WO2001014715A1 - Injektor - Google Patents

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WO2001014715A1
WO2001014715A1 PCT/DE2000/002675 DE0002675W WO0114715A1 WO 2001014715 A1 WO2001014715 A1 WO 2001014715A1 DE 0002675 W DE0002675 W DE 0002675W WO 0114715 A1 WO0114715 A1 WO 0114715A1
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valve body
control
section
injector
valve
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PCT/DE2000/002675
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Inventor
Friedrich Boecking
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to an injector for controlling an injection process of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine in accordance with the preamble of claim 1.
  • injectors are used in particular for injection systems in which a pressure generator supplies a pressure accumulator with pressure medium under high pressure, with several at the pressure accumulator Injectors are connected.
  • Such systems are also referred to as common rail injection systems.
  • an injector with the generic features of claim 1 is already known.
  • This injector has a locking element that, among other things, is acted upon by a hydraulic pressure force of an actuating device.
  • the actuating device consists of a piezoelectric actuator and a valve body actuated by it. This is for controlling
  • valve body determines the hydraulic component of a compressive force with which the closing element of the injector is in its closed position is held.
  • the actuator is electrically controlled during this closed position.
  • valve body opens the pressure medium connection to the low-pressure line
  • the closing member opens openings through which fuel can inject into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the actuating device has two mutually opposite control cross sections, so that a pre-injection and a main injection can be controlled with a single stroke movement of the valve body. Together with the valve body, these two control cross sections form two seat valves one behind the other in the direction of movement of the valve body.
  • the disadvantage here is that in such a double seat valve, the tightness of the valve seats is only given when the guide of the valve body is particularly precisely aligned. This increases the cost of manufacturing the individual parts.
  • an injector with the characterizing features of claim 1 has the advantage that it is equipped with a valve body which can be manufactured more economically due to lower precision requirements. Furthermore, there is a throttle gap between the valve body and the second control cross section in the direction of actuation of the valve body, which can be kept within defined limits, for example by pairing the individual parts. So that the pressure medium flow to the be adapted to the respective conditions of use of the injection system without providing separate throttles. In addition to its control and guiding functions, the valve body also has a throttling function. This reduces the number of individual parts used and the assembly effort of the injector.
  • valve body can be brought into an intermediate position in which both control cross sections are open.
  • the wall of the hydraulic part is shaped such that the valve body has no significant throttling effect.
  • the pressure medium flow into the combustion chamber is therefore almost unthrottled and is therefore insensitive to temperature or pressure influences.
  • FIG. 1 shows an injection system known from the prior art, with a similarly known injector for controlling the injection process in longitudinal section.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail X according to FIG. 1 in the configuration according to the invention.
  • the item number 10 denotes an injection system, which essentially consists of a feed pump 12, a pressure accumulator 14, a
  • Pressure control valve 16 and an injector 18 which injects the fuel into a combustion chamber (not shown) of an internal combustion engine.
  • the feed pump 12 supplies the pressure accumulator 14 with fuel under high pressure, the pressure control valve 16 interacting with a pressure sensor 20 and an electrical control device 22 for pressure regulation.
  • the pressure accumulator 12 is hydraulically connected to a plurality of injectors 18 by means of pressure channels leading to high pressure.
  • a plurality of injectors 18 is shown as an example.
  • the latter has a housing 26, in the interior 28 of which a closing member 30 is movably guided. This is in the form of a valve needle which is acted upon by a compression spring 32 in the direction of the closed position shown.
  • the prestressed compression spring 32 is supported on a plate 34 formed at the end of the closing member 30 and on the wall of the interior 28 opposite the plate 34.
  • a plunger 36 arranged coaxially to the closing member 30 acts on the plate 34. This is guided with its cylindrical shaft 38 in a guide bore 40 of the housing 26 which is acted upon by pressure medium. This is coupled above the end of the plunger 36 by a pressure medium connection 56 to the interior 28 of the injector 24, a throttle 58 being installed shortly before it enters the guide bore 40.
