurze Voreinspritzung kann z.B. durch einen kleinen Abstand zwischen der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung entlang der Längsachse erreicht werden.
  • Für eine besonders kurze Voreinspritzung können die mindestens eine zweite Einspritzöffnung und die mindestens eine erste Einspritzöffnung derart angeordnet werden, dass z.B. die mindestens eine erste Einspritzöffnung mit einem grösseren Minimaldurchmesser während dem Öffnungsvorgang der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung geöffnet wird. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die Höhe der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung mit der Höhe der mindestens einen ersten Einspritzöffnung entlang der Längsachse «überlappt». In einer «überlappenden» Anordnung können die mindestens einen ersten und die mindestens einen zweiten Einspritzöffnungen in horizontaler Umlaufrichtung des Düsenkörpers alternierend bzw. versetzt angeordnet sein, um eine nachteilhafte Schwächung der Seitenwand des Düsenkörpers vermeiden oder reduzieren zu können.
  • Das Brennstoffeinspritzventil bietet daher den Vorteil, dass mit demselben Brennstoffeinspritzventil unterschiedliche Nutzungsarten, insbesondere einerseits als Zündstrahlinjektor und andererseits als Hauptinjektor mit variabel einstellbarer Voreinspritzung, erreicht werden können.
  • Die Schliessstellung bietet zudem den Vorteil, dass sowohl die mindestens eine erste als auch die mindestens eine zweite Einspritzöffnung durch eine Seitenwand der Nadel ausreichend geschlossen werden und daher vorteilhafterweise ein Auslaufen von Brennstoff vom Düsenraum in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine minimiert oder praktisch eliminiert werden kann.
  • In einer Ausgestaltung weist die Nadel eine innere, im Wesentlichen entlang der Längsachse orientierte Bohrung auf, welche von einem unteren Ende der Nadel ausgeht und ausgebildet ist, in der ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds die mindestens eine zweite Einspritzöffnung mit dem Hochdruckraum zu verbinden, und in der zweiten Offenstellung des Einspritzventilglieds die mindestens eine zweite Einspritzöffnung und die mindestens eine erste Einspritzöffnung mit dem Hochdruckraum zu verbinden.
  • Durch die innere Bohrung kann in den jeweiligen Offenstellungen Brennstoff vom Hochdruckraum in die mindestens eine erste und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung gelangen und dadurch in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt werden. Da die innere Bohrung vom unteren, d.h. stromabwärtigen, Ende der Nadel ausgeht, und daher seitlich durch eine Seitenwand der Nadel begrenzt wird, kann die Nadel auf einfache Weise durch Bewegung entlang der Längsachse mit der Seitenwand des Düsenraums zum Schliessen und Öffnen der Einspritzöffnungen zusammenwirken. Vorzugsweise ist die innere Bohrung der Nadel mit dem Düsenraum verbunden, so dass die innere Bohrung den Hochdruckraum in den jeweiligen Offenstellungen über den Düsenraum mit den Einspritzöffnungen verbinden kann.
  • In einer Ausgestaltung weist der Düsenraum einen stromabwärts des Hochdruckraums angeordneten Oberdüsenraum und einen stromabwärts des Oberdüsenraums angeordneten Unterdüsenraum auf, wobei der Unterdüsenraum über die innere Bohrung der Nadel mit dem Oberdüsenraum verbunden ist, wobei die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung vom Unterdüsenraum ausgehen.
  • Vorzugsweise schliesst der Einspritzventilsitz oberhalb bzw. stromaufwärts am Oberdüsenraum an. Vorzugsweise wird in den jeweiligen Offenstellungen der Hochdruckraum mit dem Oberdüsenraum verbunden, so dass der Hochdruckbrennstoff über den Oberdüsenraum in die innere Bohrung der Nadel und von dort über den Unterdüsenraum in die mindestens eine erste und/oder zweite Einspritzöffnung gelangen kann.
  • In einer Ausgestaltung ist die innere Bohrung der Nadel über mindestens eine Querbohrung in einer Seitenwand der Nadel mit dem Oberdüsenraum verbunden.
  • Bei mehreren Querbohrungen können die Querbohrungen auf verschiedenen Höhen der Nadel angeordnet sein. Mit mehreren Querbohrungen kann der Gesamteintrittsquerschnitt in die innere Bohrung vergrössert werden. Damit kann vorteilhafterweise aufgrund der zweifachen Umlenkung der Strömung durch die Nadel auftretende Druckverlust kompensiert werden. Durch die Anordnung der mehreren Querbohrungen auf verschiedenen Höhen der Nadel kann dabei eine Schwächung der Seitenwand der Nadel reduziert oder verhindert werden. In einer Ausgestaltung sind mehrere Querbohrungen der Nadel radialsymmetrisch angeordnet. In einer Ausgestaltung weisen mehrere Querbohrungen der Nadel eine Spiegelsymmetrie auf.
  • In bestimmten Ausgestaltungen kann eine oder mehrere der mindestens einen Querbohrung mindestens teilweise in einen unterhalb des Einspritzventilsitzes und oberhalb des Oberdüsenraums angeordneten Bohrungsabschnitt des Einspritzventilteils, welcher mit dem Oberdüsenraum verbunden ist, münden.
  • Eine oder mehrere der mindestens einen Querbohrung kann in bestimmten Ausgestaltungen teilweise in den Oberdüsenraum und teilweise in den Bohrungsabschnitt des Einspritzventilteils münden.
  • Eine oder mehrere der mindestens einen Querbohrung kann in bestimmten Ausgestaltungen in den Oberdüsenraum münden.
  • Die Mündung der einen oder mehreren der mindestens einen Querbohrung in den Oberdüsenraum und/oder den Bohrungsabschnitt des Einspritzventilteils kann sich in Abhängigkeit des momentanen Hubs der Nadel ändern.
  • In einer Ausgestaltung ist die Nadel in Gleitpassung im Unterdüsenraum geführt.
  • Für vom Unterdüsenraum ausgehende Einspritzöffnungen kann die Nadel dank der Gleitpassung zum Schliessen und Öffnen der Einspritzöffnungen quasi-dichtend mit der Seitenwand des Unterdüsenraums zusammenwirken.
  • In einer Ausgestaltung verkleinert sich der Durchmesser des Düsenraums beim Übergang vom Oberdüsenraum zum Unterdüsenraum, vorzugsweise über eine konische Abstufung.
  • Insbesondere kann so ein unterer Abschnitt der Nadel im Unterdüsenraum zum Schliessen und Öffnen der Einspritzöffnungen, vorzugsweise in Gleitpassung, geführt werden und ein oberer Abschnitt der Nadel mit einem Spiel im Oberdüsenraum eine Fortsetzung finden.
  • Bei einer Ausgestaltung mit mindestens einer Querbohrung der Nadel kann die mindestens eine Querbohrung in einem oberen Abschnitt der Nadel derart angeordnet sein, dass sich die mindestens eine Querbohrung im Oberdüsenraum und/oder in einem mit dem Oberdüsenraum verbundenen Bohrungsabschnitt des Einspritzventilteils befindet und so den Oberdüsenraum mit der inneren Bohrung verbindet.
  • Der Unterdüsenraum kann daher primär zur Bereitstellung einer Quasi-Dichtfläche zwischen der Seitenwand der Nadel und der Seitenwand des Unterdüsenraums zum Schliessen bzw. Öffnen der Einspritzöffnungen und der Oberdüsenraum primär zur Bereitstellung der Verbindung mit dem Hochdruckraum in einer Offenstellung, vorzugsweise durch Verbindung des Hochdruckraums mit einer inneren Bohrung der Nadel, dienen.
  • In einer Ausgestaltung weist der Unterdüsenraum einen ersten Abschnitt und einen stromabwärts des ersten Abschnitts angeordneten zweiten Abschnitt mit einem im Vergleich zum ersten Abschnitt verringerten Durchmesser auf.
  • Durch die Unterteilung des Unterdüsenraums in mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern können insbesondere mit einer geeigneten Anordnung von Einspritzöffnungen weitere Optionen für das selektive Schliessen und Öffnen der Einspritzöffnungen ermöglicht werden.
  • Zum Beispiel geht in einer vorteilhaften Ausgestaltung die mindestens eine zweite Einspritzöffnung vom zweiten Abschnitt des Unterdüsenraums aus.
