WO2001050007A2 - Steuerventil für einen injektor für ein kraftstoffeinspritzsystem mit von einem stössel geführtem stellglied - Google Patents

Steuerventil für einen injektor für ein kraftstoffeinspritzsystem mit von einem stössel geführtem stellglied Download PDF

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WO2001050007A2
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sealing
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Wilhelm Polach
Friedrich Boecking
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M63/0045—Three-way valves

Definitions

  • the invention relates to a control valve for the injector of a Kra material injection system for internal combustion engines with a housing and an annular space therein, the annular space being hydraulically connected to a pressure chamber of the injector, and with an actuator, wherein a hydraulic connection between the actuator the annulus and a high-pressure fuel reservoir and / or between the annulus and a fuel return can be produced, and by an injector for a fuel injection system according to the preamble of the independent claim 12.
  • Such a control valve or such an injector is known from DE 44 45 980 AI.
  • a disadvantage of this control valve is that the actuator between the means for sealing the annular space is guided by a high-pressure fuel reservoir and the center for sealing the annular space by a fuel return, so that due to the multiple functionality of the actuator, the hydraulic requirements and those resulting from the guidance of the Actuator resulting requirements conflict with each other.
  • the actuator as well as the housing of the injector must be made in two parts, which poses problems if the sealing seats in the housing and ′′ or the sealing cone of the actuator are not aligned. This problem can only be remedied either by minimizing the misalignment, which drives up the manufacturing costs, or by allowing an increased play in the guidance of the valve member.
  • the invention has for its object to provide a control valve for the injector of a Kraf sto fine injection system, which avoids the problems mentioned and is particularly simple to manufacture.
  • Fuel injection system for internal combustion engines with a housing and an annular space located therein, the annular space being hydraulically connected to a pressure chamber of the injector, and to an actuator, the actuator providing a hydraulic connection between the annular space and a high-pressure fuel reservoir and / or between the annular space and a fuel return can be produced, the actuator being arranged on a tappet and the tappet being guided axially displaceably in a guide bore running coaxially to the longitudinal axis of the annular space.
  • control and “lead” of the actuator are separated from each other and so each can be optimized for itself.
  • the actuator at its end facing the tappet has means for sealing the annular space from the fuel return, so that only a very low pressure prevails in the area of the tappet and the guide opening and therefore the guide has a relatively large amount of play, for example of 0.01 mm.
  • the steep member has means at its end facing away from the tappet for sealing the annular space from the high-pressure fuel accumulator, so that there is no leakage at the high operating pressures prevailing there.
  • the means for sealing the annular space from the fuel return and / or the means for sealing the annular space have
  • High-pressure fuel accumulators each have a frustoconical sealing cone arranged coaxially to the longitudinal axis of the tappet, so that, despite the simple geometry, a good one
  • the means for sealing the annular space from the high-pressure fuel accumulator have a ball, so that
  • Angular tolerances of the sealing seat in the housing can be compensated.
  • the actuator and means for sealing the annular space from the high-pressure fuel reservoir are designed in two parts, so that misalignment between the guide bore of the tappet and sealing seat in the injector housing, on the one hand, and / or misalignment between the tappet and means for sealing the annular space from the high-pressure fuel reservoir, on the other hand, are compensated become.
  • a compensating piece is arranged between the actuator and the means for sealing the annular space from the high-pressure fuel reservoir, so that in particular when using a ball as a means for sealing the annular space from
  • the annular space is bounded opposite end by a second sealing seat on its end facing the plunger and have a first and second sealing seat with the means for , Sealing the annular space from the high-pressure fuel accumulator and / or the means for
  • Actuator and the means for sealing the annulus from the fuel return and / or the means for sealing the annulus from the high-pressure fuel accumulator are made in one piece, so that the manufacture is simplified and the costs are reduced. In addition, misalignments can be avoided in this way.
  • a supplement to the invention provides that the housing is made in two parts, so that manufacture and assembly of the control valve are simplified.
  • the leakage oil between the valve control piston and the second guide opening is discharged into the fuel return through a flattening and an annular recess, so that leakages into the vicinity of the control valve are simple and be effectively prevented.
  • an injector for a fuel injection system for internal combustion engines with a housing with a nozzle needle, the nozzle needle having a cross-sectional change in the region of the pressure chamber, and with a control valve actuated by a control piston, with a hydraulic connection by means of the control valve can be produced between an annular space and a high-pressure fuel reservoir and / or between the annular space and a fuel return, and wherein the control valve is a control valve according to one of the claims, so that the advantages described above also benefit the injector according to the invention.