  • an opening 42 leads into the guide bore 40, which leads to a control channel 44 of the injector 24.
  • the control channel 44 is connected to a fuel reservoir 48 via an unpressurized drain channel 46.
  • Control channel 44 is designed as a valve seat 50. This is closed by a valve body 54 that is movably guided in the control channel 44 and acted upon by an actuator 52.
  • a piezo that can be electrically controlled by the control device 22 is preferably used as the actuator 52.
  • the described injection system 10 works as follows:
  • valve body 54 is in the position shown and closes the valve seat 50
  • the valve body 54 opens the above-mentioned pressure medium connection between the high pressure and low pressure areas of the injector 18, as a result of which the control channel 44 is relieved of pressure and thus the Pressure on the plunger 36 is eliminated.
  • the closing member 30 moves from its closed position into its open position, thereby opening the openings 31 in the housing 26. An injection process of fuel can thus take place.
  • the throttle 58 arranged in the pressure medium connection 56 can be used to determine the pressure ratio in the region of the injector 18 which carries high pressure and thus the amount of fuel injected per unit of time.
  • valve body 54 controls only a single valve seat 50 in FIG. 1, devices are already known from the prior art acknowledged at the beginning, in which two valve seats are in the actuating direction of the valve
  • Valve body 54 are arranged one behind the other. This ensures that two successive injection processes can be generated with a single stroke movement of the valve body 54. This allows shorter switching times of the injector 18 with a simultaneously reduced actuation frequency of the actuator 52. This reduces the heat loss generated by the actuator 52 and impairing its operational reliability.
  • two coaxial valve seats have the disadvantage that the tightness of these valve seats 50 is only given if the guidance of the valve body 54 is precisely aligned with the valve seats 50. This requires a high level of production technology, which leads to an increase in the price of the injector 18.
  • the configuration of the injector 18 according to the invention shown in FIG. 2 is proposed.
  • the valve body 54 consists of a cylindrical valve stem 60 which is connected at one end to a thickened control head 62.
  • the latter has a conical section 62a, which is adjoined by a cylindrical section 62b.
  • This m merges to an outwardly curved portion 62c, which forms the front end of the control head 62.
  • a sleeve 64 with an annular circumferential support collar 66 is pressed onto the valve stem 60 at the end of the valve body 54 opposite the control head 62.
  • the compression spring 32 is clamped between the support collar 66 and a shoulder of the housing 26.
  • the valve body 54 is multiply offset
  • Control channel 44 guided This is subdivided into a guide section 44a which is matched to the diameter of the valve stem 60, a first extension 44b which, together with the valve stem 60, forms an annular space into which the outlet channel 46 opens, a second extension 44c with which the control head 62 of the valve body 54 axially is arranged displaceably and in a constriction 44d, the diameter of which is reduced at right angles to the extension 44c.
  • the transition from the first extension 44b to the second extension 44c is designed as a chamfer, which acts as a valve seat 50.
  • a first control cross section 68 delimited by the valve seat 50 is controlled by the conical section 62a of the valve body 54, while the constriction 44d forms a second control cross section 70 which is open in the position shown in FIG.
  • This second control cross section 70 is matched in its diameter to the cylindrical section 62b of the valve body 54 in such a way that in the maximally deflected state of the A defined throttle gap 72 is formed between the valve body 54 between the two components.
  • the latter can be determined, for example, by pairing the components during the assembly of the injector 18 in order to determine the pressure medium flow to the outlet channel 46.
  • the second extension 44c of the control channel 44 is designed in its radial and axial dimensions in such a way that the valve body can be moved by the actuator 52 m into an intermediate position, in which both control cross sections 68 and 70 are open at the same time and the control head 62 has no appreciable throttling effect.