  • Ferner geht vorzugsweise die mindestens eine erste Einspritzöffnung vom ersten Abschnitt des Unterdüsenraums aus.
  • Durch die separate Anordnung der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung im zweiten Abschnitt und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung im ersten Abschnitt können die mindestens eine zweite Einspritzöffnung und die mindestens eine erste Einspritzöffnung besser und insbesondere flexibler voneinander beabstandet werden, insbesondere ohne den maximalen Hub der Nadel vergrössern zu müssen. Bei einer geeigneten Anordnung der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung im zweiten Abschnitt und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung im ersten Abschnitt kann der erforderliche maximale Hub der Nadel auch verringert werden.
  • In einer Ausgestaltung weist die Nadel einen ersten Nadelabschnitt, welcher im ersten Abschnitt des Unterdüsenraums in Gleitpassung geführt ist und einen am ersten Nadelabschnitt anschliessenden zweiten Nadelabschnitt auf, welcher im zweiten Abschnitt des Unterdüsenraums in Gleitpassung führbar ist.
  • Die Nadel kann daher die mindestens eine zweite Einspritzöffnung durch den zweiten Nadelabschnitt schliessen und die mindestens eine erste Einspritzöffnung durch den ersten Nadelabschnitt schliessen. Durch die Unterteilung der Nadel in mehrere Nadelabschnitte kann die Nadel vorteilhafterweise in den jeweiligen Abschnitten des Unterdüsenraums an die jeweils zu schliessenden Einspritzöffnungen angepasst werden.
  • Vorzugsweise ist der zweite Nadelabschnitt zwischen der Schliessstellung und der ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds im zweiten Abschnitt des Unterdüsenraums in Gleitpassung geführt.
  • Die Unterteilung des Unterdüsenraums in mehrere Abschnitte, insbesondere in ersten und zweiten Abschnitt, und die entsprechende Unterteilung der Nadel in mehrere Nadelabschnitte, insbesondere in einen ersten und zweiten Nadelabschnitt jeweils zum Schliessen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung, bietet wie bereits beschrieben den Vorteil, dass die mindestens einen ersten Einspritzöffnungen und die mindestens einen zweiten Einspritzöffnungen besser und insbesondere flexibler voneinander beabstandet werden können. Insbesondere können die mindestens eine erste Einspritzöffnung und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung entlang der Längsachse des Gehäuses weiter beabstandet voneinander angeordnet werden, ohne den maximalen Hub der Nadel zu vergrössern. Der maximale Hub der Nadel muss vorteilhafterweise nicht vergrössert werden, da es durch die abgestufte Form des Unterdüsenraums (aufgrund des ersten und des zweiten Abschnitts) und der Nadel (aufgrund des ersten und des zweiten Nadelabschnitts) nicht erforderlich ist, dass die Nadel mit ihrem unteren Ende bis über die Höhe der mindestens einen ersten Einspritzöffnung hinaus gehoben wird, um die zweite Offenstellung zu erreichen. Es reicht vorteilhafterweise vielmehr aus, wenn die Nadel mit der Abstufung zwischen erstem und zweitem Nadelabschnitt über die Höhe der mindestens einen ersten Einspritzöffnung hinaus gehoben wird.
  • In einer Ausgestaltung schliessen der erste und der zweite Nadelabschnitt über eine konische Abstufung aneinander an.
  • Der erste und der zweite Abschnitt des Unterdüsenraums können entsprechend ebenfalls über eine konische Abstufung aneinander anschliessen.
  • In einer Ausgestaltung können der erste und/oder der zweite Nadelabschnitt und/oder der erste und/oder zweite Abschnitt des Unterdüsenraums derart ausgebildet sein, dass beim Heben der Nadel die mindestens eine erste Einspritzöffnung geöffnet wird, bevor die mindestens eine zweite Einspritzöffnung geöffnet wird. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, wenn die Länge des zweiten Nadelabschnitts oder die summierte Länge des zweiten Nadelabschnitts und der konischen Abstufung grösser als der Abstand zwischen der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung entlang der Längsachse ist. Mit einer solchen Ausgestaltung kann daher z.B. ein Brennstoffeinspritzventil bereitgestellt werden, in welchem eine Voreinspritzung oder beim Betrieb mit Gas als Hauptbrennstoff eine Zündstrahleinspritzung durch die mindestens eine erste Einspritzöffnung vorgenommen wird.
  • Die Funktionalitäten der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung und der mindestens einen ersten Einspritzöffnung können daher durch geeignete Geometrien des Unterdüsenraums bzw. dessen ersten und zweiten Abschnitte und/oder der Nadel bzw. deren ersten und zweiten Nadelabschnitte, und ferner mit einer geeigneten Anpassung der Minimaldurchmesser der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung, vertauscht werden.
  • In einer Ausgestaltung ist der Düsenraum sacklochartig mit einem Boden ausgebildet, wobei der Düsenraum in der Schliessstellung des Einspritzventilglieds ein von einem unteren Ende der Nadel und dem Boden des sacklochartigen Düsenraums begrenzten Freiraum aufweist.
  • Bei einer vom unteren Ende der Nadel ausgehenden inneren Bohrung der Nadel ist der Freiraum daher mit der inneren Bohrung verbunden. In einer Offenstellung des Einspritzventilglieds kann sich der Freiraum vergrössern und mindestens teilweise von einem unteren Ende der Nadel und dem Boden des sacklochartigen Düsenraums begrenzt sein, wobei der Brennstoff vom Hochdruckraum über die innere Bohrung der Nadel und über den vergrösserten Freiraum in die mindestens eine zweite oder mindestens eine erste Einspritzöffnung gelangen kann. In der Schliessstellung des Einspritzventilglieds ist der Freiraum vorzugsweise gegenüber dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine abgeschlossen, so dass vorteilhafterweise keine nennenswerte Leckage von Brennstoff in den Brennraum auftreten kann.
  • In einer Ausgestaltung weist der Düsenraum an einem stromabwärtigen Ende eine Hinterschneidung auf. Insbesondere kann der Freiraum eine Hinterschneidung aufweisen.
  • In einer Ausgestaltung ist der Einspritzventilsitz in einem Einspritzventilteil ausgebildet, wobei der Düsenkörper am Einspritzventilteil, vorzugsweise über eine Überwurfmutter, lösbar befestigt ist.
  • Die lösbare Befestigung des Düsenkörpers am Einspritzventilteil bietet den Vorteil einer einfachen Austauschbarkeit des Düsenkörpers, da der Düsenkörper aufgrund des Verschleisses der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung in der Regel ein Verschleissteil ist.
  • In einer Ausgestaltung weist die Nadel eine, vorzugsweise aus Stahl hergestellte, Hülse auf, welche ausgebildet ist, mit der Seitenwand des Düsenraums zum Schliessen und Öffnen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung zusammenzuwirken.
  • Mit der Hülse kann vorteilhafterweise ein verbessertes Schliessen der Einspritzöffnungen erreicht werden. Ferner bietet die Hülse vorteilhafterweise einen Schutz für die Seitenwand der Nadel und kann bei Bedarf auf einfache Weise ausgetauscht werden.
  • Vorzugsweise ist die Hülse mit einer radial gegen die Seitenwand des Düsenraums gerichtete Spannkraft beaufschlagt.
  • Durch die radial gegen die Seitenwand des Düsenraums gerichtete Spannkraft kann das Schliessen der Einspritzöffnungen weiter verbessert werden.
  • In einer Ausgestaltung weist die mindestens eine zweite Einspritzöffnung einen vom Düsenraum ausgehenden ersten Öffnungsabschnitt und einen an den ersten Öffnungsabschnitt anschliessenden zweiten Öffnungsabschnitt auf, wobei der Durchmesser des zweiten Öffnungsabschnitts grösser als der Durchmesser des ersten Öffnungsabschnitts ist.
  • Vorzugsweise mündet der zweite Öffnungsabschnitt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine. Durch die abgestufte Form der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung kann eine verbesserte Zerstäubung von Brennstoff für die Piloteinspritzung erreicht werden, da die mindestens eine zweite Einspritzöffnung auf einer reduzierten Länge, nämlich entlang des ersten Öffnungsabschnitts, einen engen Durchmesser aufweist und dank des zweiten Öffnungsabschnitts ein sich aufweitendes Profil aufweist. Aufgrund dieses Profils kann das jeweils vorteilhafteste Verhältnis von Lochdurchmesser und Lochlänge des ersten Öffnungsabschnittes der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung realisiert werden, um eine optimale Zerstäubung des Zündstrahls in den Brennraum zu erreichen.
