WO2017097412A1 - Fuel injector arrangement - Google Patents

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WO2017097412A1
WO2017097412A1 PCT/EP2016/002056 EP2016002056W WO2017097412A1 WO 2017097412 A1 WO2017097412 A1 WO 2017097412A1 EP 2016002056 W EP2016002056 W EP 2016002056W WO 2017097412 A1 WO2017097412 A1 WO 2017097412A1
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fuel injector
piston
fuel
barrier fluid
valve member
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Markus Kalenborn
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L'orange Gmbh
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    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a Kraftstoffmjektoranix according to claim 1.
  • the object of the present invention is to provide a fuel injector arrangement which effectively and structurally avoids a fuel gas entry into the hydraulic fluid.
  • a fuel injector arrangement with a fuel injector for operation with fuel gas for example in the form of natural gas, special gas, landfill gas, biogas, hydrogen or the like.
  • the fuel injector may be a single-fuel injector, which in particular has a hydraulic control circuit for controlling a fuel gas nozzle valve member, alternatively and preferably a dual-fuel fuel injector, which can also emit liquid fuel in addition to fuel gas, for example diesel fuel, heavy oil or bio-oil.
  • the liquid fuel is preferably also used to provide or formation of the hydraulic control circuit for the fuel gas nozzle valve member.
  • a fuel injector can be provided, for example, for an ignition jet operation in which the fuel gas is ignited by means of a small quantity of liquid fuel injection (ignition jet).
  • the A fuel injector assembly having a fuel injector as discussed above is preferably part of a common rail fuel injector.
  • the fuel injector assembly may be e.g. be used with a large engine, for example in a motor vehicle such as a ship or a commercial vehicle, or be provided, for example, for a stationary device, e.g. for a combined heat and power plant, an (emergency) generator, e.g. also for industrial applications.
  • a large engine for example in a motor vehicle such as a ship or a commercial vehicle
  • a stationary device e.g. for a combined heat and power plant
  • an (emergency) generator e.g. also for industrial applications.
  • the fuel injector of the fuel injector arrangement according to the invention has a fuel gas nozzle valve member which comprises or consists of a piston part and a valve member part.
  • the fuel gas nozzle valve member in particular, the valve member part, preferably cooperates with a nozzle valve seat to form a fuel gas nozzle valve of the fuel injector to selectively open and close a fuel gas flow path toward a fuel gas nozzle assembly of the fuel injector depending on a stroke position of the fuel gas nozzle valve member to be able to.
  • the piston member is further intended to effect a lift control of the fuel gas nozzle valve member in the context of a hydraulic piston control device, i. for an injection operation.
  • a hydraulic fluid for the piston control is preferably a liquid fuel such as diesel fuel.
  • valve member part is formed in the form of a nozzle needle, in particular rod or rod-shaped, wherein the piston part is further provided in particular with a larger cross-section than the valve member part, in particular on the valve member part (remote from the nozzle end), e.g. molded or formed integrally therewith, for example as a (cylindrical) thickening.
  • the piston member is housed in a (control) housing of the fuel injector (which housing is provided by, for example, at least one injector housing member, for example, a nozzle body and a cover member thereof) and divides a first and a second hydraulic control chambers therein in a volume variable manner.
  • a stroke control of the fuel gas nozzle valve member is made possible by selective hydraulic relief and load the control chambers, with a load of high pressure hydraulic fluid with
  • Pressure levels of eg 380bar to 550bar is provided.
  • the fuel gas nozzle valve member is axially displaceable stroke, thus also the piston part in the housing.
  • the first hydraulic control chamber can in this case be closer to the nozzle, the second hydraulic control chamber can be formed further away from the nozzle in the likewise axially oriented housing.
  • the fuel injector is arranged to divert gap leakage from a piston guide gap (in particular annular gap) around the piston part, ie formed between piston part and housing (wall), into a barrier fluid sealing chamber (in particular ring chamber) formed around the valve member part of a barrier fluid seal system of the injector Make barrier fluid seal on the valve member part.