  • the pressure medium connection 56 opens into the constriction 44d at its end facing away from the valve body 54. As already explained, this establishes a hydraulic coupling of the control channel 44 with the interior 28 of the injector 18.
  • the throttle 58 is located in the pressure medium connection 56.
  • the plunger 36 can be seen in FIG. 2 only a section of the shaft 38. This is slidably guided in the guide bore 40, m the inlet channel 24 opens out radially.
  • Valve body 54 the first control channel 68 and thus interrupts a pressure medium connection from the inlet channel 24 to the outlet channel 46.
  • the high pressure of the inlet channel 24 thus prevails in the guide bore 40. This acts on the tappet 36 and thus holds the closing member 30 of the
  • Injector 18 closed. Activation of the actuator 52 forces the valve body 54 to perform a stroke movement, in the end stage of which the cylindrical section 62b of the control head 62 is at least partially immersed in the second control cross section 70 delimited by the constriction 44d. Before However, there is a brief pressure medium connection between the inlet channel 24 and the outlet channel 46, during which the tappet 36 is relieved of pressure. As a result, the control member 30 opens in the injector 18 and enables a so-called pre-injection of fuel.
  • This pre-injection is ended when the valve body 54 is immersed in the second control section 70.
  • a pressure level builds up in the guide bore 40, which is slightly lower than the pressure level in the inlet channel 24, but which is sufficient to bring the closing element 30 of the injector 18 into its closed position.
  • valve body 54 With a gradual withdrawal of the actuation of the actuator 52, the valve body 54 can be moved into an intermediate position in which both control cross sections 68 and 70 are open and the main injection takes place.
  • the plunger 36 is depressurized during this.
  • the amount of fuel injected per unit of time is determined by the throttle 58.
  • Activation of the actuator 52 closes the control head 62 of the valve seat 50 and interrupts the pressure medium connection between the inlet channel 24 and the outlet channel 46.
  • the pressure now building up in the guide bore 40 loads the tappet 36 and thus the closing member 30, which then returns to its closed position.

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Abstract

Es wird ein Injektor (18), insbesondere zur Steuerung eines Einspritzvorgangs von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, der ein Schliessglied (30) aufweist, das von einer Betätigungseinrichtung (44, 52, 54) hydraulisch beaufschlagt ist. Letztere hat einen in einem Steuerkanal (44) beweglich geführten Ventilkörper (54), der von einem piezoelektrischen Aktor (52) betätigt ist und der in Wechselwirkung mit zwei hintereinander liegenden Steuerquerschnitten (68, 70) Druckmittelverbindungen zwischen einem Hochdruck führenden Zulaufkanal (24) und einem Ablaufkanal (46) steuert. Dabei bildet der in Betätigungsrichtung des Ventilkörpers (54) erste Steuerquerschnitt (68) mit dem Ventilkörper (54) ein Sitzventil (51) und der in Betätigungsrichtung zweite Steuerquerschnitt (70) ein Schieberventil (71) aus. Ferner besteht im maximal ausgelenkten Zustand des Ventilkörpers (54) zwischen diesem und der Wandung des zweiten Steuerquerschnitts (70) ein Drosselspalt (72). Dieser bestimmt die Druckverhältnisse im Injektor (18) und damit die Einspritzmenge pro Zeiteinheit.

Description

In ektor
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Injektor zur Steuerung eines Einspritzvorgangs von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors entsprechend der Gattung des Anspruchs 1. Derartige Injektoren werden insbesondere für Einspritzssysteme verwendet, bei denen ein Druckerzeuger einen Druckspeicher mit Druckmittel unter Hochdruck versorgt, wobei an den Druckspeicher mehrere Injektoren angeschlossen sind. Solche Systeme werden auch als Common- Rail-Einspritzsysteme bezeichnet .