  • control piston actuates the control valve via the tappet, so that a compact design and direct power transmission are possible.
  • the tappet and the control piston are made in two parts, so that misalignments between the guide bore and the longitudinal axis of the control piston can be compensated.
  • control piston is larger than or equal to the areas enclosed by the first sealing seat and the second sealing seat, so that a movement of the first sealing seat and the second sealing seat
  • Actuator in the direction of its end applied to the plunger is possible in all operating states.
  • Another embodiment of the invention provides that the area enclosed by the first sealing seat is larger than or equal to that enclosed by the second sealing seat Surface is so that the closing force of the actuator and thus its sealing effect is sufficiently large when the actuator hydraulically separates the annular space from the high-pressure fuel accumulator.
  • An embodiment of the invention provides that a closing spring acting on the nozzle needle is present and that the closing spring acts against the hydraulic force of the fuel in the pressure chamber acting on the cross-sectional change of the nozzle needle, so that the nozzle needle reliably closes the injection nozzle in the absence of operating pressure and also a simple construction of the injector of the injector is achieved.
  • Fuel injection system is a common rail injection system, so that the advantages according to the invention also benefit this injection system.
  • Fig. 1 is a first exemplary embodiment of one Injector of a common rail fuel injection system according to the invention shown.
  • the high-pressure fuel flows via an inlet throttle 1 from the high-pressure fuel reservoir, also not shown, into a valve control chamber 3.
  • the valve control chamber 3 is via an outlet throttle 5, which can be opened by a valve 7, which is only indicated , connected to a fuel return, not shown.
  • the valve 7 can be a solenoid valve.
  • a hydraulic control valve S and an injection nozzle 11 with a nozzle needle 13 are connected below the valve control chamber 3.
  • the nozzle needle 13 prevents the fuel under pressure from flowing between the injections from the injection nozzle 11 into the combustion chamber, not shown. This is done by a closing spring 15, which presses the nozzle needle 13 onto a nozzle needle seat 17.
  • the nozzle needle 13 has a cross-sectional change 13 from a larger diameter 19 to a smaller diameter 21. With its larger diameter 19, the nozzle needle 13 is guided in a housing 23 of the injector. The cross-sectional change 13 of the nozzle needle 13 projects into a pressure chamber 25 of the injection nozzle II
  • the control valve 9 has an annular space 27, in which a St ⁇ ligli ⁇ d 29 is located.
  • the actuator 29 has a first sealing cone 31 and a second sealing cone 33.
  • the first sealing cone 31 interacts with a first sealing seat 35.
  • the hydraulic connection between the annular space 27 and a fuel return 37 is interrupted.
  • the actuator 29 or the second sealing cone 33 rests on a second sealing seat 39, the hydraulic connection between the annular space 27 and a fuel supply 41 is interrupted.
  • the fuel supply 41 is hydraulically connected to the high-pressure fuel reservoir (not shown) of the fuel injection system.
  • the actuator 29 is connected to ⁇ in ⁇ m Stoß ⁇ i 43.
  • the plunger 43 is guided in a guide bore 45 and is axially displaceable in the guide bore 45.
  • the actuator 29 is actuated via the push rod 43 by a valve control piston 47, one end face 49 of which projects into the valve control chamber 3.
  • the valve control piston 7, with its end face lying opposite its end face 49, can transmit compressive forces to the shock 43.
  • tappet 43 and valve control piston 47 can also be made in one piece.
  • the housing 23 is designed in two lines in FIG. 1. This simplifies the manufacture and assembly of the injector according to the invention.
  • valve control piston 47 engages the actuator 29
  • Direction of the injector 11 exerts hydraulic force that is greater than the oppositely directed hydraulic forces that result when the actuator 29 sits either on the first sealing seat 35 or on the second sealing seat 39 and the fuel supply 41 also with the high pressure of the c
  • Fuel high pressure is acted upon. As a result, this causes the actuator 29 to be lifted off the first sealing seat 35; or is pressed onto the second sealing seat 39.
  • the closing spring 15 is so designed that its closing force is overcome by the hydraulic force acting on the cross-sectional change 18 of the nozzle needle 13, when
  • Pressure chamber 25 of the full pressure of the high-pressure fuel reservoir is present.
  • Injection can also be triggered if the actuator 29 is pressed with its second sealing cone 33 onto the second sealing seat 39.