  • In einer Ausgestaltung geht die mindestens eine erste Einspritzöffnung und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung über eine muldenförmige Aussparung vom Düsenraum aus.
  • Vorzugsweise sind die Übergänge zwischen den Einspritzöffnungen und der Seitenwand des Düsenraums abgerundet. Insbesondere sind vorzugsweise die Übergänge zwischen den Einspritzöffnungen und den muldenförmigen Aussparungen abgerundet. Durch die muldenförmige Aussparung können die Übergänge zwischen den Einspritzöffnungen und der Seitenwand des Düsenraums einfacher abgerundet werden. Eine Abrundung des Übergangs zwischen einer Einspritzöffnung und der Seitenwand des Düsenraums bzw. einer muldenförmigen Aussparung bietet den Vorteil eines zeitstabileren Durchflusses von Brennstoff durch die Einspritzöffnung.
  • Der Drosseldurchlass ist bevorzugt am Zwischenventilglied, besonders bevorzugt am Kopf des Zwischenventilglieds ausgebildet. Der Drosseldurchlass kann aber auch am Zwischenteil ausgebildet sein. In weiteren Varianten kann der Drosseldurchlass zwischen dem Zwischenventilglied und einem anderen Bauteil, wie z.B. durch einen Spalt zwischen dem Zwischenteil oder dem Führungsteil, ausgebildet sein. Der am Zwischenventilglied ausgebildete Drosseldurchlass kann auf der dem Steuerraum abgewandten Seite in eine am Zwischenventilglied ausgenommene, zum Ventilraum gehörende Sacklochbohrung münden. Vorzugsweise ist der Drosseldurchlass im Zwischenventilglied angrenzend an den Steuerraum ausgebildet. Der Drosseldurchlass und die Sacklochbohrung sind vorzugsweise zur Längsachse zentrisch ausgebildet. Dadurch kann einerseits der Drosseldurchlass mit der gewünschten Länge ausgebildet werden und andererseits die Sacklochbohrung einen Teil des Ventilraums bilden.
  • Der Kopf des pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilglieds kann eine in einem radialen Abstand um den Schaft herum verlaufende Dichtfläche aufweisen, mit welcher der Kopf - in Schliessstellung des Zwischenventilglieds - an einem am Zwischenteil ausgebildeten Zwischenventilsitz unter Bildung einer Ringdichtfläche dichtend anliegen kann. Der Schaft des pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilglieds kann in enger Gleitpassung in der Führungsausnehmung des Zwischenteils geführt sein. Auf der dem Schaft und somit dem Zwischenteil zugewandten Seite kann am Kopf ein, gegenüber dem übrigen Bereich dieser Seite des Kopfs vorstehender, kreisringförmiger Dichtwulst angeformt sein, dessen freie Stirnseite die Dichtfläche des Zwischenventilgliedes bilden kann.
  • Das Zwischenteil, der Schaft und der Kopf können einen Ringraum begrenzen, in welchen ein mit dem Hochdruckraum verbundener Brennstoffhochdruckzulass münden kann. Der Ringraum kann einen um den Schaft herum verlaufenden, in radialer Richtung von Schaft und Zwischenteil begrenzten Innenringraum aufweisen, welcher am Schaft selber ausgenommen sein kann, wobei der Brennstoffhochdruckzulass in den Innenringraum münden kann. Der Ventilraum kann über einen Drosselzulass mit dem Hochdruckraum und somit dem Hochdruckeinlass verbunden sein. Der Ringraum kann einen an den Innenringraum anschliessenden Spaltringraum aufweisen. In Schliessstellung des Zwischenventilgliedes kann dieser Spaltringraum durch einen umlaufenden Spalt zwischen dem Zwischenteil und dem Kopf des Zwischenventilglieds gebildet sein.
  • Der Innenringraum kann am Schaft des Zwischenventilgliedes durch eine umlaufende, in radialer Richtung gegen Aussen offene Ringnut gebildet sein, welche, in Richtung der Längsachse gesehen, eine derartige Abmessung aufweisen kann, dass die Mündung des Hochdruckzulasses immer wenigstens annähernd vollständig im Bereich der Ringnut liegt. Weiter kann die Ringnut unmittelbar an den Kopf anschliessen.
  • Bei einem Zwischenventilglied, welches in der Offenstellung eine zweite Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum freigibt, kann der Ventilraum über die zweite Verbindung mit Brennstoff befüllt werden, was eine raschere Öffnungsbewegung des Zwischenventilglieds ermöglicht. Insbesondere kann die zweite Verbindung die Befüllung des Ventilraums im Vergleich zu einem Brennstoffeinspritzventil, bei welchem die Befüllung des Ventilraums z.B. allein vom Steuerraum her über einen Drosseldurchlass erfolgt, verbessern. Vorteilhafterweise kann daher der Ventilraum bereits bei einer kleinen Öffnungsbewegung des Zwischenventilglieds über die zweite Verbindung befüllt werden. Was den Drosseldurchlass betrifft, reicht es dabei vorteilhafterweise aus, wenn der Durchfluss des Brennstoffs vom Steuerraum in den Ventilraum durch den Drosseldurchlass die anfänglich kleine Öffnungsbewegung des Zwischenventilglieds bewirkt, da dann der Ventilraum über die zweite Verbindung mit einer grossen Menge Brennstoff befüllt werden kann.
  • Dadurch, dass das Zwischenventilglied in der Schliessstellung die zweite Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum unterbricht, kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds Brennstoff vom Hochdruckraum über die zweite Verbindung in den Niederdruck-Brennstoffrücklauf fliesst. Durch das Unterbrechen der zweiten Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds kann Verlust von Brennstoff und der Verschleiss durch Entspannung des Brennstoffs vom Hochdruckraum in den Ventilraum während dem Einspritzvorgang verringert bzw. vermindert werden und gleichzeitig eine rasche Befüllung des Ventilraumes für die Öffnungsbewegung des Zwischenventilglieds erreicht werden.
  • In einer Ausgestaltung verläuft die zweite Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und einer durch den Schaft des Zwischenventilglieds verlaufenden Bohrung, welche Teil des Ventilraums ist. Vorzugsweise ist die Bohrung als Sacklochbohrung ausgebildet.
  • In einer Ausgestaltung liegt der Kopf in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds mit einer dem Zwischenteil zugewandten Seite über eine in einem ersten radialen Abstand um den Schaft oder die Führungsausnehmung verlaufende, erste Dichtfläche unter Bildung einer ersten, in Umlaufrichtung in sich geschlossenen Ringdichtfläche und über eine in einem zweiten radialen Abstand um den Schaft oder die Führungsausnehmung verlaufende, zweite Dichtfläche unter Bildung einer zweiten, in Umlaufrichtung in sich geschlossenen Ringdichtfläche am Zwischenventilsitz an, wobei der erste radiale Abstand grösser als der zweite radiale Abstand ist.
  • In einer Ausgestaltung ist auf der dem Zwischenteil zugewandten Seite des Kopfs oder der dem Kopf zugewandten Seite des Zwischenteils ein erster ringförmiger Dichtwulst mit einer ersten Stirnfläche, welche die erste Dichtfläche bildet, ausgebildet.
  • In einer Ausgestaltung ist auf der dem Zwischenteil zugewandten Seite des Kopfs oder der dem Kopf zugewandten Seite des Zwischenteils ein zweiter ringförmiger Dichtwulst mit einer zweiten Stirnfläche, welche die zweite Dichtfläche bildet, ausgebildet.
  • In einer Ausgestaltung weist das Zwischenteil auf der dem Kopf zugewandten Seite mindestens eine Abstufung auf und der Kopf auf der dem Zwischenteil zugewandten Seite mindestens eine Abstufung auf, wobei in Schliessstellung des Zwischenventilglieds zueinander versetzte Kanten der Abstufungen des Zwischenteils und des Kopfs jeweils die erste und/oder die zweite Ringdichtfläche radial begrenzen.
  • In einer Ausgestaltung bildet eine Abstufung des Zwischenteils einen inneren Ringraum, welcher in Schliessstellung des Zwischenventilglieds durch das Zwischenteil, den Schaft und den Kopf begrenzt wird.