Aus der DE 196 24 001 AI ist ein Injektor mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1 bereits bekannt. Dieser Injektor verfügt über ein Schließglied, das u.a. von einer hydraulischen Druckkraft einer Betätigungseinrichtung beaufschlagt ist. Die Betätigungseinrichtung besteht aus einem piezoelektrischen Aktor und einem von diesem betätigten Ventilkörper. Dieser ist zur Steuerung von
Druckmittelverbindungen zwischen einem Niederdruck und einem Hochdruck führenden Druckmittelkanal verschiebbar in einer Steuerbohrung geführt. Damit bestimmt der Ventilkörper den hydraulischen Anteil einer Druckkraft, mit der das Schließglied des Injektors in seiner Schließstellung gehalten ist. Während dieser Schließstellung ist der Aktor elektrisch angesteuert.
Im nicht angesteuerten Zustand öffnet der Ventilkörper die Druckmittelverbindung zum Niederdruck führenden
Druckmittelkanal, wodurch das Schließglied hydraulisch entlastet wird und eine Hubbewegung entgegen der Kraft der Druckfeder ausführt. Dabei gibt das Schließglied Öffnungen frei, durch die Kraftstoff in den Brennraum eines Verbrennungsmotors einspritzen kann.
Die Betätigungseinrichtung weist zwei einander gegenüberliegende Steuerquerschnitte auf, so daß sich mit einer einzelnen Hubbewegung des Ventilkörpers eine Voreinspritzung und eine Haupteinspritzung steuern läßt. Zusammen mit dem Ventilkörper bilden diese beiden Steuerquerschnitte zwei in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers hintereinander liegende Sitzventile. Von Nachteil dabei ist, daß bei einem derartigen Doppelsitzventil die Dichtheit der Ventilsitze nur dann gegeben ist, wenn die Führung des Ventilkörpers besonders präzise dazu fluchtet. Dies verteuert die Herstellung der Einzelteile .
Vorteile der Erfindung
Demgegenüber weist ein Injektor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, daß er mit einem Ventilkörper ausgestattet ist, der aufgrund geringerer Präzisionsanforderungen preisgünstiger herstellbar ist. Ferner besteht zwischen dem Ventilkörper und dem in Betätigungsrichtung des Ventilkörpers zweiten Steuerquerschnitt ein Drosselspalt, der beispielsweise durch Paarung der Einzelteile in der Montage in definierten Grenzen haltbar ist. Damit kann der Druckmittelfluß an die jeweiligen Einsatzbedingungen des Einspritzsystems angepaßt werden, ohne dafür separate Drosseln vorzusehen. Dem Ventilkörper kommt neben seiner Steuer- und seiner Führungsfunktion somit zusätzlich eine Drosselfunktion zu. Dadurch wird die Anzahl der verwendeten Einzelteile und der Montageaufwand des Injektors reduziert.
Zur Steuerung der Haupteinspritzung ist der Ventilkörper in eine Zwischenstellung verbringbar, in der beide Steuerquerschnitte geöffnet sind. In dieser Zwischenstellung ist die Wandung des Hydraulikteils derart ausgeformt, daß der Ventilkörper keine nennenswerte Drosselwirkung hat. Der Druckmittelfluß in den Brennraum erfolgt demnach nahezu ungedrosselt und verhält sich damit unempfindlich gegenüber Temperatur- oder Druckeinflüssen.
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Figur 1 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Einspritzsystem, mit einem ebenso bekannten Injektor zur Steuerung des Einspritzvorgangs im Längsschnitt. In der Figur 2 ist ein Detail X nach Figur 1 vergrößert in der erfindungsgemäßen Ausbildung dargestellt .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist mit der Positionsnummer 10 ein Einspritzsystem bezeichnet, das im wesentlichen aus einer Förderpumpe 12, einem Druckspeicher 14, einem
Drucksteuerventil 16 und einem den Kraftstoff in einen nicht dargestellten Brennraum eines Verbrennungsmotors einspritzenden Injektor 18 besteht. Die Förderpumpe 12 versorgt den Druckspeicher 14 mit Kraftstoff unter Hochdruck, wobei zur Druckregelung das Drucksteuerventil 16 mit einem Drucksensor 20 und einer elektrischen Steuereinrichtung 22 zusammenwirkt.