  • valve 7 is also opened with the above-mentioned. Effects on the pressure in the Ventiist ⁇ u ⁇ rraum 3 and di ⁇ on the end face 49 of the
  • Valve control piston 47 acting hydraulic force. As soon as this force is lower than the hydraulic force acting on the surface enclosed by the diameter d 2 of the second sealing seat 39, that of the hydraulic force under pressure from the high-pressure fuel reservoir
  • actuator 29 lifts from the second sealing seat 39 and establishes a hydraulic connection between the fuel supply 41 and the connecting bore 51. Injection begins when actuator 29 is on the first
  • Stellgli ⁇ ds 29 very high when the actuator 29 on the second sealing seat 39 rests.
  • the leakage length that occurs between the valve control piston 47 and the second guide bore 53 is via ⁇ in ⁇ flattening 55 of the tappet 43 in the.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a control valve according to the invention. Identical components were provided with the same reference numerals as in FIG. 1. With regard to the description of these components and their functional interaction, reference is made to what has been said above.
  • the ring space 27 is sealed off from the fuel supply 41 by a ball 61.
  • the ball 61 together with the second sealing seat 39, forms a circular sealing line, the diameter c 2 of which is indicated in FIG. 2.
  • a compensating piece 65 Arranged between the end face 63 facing the ball 61 of the stem member 29 is a compensating piece 65, which, as represented by the double arrow 67, can be pushed in the radial direction, corresponding to the actuator 29.
  • control valve according to the invention allows u. a. through the three switch positions a largely free design of the

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil (9) und einen Injektor mit einem erfindungsgemässen Steuerventil (9). Das Steuerventil (9) ist als Sitz-Sitz-Ventil ausgeführt und bietet neben den Gestaltungsmöglichkeiten des Einspritzverlaufs Vorteile hinsichtlich Fertigung und Montage.

Description

Steuerventil für einen Injektor für ein
Kraf stoffeinspritzsvstem mit von einem Stößel geführtem
Stellglied
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Steuerventil für den Injektor eines Kra stoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse und einem darin befindlichen Ringraum, wobei der Ringraum mit einem Druckraum des Injektors hydraulisch in Verbindung steht, und mit einem Stellglied, wobei durch das Stellglied eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und einem Kraftstoffhochdruckspeicher und/oder zwischen dem Ringraum und einem Kraf stoffrücklauf herstellbar ist, sowie von einem Injektor für ein Kraftstoffeinspritzsyste nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 12.
Aus der DE 44 45 980 AI ist ein solches Steuerventil bzw. ein solcher Injektor bekannt. Nachteilig an diesem Steuerventil ist, dass das Stellglied zwischen den Mitteln zum Abdichten des Ringraums von einem Kraf stoffhochdruckspeicher und den Mittein zum Abdichten des Ringraums von einem Kraftstoffrücklauf geführt wird, so dass aufgrund der mehrfachen Funktionalität des Stellglieds die hydraulischen Erfordernisse und die aus der Führung des Stellglieds resultierenden Erfordernisse einander entgegenstehen. Außerdem muss das Stellglied ebenso wie das Gehäuse des Injektors zweiteilig ausgeführt sein, was Probleme aufwirft, wenn die Dichtsitze im Gehäuse und ''oder die Dichtkegel des Stellglieds nicht fluchten. Dieses Problem kann nur dadurch behoben werden, dass entweder die Fluchtungsfehler minimiert werden, was die Herstellungskosten nach oben treibt, oder ein erhöhtes Spiel in der Führung des Ventilglieds zugelassen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil für den Injektor eines Kraf sto feinspritzsystems bereitzustellen, welches die genannten Probleme vermeidet und besonders einfach in der Herstellung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuerventil für den Injektor eines
Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse und einem darin befindlichen Ringraum, -wobei der Ringraum mit einem Druckraum des Injektors hydraulisch m Verbindung steht, und mit einem Stellglied, wobei durch das Stellglied eine hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und einem Kraftstoffhochdruckspeicher und/oder zwischen dem Ringraum und einem Krafεtoffrücklauf herstellbar ist, wobei das Stellglied an einem Stößel angeordnet ist und wobei der Stößel in einer koaxial zur Längsachse des Ringraums verlaufenden Führungsbohrung axial verschiebbar geführt wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Steuerventil hat den Vorteil, dass die
Funktionen "steuern" und "führen" des Stellglieds voneinander getrennt sind und somit jede für sich optimiert werden kann. Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Stellglied an seinem dem Stößel zugewandten Ende Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffrücklauf aufweist, so dass im Bereich des Stößels und der Führungsbchrung lediglich ein sehr niedriger Druck herrscht und d e Führung deshalb ein relativ großes Spiel, beispielsweise von 0,01 mm, aufweisen kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Steilglied an seinem dem Stößel abgewandten Ende Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher auf, so dass bei den dort herrschenden hohen Betriebsdrücken keine Leckage auf ritt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffrücklauf und/oder die Mittel zum Abdichten des Ringraums vom
Kraftstoffhochdruckspeicher je einen koaxial zur Längsachse des Stößels angeordneten kegelstumpfförmigeπ Dichtkegel auf, so dass trotz einfacher Geometrie eine gute
Dichtwirkung erzielt wird.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher eine Kugel auf, so dass
Winkeltoleranzen des im Gehäuse befindlichen Dichtsitzes ausgeglichen werden.