  • In einer Ausgestaltung verläuft der Brennstoffhochdruckzulass derart im Zwischenteil, dass der Brennstoffhochdruckzulass in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds in einen Spaltringraum mündet, welcher in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds zwischen dem Zwischenteil und dem Kopf ausgebildet ist und radial von der ersten und der zweiten Ringdichtfläche begrenzt wird.
  • In einer Ausgestaltung umfasst die zweite Verbindung einen Zulass des Zwischenventilglieds, welcher mit einem ersten Ende in den Ventilraum mündet und mit einem zweiten Ende an eine Aussenseite des Zwischenventilglieds mündet. Über den Zulass kann vorteilhafterweise, wie oben bereits erläutert, der Ventilraum befüllt werden, um die Öffnungsbewegung des Zwischenventilglieds zu unterstützen. Vorzugsweise mündet der Zulass mit dem ersten Ende in die Sacklochbohrung, welche durch den Schaft verläuft und Teil des Ventilraumes ist.
  • In einer Ausgestaltung mündet der Zulass mit dem zweiten Ende derart an die Aussenseite des Zwischenventilglieds, dass das zweite Ende in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds in einem radial kleineren Abstand vom Schaft angeordnet ist als die zweite Ringdichtfläche.
  • In einer Ausgestaltung umfasst die zweite Verbindung einen Durchlass, welcher durch ein in radialer Richtung zwischen dem Schaft und der Führungsausnehmung bestehendes Spiel von mindestens 10 µm, vorzugsweise zwischen 20 µm und 50 µm, gebildet wird.
  • In einer Ausgestaltung weist der Schaft zwei in Längsrichtung des Schafts voneinander beabstandete Ringvorsprünge auf.
  • In einer Ausgestaltung weisen die Ringvorsprünge jeweils in Umfangsrichtung mindestens eine Fase auf, wobei die zweite Verbindung einen Durchlass umfasst, welcher von einem Zwischenraum zwischen der mindestens einen Fase und der Führungsausnehmung gebildet wird. Durch die mindestens eine Fase kann das Spiel zwischen dem Schaft und der Führungsausnehmung ausreichend klein gehalten werden, was eine bessere Zentrierung des Schafts, d.h. unter Vermeidung bzw. Verringerung einer exzentrischen oder geneigten Lage des Schafts, erlaubt. Gleichzeitig kann trotz kleinem Spiel aufgrund der mindestens einen Fase zwischen der Aussenseite des Schafts und der Führungsausnehmung ein ausreichender Durchgang, gebildet durch den Zwischenraum zwischen der mindestens einen Fase und der Führungsausnehmung, bereitgestellt werden, welcher als Durchlass der zweiten Verbindung dient.
  • In einer Ausgestaltung weisen die Ringvorsprünge jeweils in Umfangsrichtung zwei oder drei Fasen auf.
  • In einer Ausgestaltung (ohne Ringvorsprünge) weist der Schaft in Umfangsrichtung mindestens eine Fase auf, wobei die zweite Verbindung einen Durchlass umfasst, welcher von einem Zwischenraum zwischen der mindestens einen Fase und der Führungsausnehmung gebildet wird. Durch die mindestens eine Fase kann, wie bereits erläutert, das Spiel zwischen dem Schaft und der Führungsausnehmung ausreichend klein gehalten werden, was eine bessere Zentrierung des Schafts, d.h. unter Vermeidung bzw. Verringerung einer exzentrischen oder geneigten Lage des Schafts, erlaubt. Gleichzeitig kann trotz kleinem Spiel aufgrund der mindestens einen Fase zwischen der Aussenseite des Schafts und der Führungsausnehmung ein ausreichender Durchgang, gebildet durch den Zwischenraum zwischen der mindestens einen Fase und der Führungsausnehmung, bereitgestellt werden, welcher als Durchlass der zweiten Verbindung dient.
  • In einer Ausgestaltung weist der Schaft in Umfangsrichtung zwei oder drei Fasen auf.
  • In einer Ausgestaltung umfasst die zweite Verbindung eine durch den Kopf des Zwischenventilglieds verlaufende Bohrung, welche mindestens teilweise einen mit dem Ventilraum verbundenen Ventilraumdurchlass bildet und mit einem Ende an einer dem Zwischenteil zugewandten Seite des Kopfs mündet.
  • In einer Ausgestaltung verläuft der Ventilraumdurchlass derart im Zwischenventilglied, dass der Ventilraumdurchlass in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds in einen Spaltringraum mündet, welcher in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds zwischen dem Zwischenteil und dem Kopf ausgebildet ist und radial von der ersten und der zweiten Ringdichtfläche begrenzt wird.
  • In einer Ausgestaltung weist das Brennstoffeinspritzventil einen in der Schliessstellung des Zwischenventilglieds vom Zwischenteil, Schaft und Kopf begrenzten Ringraum auf, in welchen der Brennstoffhochdruckzulass mündet.
    • Liste der Figuren
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
    • Fig.1
    im Längsschnitt eine Darstellung einer Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils;
    Fig.2
    gegenüber Figur 1 vergrössert, den dort mit einem mit II bezeichneten Rechteck eingerahmten unteren bzw. stromabwärtigen Bereich der Ausführungsform des Brennstoffeinspritzventils;
    Fig.3
    einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt;
    Fig.4(a)-(c)
    drei Konfigurationen des Einspritzventilglieds der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform des Brennstoffeinspritzventils;
    Fig.5
    einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt;
    Fig.6
    einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt.
    Beschreibung exemplarischer Ausführungsformen
  • In der Figurenbeschreibung werden für einander entsprechende Teile der Ausführungsformen dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils 10.1 zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Das Brennstoffeinspritzventil 10.1 weist ein eine Längsachse L definierendes Gehäuse 12 mit einem Gehäusekörper 14, einem Düsenkörper 16, einem Einspritzventilteil 15, an welchem ein Einspritzventilsitz 18 ausgebildet ist, und einem Aktuatoraufnahmekörper 20 auf, welcher zwischen dem Gehäusekörper 14 und dem Einspritzventilteil 15 angeordnet ist. Eine sich am Einspritzventilteil 15 abstützende Überwurfmutter 22 nimmt den Aktuatoraufnahmekörper 20 auf und ist auf den Gehäusekörper 14 aufgewindet. Eine sich am Düsenkörper 16 abstützende Überwurfmutter 23 ist auf das Einspritzventilteil 15 aufgewindet. Der Gehäusekörper 14 und der Aktuatoraufnahmekörper 20, sowie dieser und das Einspritzventilteil 15 liegen aneinander stirnseitig an, sind mittels der Überwurfmutter 22 dichtend gegeneinander gepresst und in Richtung der Längsachse L aufeinander ausgerichtet. Der Düsenkörper 16 und das Einspritzventilteil 15 sind mittels der Überwurfmutter 23 dichtend gegeneinander gepresst und in Richtung der Längsachse L aufeinander ausgerichtet. Die Aussenform des Gehäuses 12 ist wenigstens annähernd kreiszylinderförmig.
  • Auf der, dem Düsenkörper 16 abgewandten Stirnseite des Gehäusekörpers 14 ist ein Brennstoffhochdruckeinlass 24 angeordnet, von welchem im Innern des Gehäuses 12 - durch den Gehäusekörper 14, den Aktuatoraufnahmekörper 20 und das Einspritzventilteil 15 - bis zum Einspritzventilsitz 18 ein Hochdruckraum 26 verläuft. Der Brennstoffhochdruckeinlass 24 ist durch einen Ventilträger 28 gebildet, welcher einen korbartigen Lochfilter 32 zum Zurückhalten von allfälligen Fremdpartikeln im Brennstoff trägt.