Der Druckspeicher 12 ist über Druckmittel unter Hochdruck führende Zulaufkanäle 24 mit mehreren Injektoren 18 hydraulisch verbunden. In Figur 1 ist beispielhaft nur einer dieser Injektoren 18 dargestellt. Letzterer hat ein Gehäuse 26, in dessen Innenraum 28 ein Schließglied 30 beweglich geführt ist. Dieses ist in Form einer Ventilnadel ausgeführt, die von einer Druckfeder 32 in Richtung der dargestellten Schließstellung beaufschlagt ist. Die dazu unter Vorspannung stehende Druckfeder 32 stützt sich an einem, am Ende des Schließglieds 30 ausgebildeten Teller 34 und an der dem Teller 34 gegenüberliegenden Wandung des Innenraums 28 ab.
Auf den Teller 34 wirkt neben der Druckfeder 32 ein koaxial zum Schließglied 30 angeordneter Stößel 36 ein. Dieser ist mit seinem zylindrischen Schaft 38 in einer Druckmittel beaufschlagten Führungsbohrung 40 des Gehäuses 26 geführt. Diese ist oberhalb des Endes des Stößels 36 durch eine Druckmittelverbindung 56 mit dem Innenraum 28 des Injektors 24 gekoppelt, wobei kurz vor deren Eintritt in die Führungsbohrung 40 eine Drossel 58 eingebaut ist. Darüber hinaus mündet in die Führungsbohrung 40 ein Durchbruch 42 ein, der zu einem Steuerkanal 44 des Injektors 24 führt. Der Steuerkanal 44 steht über einen drucklosen Ablaufkanal 46 mit einem Kraftstoffvorratsbehälter 48 in Verbindung.
Der Mündungsquerschnitt des Durchbruchs 42 in den
Steuerkanal 44 ist als Ventilsitz 50 ausgebildet. Diesen verschließt ein im Steuerkanal 44 beweglich geführter und von einem Aktor 52 beaufschlagter Ventilkörper 54. Als Aktor 52 ist vorzugsweise ein von der Steuereinrichtung 22 elektrisch ansteuerbarer Piezo eingesetzt.
Das beschriebene Einspritzsystem 10 arbeitet wie folgt:
Solange der Aktor 52 elektrisch angesteuert ist, befindet sich der Ventilkörper 54 in der dargestellten Stellung und verschließt den Ventilsitz 50. Damit ist die
Druckmittelverbindung zwischen dem unter Hochdruck stehenden Innenraum 28 des Injektors 18 und dem Kraftstoffvorratsbehälter 48 unterbrochen. Die dabei auf die Stirnfläche des Stößels 36 einwirkende Druckkraft unterstützt die Druckfeder 32 und hält das Schließglied 30 geschlossen. Durch die Öffnungen 31 des Gehäuses 26 kann dadurch kein Kraftstoff zum Brennraum des nicht dargestellten Verbrennungsmotors gelangen.
Mit dem Wegfall der elektrischen Ansteuerung des Aktors 52 öffnet der Ventilkörper 54 die oben genannten Druckmittelverbindung zwischen den Hochdruck und den Niederdruck führenden Bereichen des Injektors 18, wodurch der Steuerkanal 44 druckentlastet wird und damit die Druckkraft auf den Stößel 36 entfällt. Das Schließglied 30 bewegt sich aus seiner Schließstellung in seine Offenstellung und gibt dabei die Öffnungen 31 des Gehäuses 26 frei. Ein Einspritzvorgang von Kraftstoff kann somit erfolgen. Durch eine erneute Ansteuerung des Aktors 52 schließt der Injektor 18 wieder. Mit der in der Druckmittelverbindung 56 angeordneten Drossel 58 läßt sich das Druckverhältnis im Hochdruck führenden Bereich des Injektors 18 und damit die pro Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmten.