Eine andere Variante sieht vor, dass Stellglied und Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher zweiteilig ausgeführt sind, so dass Fluchtungsfehiεr zwischen Führungsbohrung des Stößels und Dichtsitz im Gehäuse des Injektors einerseits und/oder Fluchtungsfehler zwischen Stößel und Mitteln zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher andererseits ausgeglichen werden. In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Stellglied und den Mitteln zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstof hochdruckspeicher ein Ausgleichsstück angeordnet ist, so dass insbesondere bei Verwendung einer Kugel als Mittel zum Abdichten des Ringraums vom
Kraftstoffhochdruckspeicher die Flächenpressung auf das Stellglied gering ist.
Bei einer v/eiteren Ausgestaltung der Erfindung w7ird der Ringraum an seinem dem Stößel zugewandten Ende von einem ersten Dicht sitz begrenzt, wird der Ringraum an seinem dem Stößel abgewandten Ende von einem zweiten Dichtsitz begrenzt und wirken erster und zweiter Dichtsitz mit den Mitteln zum, Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher und/oder den Mitteln zum
Abdichten des Ringrau s vom Kraftstoffrücklauf zusammen, so dass eine gute Dichtwirkung erzielt wird und das Volumen des Ringraums minimiert wird.
In Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Stellglied und die Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffrücklauf und/oder die Mittel zum Abdichten des Ringraums vom Kraftstoffhochdruckspeicher einteilig ausgeführt sind, so dass die Herstellung vereinfacht und die Kosten gesenkt werden. Außerdem können auf diese Weise Fluchtungsfehier vermieden werden.
Eine Ergänzung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse zweiteilig ausgeführt ist, so dass Herstellung und Montage des Steuerventils vereinfacht werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Steuerventils wird das Lecköl zwischen Ventilsteuerkolben und zweiter Führungsbchrung durch eine Abflachung und eine ringförmige Ausnehmung in den Kraftstoffrücklauf abgeführt, so dass Leckagen in die Umgebung des Steuerventils einfach und wirkungsvoll unterbunden werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Injektor für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraf maschinen mit einem Gehäuse mit einer Düsennadel, wobei die Düsennadel im Bereich des Druckraums eine Querschnittsänderung aufweist, und mit einem von einem Steuerkolbεn betätigten Steuerventil, wobei mittels des Steuerventils eine hydraulische Verbindung zwischen einem Ringraum und einem Kraftstoffhochdruckspeicher und/oder zwischen dem Ringraum und einem Kraftstoffrücklauf herstellbar ist, und wobei das Steuerventil ein Steuerventil nach einem der Ansprüche ist, so dass die zuvor beschriebenen Vorteile auch dem erfindungsgemäßen Injektor zugute kommen.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Steuerkolben das Steuerventil über den Stößel betätigt, so dass eine kompakte Bauweise und eine direkte Kraftübertragung möglich sind.
In Ergänzung der Erfindung ist weiter vorgeshen, Stößel und Steuerkolben zweiteilig auszuführen, so dass Fluchtungsfehlεr zwischen der Führungsbohrung und der Längsachse des Steuerkolbens ausgeglichen werden können.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Stirnfläche des Steuerkolbens größer als die oder gleich den vom ersten Dichtsitz und zweiten Dichtsitz eingeschlossenen Flächen ist, so dass eine Bewegung des
Stellglieds in Richtung seines dem Stößel angewandten Endes bei allen Betriebszuständen möglich ist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die vom ersten Dichtsitz eingeschlossene Fläche größer als die oder gleich der vom zweiten Dichtsitz eingeschlossenen Fläche ist, so dass die Schließkraft des Stellglieds und damit dessen Dichtwirkung ausreichend groß ist, wenn das Stellglied den Ringraum vom Kraftstoffhochdruckspeicher hydraulisch trennt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine auf die Düsennadel wirkende Schließfeder vorhanden ist und dass die Schließfeder entgegen der auf die Querschnittsänderung der Düsennadεl wirkenden hydraulischen Kraft des Kraftstoffs im Druckraum auf die Düsennadel einwirkt, so dass bei fehlendem Betriebsdruck die Düsennadel zuverlässig die Einspritzdüse abschließt und außerdem eine einfache Bauweise der Einspritzdüse des Injektors erreicht wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das
Kraftstoffeinspritzsystem ein Common-Rail-Einspritzsystem, so dass die er indungsgemäßen Vorteile auch diesem Einspritzsystem zugute kommen.
"Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Injektors, und
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Injektors.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführunqsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors eines Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt. Über eine Zulaufdrossel 1 strömt der unter hohem Druck stehende, in Fig. 1 und 2 nicht dargestellte Kraftstoff aus dem ebenfalls nicht dargestellten HochdruckkraftstoffSpeicher in einen Ventilsteuerraum 3. Der Ventilsteuerraum 3 ist über eine Ablaufdrossel 5, die durch ein nur angedeutetes Ventil 7 geöffnet werden kann, mit einem nicht dargestellten Kraftstoffrücklauf verbunden. Das Ventil 7 kann ein Magnetventil sein.
Unterhalb des Ventil Steuerraums 3 schließen sich ein hydraulisches Steuerventil S und eine Einspritzdüse 11 mit einer Düsennadel 13 an.
Die Düsennadel 13 verhindert, dass der unter Druck stehende Kraftstoff zwischen den Einspritzungen aus der Einspritzdüse 11 in den nicht dargestellten Brennraum fließt. Dies geschieht durch eine Schließfeder 15, welche die Düsennadel 13 auf einen Düsennadεlsitz 17 presse.
Die Düsennadel 13 v/eist eine Querschnittsänderung 13 von einem größeren Durchmesser 19 zu einem kieineren Durchmessεr 21 auf. Mit ihrem größeren Durchmesser 19 ist die Düsennadel 13 in εinem Gehäuse 23 des Injektors geführt. Die Querschnittsänderung 13 der Düsennadel 13 ragt in einεn Druckraum 25 dεr Einspritzdüse II
Das Steuerventil 9 weist einen Ringraum 27 auf, in dem sich ein Stεligliεd 29 befindet. Das Stellglied 29 weist εinεn ersten Dichtkegεl 31 und einen zweiten Dichtkegel 33 auf. Der erste Dichtkegel 31 wirkt mit einem ersten Dichtsitz 35 zusammen. Wenn das Ventilglied 29 bzw. dεr εrstε Dichtkegel 31 auf dem ersten Dichtsitz 35 aufliegt, ist die hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum 27 und einem Kraftstoffrücklauf 37 unterbrochen. Wenn das Stellglied 29 bzw. der zwεitε Dichtkegel 33 auf einem zweiten Dichtsitz 39 aufliegt, wird die hydraulische Verbindung zwischen Ringraum 27 und einer KraftstoffVersorgung 41 unterbrochen. Die Kraftstoffversorgung 41 ist mit dem nicht dargεstelltεn Hochdruckkraftstoffspεichεr dεs Kraftstoffeinspritzsystems hydraulisch verbunden.
Das Stellglied 29 ist mit εinεm Stößεi 43 verbunden. Der Stößel 43 wird in einεr Führungsbohrung 45 geführt und ist in dεr Führungsbohrung 45 axial verschiebbar. Bεtätigt wird das Stellglied 29 übεr den Stößεi 43 von einem Ventilsteuerkclben 47, dessen eine Stirnfläche 49 in den Ventilsteuεrraum 3 ragt. Der Vεntilsteuerkoiben 7 kann mit seinεr dεr Stirnfläche 49 gegenüberliegenden Stirnfläche Druckkräfte auf den Stößεi 43 übertragen. Im Gegεnsatz zu dεr in Fig. I dargestellten Ausführungsform können Stößel 43 und Ventilsteuerkolben 47 auch einteilig ausgeführt werden .
Das Gεhäusε 23 ist in Fig. 1 zweitεilig ausgeführt. Dies erleichtert Herstellung und Montage des erfindungsgemäSen Inj εktors .