  • Ein Aufbau und eine Funktionsweise der als Patrone ausgebildeten Baueinheit mit dem Ventilträger 28 und dem Lochfilter 32 sind im Dokument WO2014/131497 A1 offenbart. Der Brennstoffhochdruckeinlass 24 und der Ventilträger 28 mit Lochfilter 32 können auch ausgebildet sein, wie dies im Dokument WO2013/117311 A1 offenbart ist. Der Ventilträger 28 kann auch ein in der Figur 1 nicht dargestelltes Rückschlagventil mit einem scheibenförmigen Ventilglied aufweisen, welches mit einem am Ventilträger 28 ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Das scheibenförmige Ventilglied des Rückschlagventils kann eine Bypassbohrung aufweisen. Das Rückschlagventil kann über eine Hochdruckspeiseleitung zugeführten Brennstoff in den Hochdruckraum 26 praktisch hindernisfrei hineinströmen lassen, jedoch das Ausströmen von Brennstoff aus dem Hochdruckraum 26 in die Hochdruckspeiseleitung mit der Ausnahme durch den Bypass verhindern. Eine mögliche Ausführungsform des Brennstoffhochdruckeinlasses 24 und eines Rückschlagventils, sowie eines Stabfilters anstelle des Lochfilters 32 ist aus dem Dokument WO2009/033304 A1 bekannt. Die entsprechende Offenbarung der oben genannten Dokumente gilt durch Referenznahme als in die vorliegende Offenbarung aufgenommen.
  • Anschliessend an den Ventilträger 28 weist der Hochdruckraum 26 eine am Gehäusekörper 14 ausgebildete, diskrete Speicherkammer 34 auf, die anderseits über einen Strömungskanal 36 des Hochdruckraums 26 mit dem Einspritzventilsitz 18 verbunden ist.
  • Eine Dimensionierung und eine Funktionsweise der diskreten Speicherkammer 34 zusammen mit einem Rückschlagventil mit Bypass ist im Dokument WO2007/009279 A1 offenbart; die entsprechende Offenbarung gilt durch Referenznahme als in die vorliegende Offenbarung aufgenommen.
  • Anstatt eines Rückschlagventils kann in bestimmten Ausführungsformen auch eine ortsfeste unbewegliche Drossel vorgesehen sein.
  • In einer Ausnehmung des Aktuatoraufnahmekörpers 20 ist eine elektrisch betätigte Aktuatoranordnung 38 aufgenommen, welche mit ihrem in einer Richtung federbelasteten und in der anderen Richtung mittels eines Elektromagneten der Aktuatoranordnung 38 bewegbaren Stössel 40 dazu bestimmt ist, einen Niederdruckauslass 42 zu verschliessen, um einen Ventilraum 44, von einem Niederdruck-Brennstoffrücklauf 46 (siehe Figur 2) abzutrennen, und den Niederdruckauslass 42 freizugeben, um den Ventilraum 44 und den Niederdruck-Brennstoffrücklauf 46 miteinander zu verbinden. Die mit 48 bezeichnete Längsachse des Stössels 40 und somit der Aktuatoranordnung 38 verläuft parallel und exzentrisch zur Längsachse L.
  • Parallel zur bezüglich der Längsachse L des Gehäuses 12 und somit des Brennstoffeinspritzventils 10.1 mindestens teilweise exzentrisch angeordneten diskreten Speicherkammer 34 verläuft von einem Elektroanschluss 50 durch den Gehäusekörper 14 zur Aktuatoranordnung 38 ein Kanal 52, in welchem die elektrische Steuerleitung zur Steuerung der Aktuatoranordnung 38 aufgenommen ist.
  • Der Stössel 40 durchgreift den, ein Führungselement für den Stössel 40 bildenden Boden des becherförmigen Aktuatoraufnahmekörpers 20. Der Stössel 40 weist in radialer Richtung vorstehende Führungsflügel auf, mit welchen er am Führungselement parallel zur Längsrichtung L verschiebbar gleitend geführt ist. Die Führungsflügel bilden in Längsrichtung L verlaufende Durchlässe, durch welche der Brennstoff vom Niederdruckauslass 42 zum Niederdruck-Brennstoffrücklauf 46 strömen kann.
  • Figur 2 zeigt einen vergrösserten Ausschnitt des Brennstoffeinspritzventils von Figur 1 im Bereich des mit II bezeichneten Rechtecks.
  • Am Einspritzventilteil 15 ist der konische Einspritzventilsitz 18 angeformt, welcher über den Strömungskanal 36 mit der Speicherkammer 34 und somit mit dem Brennstoffhochdruckeinlass 24 direkt verbunden ist. Der Einspritzventilsitz 18 bildet daher einen verjüngenden Abschnitt des Innenraums des Einspritzventilteils 15 aus, so dass oberhalb bzw. stromaufwärts dieses verjüngenden Abschnittes ein erster Bohrungsabschnitt 61 und unterhalb bzw. stromabwärts dieses verjüngenden Abschnittes ein zweiter Bohrungsabschnitt 62 mit einem kleineren Querdurchmesser als der erste Bohrungsabschnitt 61 angeordnet ist.
  • Im Gehäuse 12 ist in Richtung der Längsachse L verstellbar ein Einspritzventilglied 56 mit einer konischen Ventildichtfläche 57 angeordnet. Das Einspritzventilglied 56 weist der Ventildichtfläche 57 nachfolgend eine Nadel 58 auf, welche in einen stromabwärts des Einspritzventilsitzes 15 und des zweiten Bohrungsabschnittes 62 angeordneten Düsenraum 17 des Düsenkörpers 16 hineinragt. Die Ventildichtfläche 57 ist ausgebildet, mit dem Einspritzventilsitz 18 zum Verbinden des Düsenraums 17 mit dem und Trennen des Düsenraums 17 vom Hochdruckraum 26 dichtend zusammenzuwirken.
  • Das Einspritzventilglied 56 weist der konischen Ventildichtfläche 57 abgewandt eine Schulter 59 auf, an welcher sich eine Druckfeder 63 mit ihrem einen Ende abstützt. Mit ihrem anderen Ende ist die Druckfeder 63 an einer einen Führungsteil bildenden Führungshülse 64 stirnseitig abgestützt. Die Druckfeder 63 beaufschlagt das Einspritzventilglied 56 mit einer in Richtung auf den Einspritzventilsitz 18 wirkenden Schliesskraft. Andererseits hält die Druckfeder 63 das Führungsteil 64 mit dessen der Druckfeder 63 abgewandten Stirnseite in dichtender Anlage an einem Zwischenteil 66.
  • Im Führungsteil 64 ist in enger Gleitpassung von ca. 3 µm bis 5 µm ein am Einspritzventilglied 56 angeformter, doppeltwirkender Steuerkolben 68 entlang der Längsachse L verschiebbar geführt. Der Steuerkolben 68, das Führungsteil 64 und das Zwischenteil 66 grenzen einen Steuerraum 70 gegenüber dem Hochdruckraum 26 ab. Das Zwischenteil 66 ist Teil einer hydraulischen Steuervorrichtung 72. Die hydraulische Steuervorrichtung 72 kann z.B. wie in der WO2021/165275 A1 oder der WO2020/260285 A1 beschrieben, ausgebildet sein, deren entsprechende Offenbarungen durch Referenznahme als in die vorliegende Offenbarung aufgenommen gelten.
  • Der Düsenkörper 16 weist eine Vielzahl von vom Düsenraum 17 ausgehenden ersten Einspritzöffnungen 161 und eine Vielzahl von vom Düsenraum 17 ausgehenden zweiten Einspritzöffnungen 162 auf. Die ersten Einspritzöffnungen 161 sind in Bezug auf die Längsachse L höher als die bzw. stromaufwärts der zweiten Einspritzöffnungen 162 angeordnet. Die zweiten Einspritzöffnungen 162 weisen einen kleineren (Minimal) Durchmesser auf als die ersten Einspritzöffnungen 161 und können für eine Piloteinspritzung oder beim Betrieb mit Gas als Hauptbrennstoff für eine Zündstrahleinspritzung genutzt werden. Die Nadel 58 ist in Gleitpassung in einem Unterdüsenraum 163 geführt, so dass die Seitenwand 581 der Nadel 58 mit der Seitenwand 164 des Unterdüsenraums 163 zum Schliessen und Öffnen der ersten Einspritzöffnungen 161 und/oder der zweiten Einspritzöffnungen 162 quasi-dichtend zusammenwirkt. In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform kann die Nadel 58 durch Verstellen des Einspritzventilglieds 56 entlang der Längsachse L wahlweise die ersten Einspritzöffnungen 161 oder die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 schliessen. Entsprechend kann die Nadel 58 durch Verstellen des Einspritzventilglieds 56 entlang der Längsachse L wahlweise die zweiten Einspritzöffnungen 162 für eine Pilot- oder Zündstrahleinspritzung oder die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 für eine Haupteinspritzung von flüssigem Brennstoff vom Hochdruckraum 26 in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine öffnen. Insbesondere kann das Einspritzventilglied 56 in eine in der Figur 1 gezeigte Schliessstellung gebracht werden, in welcher sowohl die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 geschlossen sind und der Düsenraum 17 durch dichtendes Anliegen der Ventildichtfläche 57 am Einspritzventilsitz 18 vom Hochdruckraum 26 getrennt ist.