Obwohl in Figur 1 der Ventilkörper 54 lediglich einen einzigen Ventilsitz 50 steuert, sind aus dem eingangs gewürdigten Stand der Technik bereits Einrichtungen bekannt, bei denen zwei Ventilsitze in Betätigungsrichtung des
Ventilkörpers 54 hintereinander angeordnet sind. Damit wird erreicht, daß mit einer einzigen Hubbewegung des Ventilkörpers 54 zwei aufeinanderfolgende Einspritzvorgänge erzeugt werden können. Dies erlaubt kürzere Schaltzeiten des Injektors 18 bei gleichzeitig reduzierter Ansteuerfrequenz des Aktors 52. Damit reduziert sich die vom Aktor 52 erzeugte und dessen Betriebssicherheit beeinträchtigende Verlustwärme. Allerdings haben zwei zueinander koaxiale Ventilsitze den Nachteil, daß die Dichtheit dieser Ventilsitze 50 nur dann gegeben ist, wenn die Führung des Ventilkörpers 54 präzise mit den Ventilsitzen 50 fluchtet. Dieses bedingt einen fertigungstechnisch hohen Aufwand, der zu einer Verteuerung des Injektors 18 führt.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wird die in Figur 2 dargestellte erfindungsgemäße Ausbildung des Injektors 18 vorgeschlagen. Der Einfachheit halber ist in Figur 2 lediglich der konstruktiv veränderte Bereich des Injektors 18 dargestellt. Dieser Ausschnitt entspricht dem in Figur 1 mit X bezeichneten Detail. Beim Erfindungsgegenstand besteht der Ventilkörper 54 aus einem zylindrischen Ventilschaft 60, der an seinem einen Ende mit einem verdickten Steuerkopf 62 verbunden ist. Letzerer weist einen kegelförmigen Abschnitt 62a auf, an dem sich ein zylindrischer Abschnitt 62b anschließt. Dieser geht m einen nach außen gewölbten Abschnitt 62c über, der das stirnseitige Ende des Steuerkopfs 62 bildet. Auf den Ventilschaft 60 ist an dem, dem Steuerkopf 62 gegenüberliegenden Ende des Ventilkörpers 54 eine Hülse 64 mit einem ringförmig umlaufenden Stützbund 66 aufgepreßt. Zwischen dem Stützbund 66 und einer Schulter des Gehäuses 26 ist die Druckfeder 32 eingespannt.
Der Ventilkörper 54 ist m einem mehrfach abgesetzten
Steuerkanal 44 verschiebbar geführt. Dieser gliedert sich in einen auf den Durchmesser des Ventilschafts 60 abgestimmten Führungsabschnitt 44a, eine erste Erweiterung 44b, die mit dem Ventilschaft 60 einen Ringraum ausbildet, in den der Ablaufkanal 46 einmündet, eine zweite Erweiterung 44c, m der der Steuerkopf 62 des Ventilkörpers 54 axial verschiebbar angeordnet ist und in eine Einschnürung 44d, die gegenüber der Erweiterung 44c im Durchmesser rechtwinklig zurückgenommen ist . Der Übergang von der ersten Erweiterung 44b zur zweiten Erweiterung 44c ist als Fase ausgebildet, die als Ventilsitz 50 wirkt. Ein vom Ventilsitz 50 begrenzter, erster Steuerquerschnitt 68 ist vom kegelförmigen Abschnitt 62a des Ventilkörpers 54 gesteuert, während die Einschnürung 44d einen zweiten Steuerquerschnitt 70 bildet, der in der m Figur 2 gezeigten Stellung geöffnet ist .