Aus Fig. 1 ergibt sich auch, dass der Durchmesser d3 des Ventilstεuerkclbens 47 größer ist als der Durchmesser d- des ersten Dich sitzes 35 und der Durchmesser d, dεs zweitεn Dicht≤itzεs 39. Dies führt dazu, dass, wenn im Ventilsteuerraum 3 der hohe Betriebsdruck des Kraftstoffhochdruckspeichεrs herrscht, der Ventilsteuerkolben 47 auf das Stellglied 29 eine in
Richtung der Einspritzdüse 11 wirkende hydraulische Kraft ausübt, die größer ist als die entgegengesetzt gerichteten hydraulischen Kräfte, die sich ergeben, wenn das Stellglied 29 entweder auf dem erstεn Dichtsitz 35 odεr auf dem zweiten Dichtsitz 39 aufsitzt und die Kraftstoffvεrsorgung 41 εbenfalls mit dem hohen Druck des c
Kraftstoffhochdruckspεichεrs beaufschlagt ist. Im Ergebnis führt dies dazu, dass das Stellglied 29 vom ersten Dichtsitz 35 abgehoben wird; bzw. auf den zweiten Dichtsitz 39 gepresst wird.
Wenn das Ventil 7 geöffnet ist, strömt Kraftstoff durch die Zulaufdrossel 1 in den Ventilsteuerraum und baut dabei Druck ab, so dass diε auf die Stirnfläche 49 des Ventilsteuerkolbens 47 wirkende hydraulische Kraft kleiner wird. Ausgehend von dεr in Fig. 1 dargestellten Position des Stellglieds 29 ist dεr Ringraum 27 mit Kraftstoff aus der KraftstoffVersorgung 41 gefüllt und es herrscht der Druck des Kraftstoffhochdruckspeichers auch im Ringraum 27. Diεsεr Druck übt auf diε vom ersten Dichtsitz 35 eingeschlossene Fläche einε hydraulische Kraft aus, die größer als diε auf diε Stirnfläche 49 wirkende Kraft bei geöfnetεm Ventil 7 ist und die das Stellglied 29 in den ersten Dichtsitz 35 press . Dadurch ergibt sich εinε sehr gute Abdichtung des Ringraums 27 zum Kraftstoffrücklauf 37. Der im. Ringraum 27 hεrrschεnde Druck sεtzt sich über eine
Verbindungsbohrung 51 in den Druckraum 25 der Einspritzdüse 11 fort. Diesεr Druck wirkt auf diε Quεrschnittsändεrung 18 entgεgεn der Anprεsskraft der Schließfeder 15. Sobald diese hydraulische Kraft auf diε Querschnittsänderung 18 größer ist als die Kraft der Schließfeder 15, hebt die Düsennadel
13 vom Düsennadelsitz 17 ab und öffnet somit die Einspritzdüse 11. Damit beginnt diε Einspritzung. Diε Schließfeder 15 ist so bεmεssεn, dass dεren Schließkraft von der auf die Querschnittsänderung 18 der Düsennadel 13 wirkenden hydraulischen Kraft überwundεn wird, wεnn im
Druckraum 25 dεr volle Druck des HochdruckkraftstoffSpeichers anliegt .
Wenn das Ventil 7 geschlossεn wird, sinkt dεr Kraftstoffström in der Zulaufdrossel 1 und damit auch der Druckverlust in der Zulaufdrossel 1 auf null . Dadurch stεigt der Druck im Ventilsteuerraum 3 wieder an, bis er dem Druck im Kraftstoffhochdruckspeicher entspricht. Sobald die auf die Stirnfläche 49 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die auf die vom erstεn Dichtsitz 35 eingeschlossene Fläche wirkεndε hydraulischε Kraft, hebt das Stellglied 29 vom ersten Dichtsitz 35 ab und stellt somit εinε hydraulische Verbindung zwischen Ringraum 27 und Kraftstoffrücklauf 37 her. Aufgrund des geringen Drucks im Kraf stoffrücklauf 37 bricht auch der Druck im Ringraum 27 und im Druckraum 25 zusammen. Sobald die auf die
Quεrschnittsändεrung 18 wirkende hydraulischε Kraft klεiner als diε Schließkraft dεr Schließfeder 15 ist, prεsst letztere die Düsennadel 13 wiedεr auf dεn Düsennadelsitz 17 und beendet damit diε Einspritzung.
Einε Einspritzung kann auch ausgεlöst werden, wenn das Stellglied 29 mit sεinεm zweiten Dichtkegel 33 auf dεn zwεitεn Dichtsitz 39 gepresst wird. Dazu wird ebεnfalls das Ventil 7 gεöffnet mit den o. g. Wirkungen auf den Druck im Ventiistεuεrraum 3 und diε auf die Stirnfläche 49 des
Ventilsteuerkolbens 47 wirkende hydraulische Kraft. Sobald diεsε Kraft gεringεr ist als diε auf diε vom Durchmεsser d2 des zwεitεn Dichtsitzεs 39 εingeschlosεne Fläche wirkende hydraulische Kraft, die von dem unter dem Druck des Kraftstoffhochdruckspeichεrs stehenden in der
KraftstoffVersorgung 41 befindlichen Kraftstoff ausgeübt wird, hebt das Stellglied 29 vom zweitεn Dichtsitz 39 ab und stellt εinε hydraulischε Verbindung zwischen KraftstoffVersorgung 41 und Verbindungsbohrung 51 her. Die Einspritzung beginnt, wenn das Stellglied 29 auf dem ersten
Dichtsitz 35 aufliegt.