  • Der Düsenraum 17 weist einen stromaufwärts des Unterdüsenraums 163 angeordneten Oberdüsenraum 165 mit einem grösseren Durchmesser auf, welcher über eine konische Abstufung an den Unterdüsenraum 163 anschliesst. Der Durchmesser des Oberdüsenraums 165 entspricht dem Durchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts 62 des Einspritzventilteils 15, so dass der Oberdüsenraum 165 mit dem zweiten Bohrungsabschnitt 62 fluchtet.
  • Die Nadel 58 weist eine innere, entlang der Längsachse L orientierte Bohrung 582 auf, welche vom unteren Ende 583 der Nadel 58 ausgeht. In der Seitenwand weist die Nadel 58 Querbohrungen 584 auf, welche in den Oberdüsenraum 165 münden und so die innere Bohrung 582 mit dem Oberdüsenraum 165 verbinden. In der ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds 56, in welcher die zweiten Einspritzöffnungen 162 geöffnet sind, verbindet die innere Bohrung 582 die zweiten Einspritzöffnungen 162 über den Unterdüsenraum 163 und den Oberdüsenraum 165 mit dem Hochdruckraum 26. In der zweiten Offenstellung des Einspritzventilglieds 56, in welcher die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 geöffnet sind, verbindet die innere Bohrung 582 die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 über den Unterdüsenraum 163 und den Oberdüsenraum 165 mit dem Hochdruckraum 26.
  • Der Düsenraum 17 ist sacklochartig mit einem Boden 171 ausgebildet, wobei der Düsenraum 17 in der gezeigten Schliessstellung des Einspritzventilglieds 56 ein vom unteren Ende 583 der Nadel 58 und dem Boden 171 begrenzten Freiraum 166 aufweist, welcher mit der inneren Bohrung 582 verbunden ist. Der Düsenraum 17 weist am stromabwärtigen Ende eine Hinterschneidung auf, welche den Freiraum 166 in der Schliessstellung des Einspritzventilglieds 56 bildet.
  • Durch das Zwischenteil 66 hindurch verläuft von der dem Steuerraum 70 zugewandten ebenen Stirnseite zur dem Steuerraum 70 abgewandten, ebenfalls ebenen Stirnseite eine kreiszylinderförmige Führungsausnehmung. In dieser ist ein Schaft 76 eines pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilgliedes 78 geführt. Ein mit dem Schaft 76 integral ausgebildeter Kopf 80 des Zwischenventilgliedes 78 befindet sich im Steuerraum 70 und wirkt mit seiner, dem Zwischenteil 66 zugewandten Seite mit dem Zwischenteil 66 zusammen, dessen ebene Stirnseite einen ringförmigen Zwischenventilsitz bildet.
  • Das Zwischenventilglied 78 bildet zusammen mit dem am Zwischenteil 66 ausgebildeten Zwischenventilsitz ein Zwischenventil 83. Zur Ausbildung des Zwischenventils 83 sei z.B. auf die WO2021/165275 A1 oder der WO2020/260285 A1 hingewiesen, deren entsprechende Offenbarungen durch Referenznahme als in die vorliegende Offenbarung aufgenommen gelten.
  • Die vorliegend beschriebene (elektro-)hydraulische Steuervorrichtung kann auch gemäss anderen aus dem Stand der Technik bekannten elektro-hydraulischen Steuervorrichtungen, wie z.B. der WO2016/041739 A1 , ausgebildet sein.
  • Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils 10.2, wobei der untere Teil des Brennstoffeinspritzventils 10.2 ab dem Einspritzventilsitz 18 gezeigt ist. Im Unterschied zum in Figur 2 gezeigten Brennstoffeinspritzventil 10.1 weist der Unterdüsenraum 163 einen ersten Abschnitt 163.1 und einen stromabwärts des ersten Abschnittes 163.1 angeordneten zweiten Abschnitt 163.2 mit einem im Vergleich zum ersten Abschnitt 163.1 verringerten Durchmesser auf. Der zweite Abschnitt 163.2 schliesst über eine konische Abstufung am ersten Abschnitt 163.1 an. Die zweiten Einspritzöffnungen 162 gehen vom zweiten Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163 aus und die ersten Einspritzöffnungen 161 gehen vom ersten Abschnitt 163.1 des Unterdüsenraums 163 aus. Die Nadel 58 weist entsprechend einen ersten Nadelabschnitt 58.1 auf, welcher im ersten Abschnitt 163.1 des Unterdüsenraums 163 in Gleitpassung geführt ist. Am ersten Nadelabschnitt 58.1 schliesst stromabwärts ein zweiter Nadelabschnitt 58.2 an, welcher im zweiten Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163 in Gleitpassung führbar ist. In Figur 3 ist das Einspritzventilglied 56 in einer Schliessstellung gezeigt, in welcher die ersten Einspritzöffnungen 161 durch den ersten Nadelabschnitt 58.1 und die zweiten Einspritzöffnungen 162 durch den zweiten Nadelabschnitt 58.2 geschlossen werden.
  • Der erste und der zweite Nadelabschnitt 58.1, 58.2 schliessen über eine konische Abstufung aneinander an. Die konische Abstufung, über welche der erste und der zweite Nadelabschnitt 58.1, 58.2 aneinander anschliessen, kann in bestimmten Ausführungsformen der konischen Abstufung, über welche der erste Abschnitt 163.1 und der zweite Abschnitt 163.2 des Düsenraums 163 aneinander anschliessen, entsprechen. Alternativ zur konischen Abstufung ist zwischen den Nadelabschnitten 58.1, 58.2 und/oder zwischen den ersten und zweiten Abschnitten 163.1, 163.2 des Düsenraums 163 auch eine senkrechte Abstufung möglich.
  • Wie in Figur 3 ersichtlich, weisen die zweiten Einspritzöffnungen 162 jeweils einen vom Düsenraum 17 bzw. vom zweite Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163 ausgehenden ersten Öffnungsabschnitt 162.1 und einen an den ersten Öffnungsabschnitt 162.1 anschliessenden zweiten Öffnungsabschnitt 162.2 auf, welcher in die Aussenwand des Düsenkörpers 16 und daher in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine mündet. Der Durchmesser des zweiten Öffnungsabschnitts 162.2 ist grösser als der Durchmesser des ersten Öffnungsabschnitts 162.1, so dass die zweiten Einspritzöffnungen 162 ein sich in Richtung des Brennraums der Verbrennungskraftmaschine stufenartig aufweitendes Profil aufweisen. Der erste Öffnungsabschnitt 162.1 und der zweite Öffnungsabschnitt 162.1 schliessen aneinander über eine konische Abstufung an. Es ist aber auch denkbar, dass die Öffnungsabschnitte 162.1, 162.2 aneinander über eine senkrechte Abstufung anschliessen. Es ist auch denkbar, dass die sich nach Aussen erweiternde konische Abstufung, deren Öffnungswinkel variiert werden kann, den gesamten zweiten Öffnungsabschnitt ausbildet. Aufgrund des ersten Öffnungsabschnitts 162.1 weisen die zweiten Einspritzöffnungen 162 einen kleineren Minimaldurchmesser als die ersten Einspritzöffnungen 161 auf. Die zweiten Einspritzöffnungen 162 können daher zur Voreinspritzung oder Zündstrahleinspritzung genutzt werden, während die ersten Einspritzöffnungen 161 (zusammen mit den ebenfalls geöffneten zweiten Einspritzöffnungen 162) für eine Haupteinspritzung mit flüssigem Brennstoff genutzt werden können.
  • Der Düsenraum 17 ist sacklochartig mit einem Boden 171 ausgebildet. In der in Figur 3 gezeigten Schliessstellung des Einspritzventilglieds 56 ist im Düsenraum 17 ein vom unteren Ende der Nadel 583 und dem Boden 171 begrenzter Freiraum 166 ausgebildet. Im Unterschied zum in Figur 2 gezeigten Brennstoffeinspritzventil 10.1 ist der Boden 171 gekrümmt ausgebildet, so dass der Freiraum 166 ein halbkugelartiges Profil aufweist. Es ist aber auch möglich, dass der Freiraum 166 wie in Figur 2 ausgebildet wird.