Dieser zweite Steuerquerschnitt 70 ist m seinem Durchmesser derart auf den zylindrischen Abschnitt 62b des Ventilkörpers 54 abgestimmt, daß im maximal ausgelenkten Zustand des Ventilkörpers 54 zwischen beiden Bauelementen ein definierter Drosselspalt 72 entsteht . Letzterer ist beispielsweise durch eine Paarung der Bauteile be der Montage des Injektors 18 festlegbar, um darüber den Druckmittelfluß zum Ablaufkanal 46 festzulegen. Die zweite Erweiterung 44c des Steuerkanals 44 ist m ihrer radialen und axialen Abmessung darauf ausgelegt, daß der Ventilkörper vom Aktor 52 m eine Zwischenstellung verbringbar ist, m der beide Steuerquerschnitte 68 und 70 gleichzeitig geöffnet sind und der Steuerkopf 62 keine nennenswerte drosselnde Wirkung hat.
In die Einschnürung 44d mündet an ihrem vom Ventilkörper 54 abgewandt liegenden Ende die Druckmittelverbindung 56 ein. Wie bereits erläutert, stellt diese eine hydraulische Kopplung des Steuerkanals 44 mit dem Innenraum 28 des Injektors 18 her. In der Druckmittelverbmdung 56 befindet sich die Drossel 58.
Von dem das Schließglied 30 des Injektors 18 betätigenden
Stößel 36 ist m Figur 2 nur ein Abschnitt des Schafts 38 erkennbar. Dieser ist in der Führungsbohrung 40 verschiebbar geführt, m die der Zulaufkanal 24 radial einmündet.
In der Grundstellung nach Figur 2 verschließt der
Ventilkörper 54 den ersten Steuerkanal 68 und unterbricht damit eine Druckmittelverbmdung vom Zulaufkanal 24 zum Ablaufkanal 46. In der Führungsbohrung 40 herrscht dadurch der hohe Druck des Zulaufkanals 24. Dieser wirkt auf den Stößel 36 ein und hält damit das Schließglied 30 des
Injektors 18 geschlossen. Eine Ansteuerung des Aktors 52 zwingt dem Ventilkörper 54 eine Hubbewegung auf, in deren Endstadium der zylindrische Abschnitt 62b des Steuerkopfes 62 zumindest abschnittsweise in den von der Einschnürung 44d begrenzten zweiten Steuerquerschnitt 70 eintaucht. Bevor d es jedoch erfolgt, besteht eine kurzzeitige Druckmittelverbindung zwischen dem Zulaufkanal 24 und dem Ablaufkanal 46, während der der Stößel 36 druckentlastet ist. Dadurch öffnet das Steuerglied 30 im Injektor 18 und ermöglicht eine sogenannte Voreinspritzung von Kraftstoff.
Mit dem Eintauchen des Ventilkörpers 54 in den zweiten Steuerabschnitt 70 ist diese Voreinspritzung beendet. Dabei besteht zwischen dem zylindrischen Abschnitt 62b des Ventilkörpers 54 und der Wandung der Einschnürung 44c der Drosselspalt 72. Dieser erlaubt einen Druckmittelfluß zum Ablaufkanal 46, der jedoch wesentlich geringer als der durch die Drossel 58 ist. In der Führungsbohrung 40 baut sich dadurch ein Druckniveau auf, das zwar geringfügig kleiner als das Druckniveau im Zulaufkanal 24 ist, das aber ausreicht, um das Schließglied 30 des Injektors 18 in seine Schließstellung zu verbringen.