Da die vom. zweiten Dichtsitz 39 εingεschlossεne Fläche mit dem Durchmεsser d2 sehr klein ist gεgεnüber dem. Durchmesser d3 dεs Vεntilstεuεrkolbens 47, ist die Schließkraft des
Stellgliεds 29 sehr hoch, wenn das Stellglied 29 auf dem zweiten Dichtsitz 39 aufliegt. Diε Leckage εnge , welche zwischen Ventilsteuerkolben 47 und der zweiten Führungsbohrung 53 auftritt, wird über εinε Abflachung 55 dεs Stößels 43 in dem. Kraftstoffrücklauf 37 durch die ringförmige Ausnehmung 59 abgeführt.
In Fig. 2 ist einε zweite Ausführungsfcrm eines erfindungsgemäßen Steuerventils dargεstεllt . Gleiche Bauteilε wurden mit gleichen Bεzugszεichεn wie in Fig. 1 versehen. Bezüglich dεr Beschreibung diesεr Bauteile und deren funktionales Zusammenwirken wird auf das zuvor Gesagte verwiesen.
Im zwεitεn Ausführungsbεispiei ist diε Abdichtung dεs Ringraumεs 27 gegen die Kraftstoffversorgung 41 durch eine Kugel 61 vorgenommen worden. Diε Kugεl 61 biidεt zusammen mit dem zweiten Dichtsitz 39 einε kreisförmige Dichtlinie, dεrεn Durchmesser c2 in Fig. 2 angegεbεn ist. Zwischεn dεr dεr Kugel 61 zugewandten Stirnseitε 63 dεs Stεllgliεds 29 ist εin Ausgleichsstück 65 angeordnεt, das, wiε durch dεn Doppεlpfεil 67 dargεstεllt, in radialεr Richtung gεgεnübεr dem Stellglied 29 vεrschiεbbar ist. Dadurch können ein axialer Versatz von erεtεm Dichtsitz 35 und zweitem Dichtsitz 39 sowie zwischen der Längsachsε der Führungsbohrung 45 ausgeglichen werden. Dies erleichtert die Herstellung, da diε Toleranzen großzügiger bemessen werden können.
Das erfindungsgemäße Steuervεntil erlaubt u. a. durch die drei Schaltstellungen einε wεitgehend freie Gestaltung des
Einspritzvεrlaufs von Vor- und Hauptεinspritzung .
Alle in der Beschreibung, dεn nachfolgεndεn Patentansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmalε können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindunαswεsentlich sein.

Claims

Ansprüchε
1. Steuervεntil für den Injektor eines
Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinεn mit εinε Gεhäuse (23) und εinem darin befindlichen Ringraum (27), wobei der Ringraum (27) mit εinεm. Druckraum (25) dεs Injektors hydraulisch in Verbindung steht und mit εinεm Stellglied (29) , wobei durch das Stεligliεd (29) εinε hydraulische Verbindung zwischεn dεm Ringraum (27) und εinεr Kraftstoffversorgung (41) und/oder zwischεn dεm Ringraum (27) und εinεm Kraftstoffrücklauf (37) herstellbar ist, dadurch gεkennzeichnεt , dass das Stellglied (29) an einem Stößεi (43) angeordnεt ist, und dass der Stößεi (43) in εinεr koaxial zur Längsachse des Ringraums (27) verlaufenden Führungsbohrung (45) axial verschiebbar gεführt wird.
2. Stεuεrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steilglied (29) an seinεm dεm Stößεi (43) zugεwandtεn Endε Mittεl (31) zum Abdichten dεs Ringraums (27) vom Kraftstoffrücklauf (37) aufweist.
3. Steuervεntil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (29) an seinem dem Stößel (43) abgewandtεn Ende Mittel (33, 61) zum Abdichten des Ringraums (27) vom Kraftstoffversorgung (41) aufweist.
4. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gεkennzεichnεt , dass die Mittel (31) zum Abdichten des Ringraums (27) vom Kraftstoffrücklauf (37) und/oder die Mittel (33) zum Abdichten dεs Ringraums (27) vom Kraftstof fhochdruckspεicher je einen koaxial zur Längsachse des Stößels (43) angeordneten kegelstumpfför igen Dichtkegεl (31, 33) aufweisen.
5. Stεuεrventil nach εinεm der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum. Abdichten dεs Ringraums (27) vom Kraftstoffhochdruckspeicher einε Kugel (61) aufweisen.
6. Steuεrvεnt l nach einem der vorhergehenden Ansprüchε, dadurch gekennzeichnet, dass Steilgliεd (29) und Mittεl
(33,61) zum Abdichten des Ringraums (27) vom Kraftstoffhochdruckspeicher zweiteilig ausgeführt sind.
7. Steuεrventil nach Anspruch 6, dadurch gekεnnzeichnet , dass zwischen dem Stellglied (29) und dεn Mitteln (33, 61) zum Abdichten des Ringraums (27) vom Kraftstoffhochdruckspεicher ein Ausgleichsstück (65) angεcrdnεt ist .
8. Stεuεrvεntil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (27) an seinem dεm Stößel (43) zugewandten Ende von εinεm εrstεn Dichtsitz (35) begrenzt wird, und dass der Ringraum (27) an seinem dεm Stößel (43) abgewandten Ende von einem zwεitεn Dichtsitz (39) begrenzt wird, und dass erster und zweiter Dichtsitz (35, 39) mit dεn Mittein (33, 61) zum Abdichten des R.ingraums (27) vom Kraftstoffhochdruckspeichεr und/odεr dεn Mittεln (31) zum Abdichtεn dεs Ringraums (27) vom Kraftstoffrücklauf (37) zusammenwirken.
9. Injektor nach einεm dεr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzεichnεt, dass das Stellglied (29) und die
Mittel (31) zum Abdichten des Ringraums (27) vom - 14 -
Kraftstoffrücklauf (37) und/oder diε Mittel (33, 61) zum
Abdichten des Ringraums (27) vom
Kraftstoffhochdruckspεicher eintεilig ausgεführt sind.
10. Steuerventil nach einεm dεr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (23) zwεitεilig ausgeführt ist .
11. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lecköl zwischεn
Ventilsteuerkolben (47) und zweiter Fuhrungsbonrung (53: durch eine Abflachung (55) und einε ringförmige Ausnehmung >S) in dεn Kraftstc frücklauf (37) abgeführt wird.
12. Injektor () für ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse (23), mit einεr Düsεnnadel (13) , wobei die Düsennadel (13) im Bereich des Druckraums (25) eine Querschnittsänderung (18) aufweist, und mit einem von einεm Ventilstεuerkolben (47) betätigten Stεuεrvεntil (9), wobεi mittels des Steuervεntils (9) einε hydraulischε Vεrbindung zwischen einεm Ringraum (27) und einεm Kraf stoffhochdruckspeicher und/oder zwischen dεm Ringraum (27) und einem Kraftstoffrücklauf (37) herstellbar ist, dadurch gekεnnzeichne , dass das Steuεrvεntil (9) ein Stεuεrvεntil nach einem der vorhergεhεndεn Ansprüchε ist.
13. Injektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventiisteuεrkolbεn (47) das Stεuerventil (9) über den Stößεi (43) betätigt.
14. Injektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzεichnεt, dass Stδßεl (43) und Ventilεteuerkolben (47) zweitεilig ausgεführt sind.
15. Injεktor (1) nach εinem dεr Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (49) dεs Ventiisteuerkolbens '47) größεr als odεr gleicn den von erstem Dichtsitz (35, und zweitem Dichtsitz (39 eingeschlossenen Flächen ist.
16. Injektor (1, nach εinεm dεr Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vom εrstεn Dichtsitz (35) eingeschlossene Fläche größer als oder gleich dεr vom zweiten Dichtsitz (39 eingeschlossene Fläche ist.
17. Injektor (1' nach εinεm dεr Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf diε Düsennadel (13) wirkende Schließfeder (15) vorhanden ist, und dass diε Schließfeder (15/ entgegen der auf diε Quεrschnittεänderung (18) der Düsennadel '13) wirkεndεn hydraulischen Kraft des Kraftstoffs im Druckraum (25) auf die Düsennadεl (13) εinwirkt .
18. Injεktor nach einem der Anεpürchε 12 biε 17, dadurch gεkεnnzεichnεt , dass das Kraftstoffeinspritzsystem ein Co mon-Rail-Einsoritzsystεm ist.
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