  • Die Nadel 58 weist wie beim Brennstoffeinspritzventil 10.1 in Figur 2 eine innere Bohrung 582 und Querbohrungen 584 auf.
  • Die Figuren 4(a)-(c) zeigen drei Stellungen des Einspritzventilglieds 56 der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform des Brennstoffeinspritzventils 10.2.
  • Figur 4(a) zeigt einen Ausschnitt des Brennstoffeinspritzventils 10.2 in der in Figur 3 gezeigten Schliessstellung, in welcher sowohl die ersten Einspritzöffnungen 161 (durch den ersten Nadelabschnitt 58.1) als auch die zweiten Einspritzöffnungen 162 (durch den zweiten Nadelabschnitt 58.2) geschlossen sind.
  • Figur 4(b) zeigt das Brennstoffeinspritzventil 10.2 mit dem Einspritzventilglied 56 in einer ersten Offenstellung, in welcher das Einspritzventilglied 56 derart entlang der Längsachse L angehoben ist, dass die zweiten Einspritzöffnungen 162 geöffnet sind, während die ersten Einspritzöffnungen 161 weiterhin durch den ersten Nadelabschnitt 58.2 geschlossen werden. Die Ventildichtfläche 57 ist vom Einspritzventilsitz 18 angehoben. In der gezeigten ersten Offenstellung kann daher Brennstoff vom Hochdruckraum 26 über den zweiten Bohrungsabschnitt 62 bzw. den Oberdüsenraum 165, die innere Bohrung 582 und den Unterdüsenraum 163 bzw. den zweiten Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163 in die zweiten Einspritzöffnungen 162 gelangen, um von dort in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt zu werden.
  • Figur 4(c) zeigt das Brennstoffeinspritzventil 10.2 mit dem Einspritzventilglied 56 in einer zweiten Offenstellung, in welcher das Einspritzventilglied 56 höher entlang der Längsachse L angehoben ist, so dass zusätzlich zu den zweiten Einspritzöffnungen 162 auch die ersten Einspritzöffnungen 161 geöffnet sind. Die Nadel 58 ist weiterhin über den ersten Nadelabschnitt 58.1 im Unterdüsenraum 163 bzw. im ersten Abschnitt 163.1 des Unterdüsenraums 163 in Gleitpassung geführt. Der zweite Nadelabschnitt 58.2 hingegen befindet sich nicht mehr im zweiten Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163, sondern ist durch das Anheben des Einspritzventilglieds 56 im ersten Abschnitt 163.1 des Unterdüsenraums 163 und in der konischen Abstufung zwischen erstem und zweitem Abschnitt 163.1, 163.2 des Unterdüsenraums 163 angeordnet. Wie in Figur 4(c) ersichtlich, kann in der gezeigten zweiten Offenstellung Brennstoff vom Hochdruckraum 26 über den zweiten Bohrungsabschnitt 62 bzw. den Oberdüsenraum 165, die Querbohrungen 584, die innere Bohrung 582 und den Unterdüsenraum 163 sowohl in die ersten Einspritzöffnungen 161 als auch in die zweiten Einspritzöffnungen 162 gelangen, um von dort in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt zu werden.
  • Durch eine geeignete Ausgestaltung der Nadel 58, zum Beispiel mit einem längeren zweiten Nadelabschnitt 58.2, insbesondere derart, dass die summierte axiale Länge des zweiten Nadelabschnittes 58.2 und der konischen Abstufung zwischen dem ersten und dem zweiten Nadelabschnitt länger als der axiale Abstand der ersten und der zweiten Einspritzöffnungen 161, 162 ist, kann in einer weiteren Ausführungsform erreicht werden, dass zuerst die ersten Einspritzöffnungen 161 geöffnet werden, während die zweiten Einspritzöffnungen 162 noch geschlossen sind. In einer solchen Ausführungsform können entsprechend die ersten Einspritzöffnungen 161 einen kleineren Minimaldurchmesser aufweisen als die zweiten Einspritzöffnungen 162.
  • Figur 5 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils 10.3, wobei der untere Teil des Brennstoffeinspritzventils 10.3 ab dem Einspritzventilsitz 18 gezeigt ist. Die Nadel 58 des Brennstoffeinspritzventils 10.3 weist eine Hülse 585 auf, welche aus Stahl oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist und welche mindestens teilweise umfangsseitig um einen unteren Teil des ersten Nadelabschnitts 58.1 angeordnet ist. Die Hülse 585 ist ausgebildet, mit der Seitenwand 164 des Düsenraums 17 bzw. des Unterdüsenraums 163 zum Schliessen und Öffnen der ersten Einspritzöffnungen 161 und der zweiten Einspritzöffnungen 162 zusammenzuwirken, wobei die Hülse 585 mit einer radial gegen die Seitenwand 164 des Düsenraums 17 bzw. des Unterdüsenraums 163 gerichteten Spannkraft beaufschlagt sein kann.
  • Der Unterdüsenraum 163 weist ferner zwei Hinterschneidungen auf, durch welche zwei Freiräume 166.1 und 166.2 ausgebildet werden. Der erste Freiraum 166.1 ist ähnlich zum Freiraum 166 des in Figur 2 gezeigten Brennstoffeinspritzventils 10.1 am Boden 171 des Düsenraums 17 ausgebildet. Der zweite Freiraum 166.2 ist zwischen dem ersten Abschnitt 163.1 und dem zweiten Abschnitt 163.2 des Unterdüsenraums 163 ausgebildet. Im Brennstoffeinspritzventil 10.3 sind die zweiten Einspritzöffnungen 162 im ersten Abschnitt 163.1 des Unterdüsenraums 163 angeordnet. Es ist aber auch denkbar, die zweiten Einspritzöffnungen im zweiten Abschnitt 163.2 anzuordnen und die Hülse 585 nur zum Schliessen der ersten Einspritzöffnungen 161 zu nutzen. Es ist auch denkbar, um einen Teil des zweiten Nadelabschnitts 58.2 mindestens teilweise umfangsseitig eine zweite Hülse anzubringen, welche zum Schliessen der zweiten Einspritzöffnungen genutzt werden kann.
  • Figur 6 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Brennstoffeinspritzventils 10.4, wobei der untere Teil des Brennstoffeinspritzventils 10.4 ab dem Einspritzventilsitz 18 gezeigt ist. Beim Brennstoffeinspritzventil 10.4 gehen die ersten Einspritzöffnungen 161 und die zweiten Einspritzöffnungen 162 jeweils über muldenförmige Aussparungen 1611, 1621, bevorzugt mit einem kleinen Volumen, vom Düsenraum 17 aus. Die Übergänge zwischen den Einspritzöffnungen 161, 162 und der Seitenwand 164 des Düsenraums 17 sind abgerundet. Insbesondere sind die Übergänge zwischen den muldenförmigen Aussparungen 1611, 1621 und den Einspritzöffnungen 161, 162 abgerundet.