Mit einer stufenweisen Rücknahme der Ansteuerung des Aktors 52 läßt sich der Ventilkörper 54 in eine Zwischenstellung verbringen, in der beide Steuerquerschnitte 68 und 70 geöffnet sind und die Haupteinspritzung abläuft. Der Stößel 36 ist während dessen druckentlastet. Die dabei pro Zeiteinheit eingespritzte Krafstoffmenge ist von der Drossel 58 bestimmt. Nach der vollständigen Rücknahme der
Ansteuerung des Aktors 52 verschließt der Steuerkopf 62 den Ventilsitz 50 und unterbricht die Druckmittelverbindung zwischen dem Zulaufkanal 24 und dem Ablaufkanal 46. Der sich in der Führungsbohrung 40 nun aufbauende Druck belastet den Stößel 36 und damit das Schließglied 30, das daraufhin in seine Schließstellung zurückkehrt. Mit einer einzigen Hubbewegung des Aktors 52 lassen sich somit zwei zeitlich voneinander getrennte Einspritzvorgänge steuern, ohne daß der Ventilkörper 54 hohe Anforderungen in Bezug auf ein präzises Fluchten der Führung des Ventilkörpers 54 mit den Steuerquerschnitten 68 und 70 erfüllen muß.
Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So wäre es beispielsweise denkbar, anstatt eines drei Bereiche 62a bis c aufweisenden Steuerkopfes 62 eine einfache Kugel einzusetzen. Diese kann beispielsweise mittels eines elastischen Elements, beispielsweise einer Feder oder eines Elastomerteils zur Anlage am stirnseitigen Ende des Stößels 36 gebracht werden.

Claims

Ansprüche
1. Injektor (18), insbesondere zur Steuerung eines Einspritzvorgangs von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors, mit einem Gehäuse (26) , in dessen Innenraum (28) ein Schließglied (30) zur Steuerung von Einspritzöffnungen (31) beweglich geführt ist und mit einer das Schließglied (30) beaufschlagenden Betätigungseinrichtung (44, 52, 54), die einen extern ansteuerbaren Aktor (52) und einen mit dem Aktor (52) zusammenwirkenden und in einem Steuerkanal (44) verschiebbar geführten Ventilkörper (54) aufweist, der in Wechselwirkung mit zwei Steuerquerschnitten (68 und 70) des Steuerkanals (44) Druckmittelverbindungen zwischen einem Hochdruck führenden Zulaufkanal (24) und einem Ablaufkanal (26) regelt, wobei der in Betätigungsrichtung des Ventilkörpers (54) erste Steuerquerschnitt (68) mit dem Ventilkörper (54) ein Sitzventil (51) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der in Betätigungsrichtung zweite Steuerquerschnitt (70) mit dem Ventilkörper (54) ein Schieberventil (71) bildet.
2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen des Ventilkörpers (54) zumindest abschnittsweise an die des zweiten Steuerquerschnitts (70) derart angepaßt sind, daß sich im maximal ausgelenkten Zustand des Ventilkörpers (54) ein Drosselspalt (72) ergibt.
3. Injektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselspalt (72) wesentlich kleiner ist, als der Querschnitt einer, den Druckmittelfluß im Zulaufkanal (24) steuernden Drossel (58) .
4. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (54) in eine Zwischenstellung verbringbar ist, in der beide Steuerquerschnitte (68, 70) gleichzeitig geöffnet sind und daß der Steuerkanal (44) in dieser Zwischenstellung derart ausgeformt ist, daß der Ventilkörper (54) ohne Drosselwirkung ist.
5. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (54) aus einem der
Führung im Steuerkanal (44) dienenden Ventilschaft (60) und einem an diesem Ventilschaft (60) angeordneten Steuerkopf (62) besteht.
6. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkopf (62) eine Kugel ist.
7. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkopf (62) einteilig am Ventilschaft (60) angeformt ist und einen dem ersten Steuerquerschnitt (68) zugewandten kegelförmigen ersten Abschnitt (62a) , einen sich daran anschließenden zylindrischen zweiten Abschnitt (62b) und einen dem zweiten Steuerquerschnitt (70) zugewandten, gewölbten dritten Abschnitt (62) aufweist.
8. Injektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktor (52) ein piezoelektrischer Aktor ist.
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