Claims (15)

  1. Brennstoffeinspritzventil (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) zur intermittierenden Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend
    ein eine Längsachse (L) definierendes Gehäuse (12), das einen Brennstoffhochdruckeinlass (24), ein Einspritzventilsitz (18) und ein Düsenkörper (16), aufweist,
    ein im Gehäuse (12) angeordneter Hochdruckraum (26), der vom Brennstoffhochdruckeinlass (24) zum Einspritzventilsitz (18) verläuft,
    ein im Gehäuse (12) in Richtung der Längsachse (L) verstellbar angeordnetes Einspritzventilglied (56) mit einer Ventildichtfläche (57),
    eine Druckfeder (63), welche das Einspritzventilglied (56) mit einer in Richtung gegen den Einspritzventilsitz (18) gerichteten Schliesskraft beaufschlagt,
    eine hydraulische Steuervorrichtung (72) zur Steuerung der Bewegung des Einspritzventilglieds entlang der Längsachse (L),
    wobei das Einspritzventilglied (56) eine der Ventildichtfläche (57) nachfolgend angeordnete Nadel (58), welche in einen stromabwärts des Einspritzventilsitzes (18) angeordneten Düsenraum (17) hineinragt, aufweist, wobei die Ventildichtfläche (57) ausgebildet ist, mit dem Einspritzventilsitz (18) zum Verbinden des Düsenraums (17) mit dem und Trennen des Düsenraums (17) vom Hochdruckraum (26) dichtend zusammenzuwirken,
    wobei der Düsenkörper (16) mindestens eine erste vom Düsenraum (17) ausgehende Einspritzöffnung (161) und mindestens eine zweite vom Düsenraum (17) ausgehende Einspritzöffnung (162) zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine aufweist,
    wobei die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) auf unterschiedlichen Höhen in Bezug auf die Längsachse (L) angeordnet sind,
    wobei die Nadel (58) ausgebildet ist, mit einer Seitenwand (164) des Düsenraums (17) zum Schliessen und Öffnen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung (161) und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung (162) zusammenzuwirken,
    wobei das Brennstoffeinspritzventil (10.1) weiter umfasst:
    ein Führungsteil (64), in welchem ein Steuerkolben (68) des Einspritzventilgliedes (56) in Gleitpassung geführt ist,
    ein Zwischenteil (66), welches zusammen mit dem Führungsteil (64) und dem Steuerkolben (68) einen Steuerraum (70) begrenzt,
    wobei die hydraulische Steuervorrichtung (72) ausgebildet ist, durch Veränderung des Drucks im Steuerraum (70) die Bewegung des Einspritzventilglieds (56) entlang der Längsachse (L) zu steuern,
    eine elektrisch betätigbare Aktuatoranordnung (38) zum Verbinden eines Ventilraumes (44) mit und Abtrennen des Ventilraumes (44) von einem Niederdruck-Brennstoffrücklauf (46,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die hydraulische Steuervorrichtung (72) ein Zwischenventil (83) mit einem pilzförmig ausgebildeten Zwischenventilglied (78), welches einen in einer Führungsausnehmung des Zwischenteils (66) geführten Schaft (76) und einen Kopf (80) aufweist, und mit einem auf einer dem Kopf (80) zugewandten Seite des Zwischenteils (66) ausgebildeten, mit dem Kopf (80) zusammenwirkenden Zwischenventilsitz, umfasst, wobei das Zwischenventilglied (78) in einer Offenstellung eine Verbindung zwischen einem mit dem Hochdruckraum (26) verbundenen Brennstoffhochdruckzulass und
    dem Steuerraum (70) freigibt und in einer Schliessstellung die Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass unddem Steuerraum (70) unterbricht sowie den Steuerraum (70) von dem Ventilraum (44) - bis auf einen Drosseldurchlass - abtrennt.
  2. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) unterschiedliche Minimaldurchmesser aufweisen, wobei die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) vorzugsweise stromabwärts der mindestens einen ersten Einspritzöffnung (161) angeordnet ist und einen kleineren Minimaldurchmesser als den Minimaldurchmesser der mindestens einen ersten Einspritzöffnung (161) aufweist.
  3. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (58) ausgebildet ist,
    in einer Schliessstellung des Einspritzventilglieds (56) die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) zu schliessen,
    in einer ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds (56) die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) zu öffnen und die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) zu schliessen,
    in einer zweiten Offenstellung des Einspritzventilglieds (56) die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) und die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) zu öffnen.
  4. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (58) eine innere, im Wesentlichen entlang der Längsachse (L) orientierte Bohrung (582) aufweist, welche von einem unteren Ende (583) der Nadel (58) ausgeht und ausgebildet ist, in der ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds (56) die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) mit dem Hochdruckraum (26) zu verbinden, und in der zweiten Offenstellung des Einspritzventilglieds (56) die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) und die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) mit dem Hochdruckraum (26) zu verbinden.
  5. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenraum (17) einen stromabwärts des Hochdruckraums (26) angeordneten Oberdüsenraum (165) und einen stromabwärts des Oberdüsenraums (165) angeordneten Unterdüsenraum (163) aufweist, wobei der Unterdüsenraum (163) über die innere Bohrung (582) der Nadel (58) mit dem Oberdüsenraum (165) verbunden ist, wobei die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) und die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) vom Unterdüsenraum (163) ausgehen, wobei die innere Bohrung (582) der Nadel (58) vorzugsweise über mindestens eine Querbohrung (584) in einer Seitenwand (581) der Nadel mit dem Oberdüsenraum (165) verbunden ist, wobei die Nadel (58) vorzugsweise in Gleitpassung im Unterdüsenraum (163) geführt ist.
  6. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser des Düsenraums (17) beim Übergang vom Oberdüsenraum (165) zum Unterdüsenraum (163), vorzugsweise über eine konische Abstufung, verkleinert.
  7. Brennstoffeinspritzventil (10.2, 10.3) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdüsenraum (163) einen ersten Abschnitt (163.1) und einen stromabwärts des ersten Abschnitts (163.1) angeordneten zweiten Abschnitt (163.2) mit einem im Vergleich zum ersten Abschnitt (163.1) verringerten Durchmesser aufweist, wobei die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) vorzugsweise vom zweiten Abschnitt (163.2) des Unterdüsenraums (163) ausgeht, wobei die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) vorzugsweise vom ersten Abschnitt (163.1) des Unterdüsenraums (163) ausgeht.
  8. Brennstoffeinspritzventil (10.2, 10.3) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (58) einen ersten Nadelabschnitt (58.1) aufweist, welcher im ersten Abschnitt (163.1) des Unterdüsenraums (163) in Gleitpassung geführt ist und einen am ersten Nadelabschnitt (58.1) anschliessenden zweiten Nadelabschnitt (58.2) aufweist, welcher im zweiten Abschnitt (163.2) des Unterdüsenraums (163) in Gleitpassung führbar ist, wobei der zweite Nadelabschnitt (58.2) vorzugsweise zwischen der Schliessstellung und der ersten Offenstellung des Einspritzventilglieds (56) im zweiten Abschnitt (163.2) des Unterdüsenraums (163) in Gleitpassung geführt ist, wobei der erste und der zweite Nadelabschnitt (58.1, 58.2) vorzugsweise über eine konische Abstufung aneinander anschliessen.
  9. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenraum (17) sacklochartig mit einem Boden (171) ausgebildet ist, wobei der Düsenraum (17) in der Schliessstellung des Einspritzventilglieds (56) ein von einem unteren Ende (583) der Nadel (58) und dem Boden (171) des sacklochartigen Düsenraums (17) begrenzten Freiraum (166, 166.1) aufweist.
  10. Brennstoffeinspritzventil (10.1, 10.3, 10.4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenraum (17) an einem stromabwärtigen Ende eine Hinterschneidung aufweist.
  11. Brennstoffeinspritzventil (10.1-10.4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einspritzventilsitz (18) in einem Einspritzventilteil (15) ausgebildet ist, wobei der Düsenkörper (16) am Einspritzventilteil (15), vorzugsweise über eine Überwurfmutter (23), lösbar befestigt ist.
  12. Brennstoffeinspritzventil (10.3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (58) eine Hülse (585) aufweist, welche ausgebildet ist, mit der Seitenwand (164) des Düsenraums (17) zum Schliessen und Öffnen der mindestens einen ersten Einspritzöffnung (161) und/oder der mindestens einen zweiten Einspritzöffnung (162) zusammenzuwirken, wobei die Hülse (585) vorzugsweise mit einer radial gegen die Seitenwand (164) des Düsenraums (17) gerichteten Spannkraft beaufschlagt ist.
  13. Brennstoffeinspritzventil (10.2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) einen vom Düsenraum (17) ausgehenden ersten Öffnungsabschnitt (162.1) und einen an den ersten Öffnungsabschnitt (162.1) anschliessenden zweiten Öffnungsabschnitt (162.2) aufweist, wobei der Durchmesser des zweiten Öffnungsabschnitts (162.2) grösser als der Durchmesser des ersten Öffnungsabschnitts (162.1) ist.
  14. Brennstoffeinspritzventil (10.4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Einspritzöffnung (161) und/oder die mindestens eine zweite Einspritzöffnung (162) über eine muldenförmige Aussparung (1611, 1621) vom Düsenraum (17) ausgehen.
  15. Brennstoffeinspritzventil (10.1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenventilglied (78) in der Offenstellung eine zweite Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum (44) freigibt und in der Schliessstellung die zweite Verbindung zwischen dem Brennstoffhochdruckzulass und dem Ventilraum (44) unterbricht.
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