  • a piston guide gap in particular annular gap
  • a barrier fluid sealing chamber in particular ring chamber
  • the entire Sperrfluiddichtungssystem exclusively via the gap leakage from the piston gap, which is redirected to the barrier fluid seal, supplied with hydraulic sealing fluid or barrier fluid (gap leakage), so that an additional barrier fluid supply port can advantageously account for the fuel injector.
  • the fuel injector has a collecting groove around the piston part for the diversion of the gap leakage.
  • a collecting groove is preferably an annular groove, wherein in the collecting groove, for example, from the housing wall bringsstriffene Spaltleckage can be introduced.
  • the fuel injector in this case have a line branch for the diversion of the gap leakage, for example a specially formed drilling channel, which can be flowed over by the collecting groove and is guided to the barrier fluid sealing chamber.
  • the fuel gas nozzle valve member for forming the line branch has a (axially extending) hollow bore, in particular a blind bore.
  • a hollow bore may extend through the piston part and a longitudinally-central portion of the valve member part and be flowed, for example via at least one radial tap hole from the collecting groove.
  • a further radial tap hole, starting from the hollow bore - formed at the other end of the hollow bore - then the Sperrfluiddichthunt can be supplied with supplied from the hollow bore barrier fluid (gap leakage) or supplied.
  • An open (drilling tool) inlet end of the hollow bore which is preferably formed remote from the nozzle on the piston part, can in this case be closed with a closure element or a stopper.
  • the line branch - as a component of the barrier fluid sealing system, as in bringing also the collecting groove - connects the collecting groove communicating with the barrier fluid seal chamber.
  • An alternative embodiment of the fuel injector arrangement may additionally provide, for example, that the fuel injector for the diversion of the gap leakage has a collecting groove, which is formed in the housing peripheral wall around the piston part.
  • the collecting groove may be e.g. Strip the gap leakage from the piston part, i. for supply to the barrier fluid seal chamber.
  • a conduit which communicatively connects the collection groove and the barrier fluid seal chamber could be incorporated into an injector housing member, e.g. adjacent to the
  • Housing extending - be formed, for example, in turn with a longitudinal bore and first and second stub or transverse bore.
  • the piston part with a first and a second cross section or stepped.
  • the collecting groove is supplied with hydraulic fluid essentially only via the nozzle-remote control chamber.
  • This one is still here preferably a pressurizable with closing pressure control chamber, that is a control chamber, which is pressurized or loaded over the vast period of operation - to comply with the closed position of the fuel gas nozzle valve member.
  • a portion of the piston part with a smaller cross section - forming a relatively further piston gap portion - extends from the nozzle remote control chamber to the collecting groove, a section with a larger cross-section - forming a relatively narrow piston gap portion - from the collecting groove in the direction of the nozzle closer control chamber.
  • the piston part has a sealing ring, which sealing ring between the collecting groove and the valve member part side piston part end against the housing or peripheral wall around the piston is sealingly arranged on the same.
  • Locking fluid system is connected communicating to a leakage system of the fuel injector, in particular downstream.
  • the barrier fluid sealing chamber is provided as a throughput volume.
  • Such a configuration may provide, for example, that barrier fluid from the barrier fluid seal chamber can be diverted via a line connection to the leakage system, which e.g. a throttle device, e.g. continue a check valve.
  • the barrier fluid system is connected via a pressure regulating device of the same communicating to the leakage system of the fuel injector.
  • the pressure in the barrier fluid system can be adjusted, for example, as a function of a currently prevailing fuel gas pressure, for example if this is different in the partial / full load operation of the fuel injector, or regulated for example to a constant pressure.
  • a barrier fluid pressure is set in the barrier fluid sealing system, which is about 10 to 30 bar above the fuel gas pressure level (which, for example, is 350 bar). Any overflow of barrier fluid into the fuel gas portion of the fuel injector This can be regarded as irrelevant via a valve member part guide in a fuel gas nozzle chamber, since this is simply consumed in the fuel gas operation.
  • the barrier fluid sealing system may also have at least one further barrier fluid seal, which is supplied with barrier fluid via the barrier fluid seal system or conduit paths thereof.
  • a drain line from the barrier fluid seal chamber may be around the valve member portion passing over the
  • Pressure regulating device leads to the leakage system of the fuel injector branches, in particular upstream of the pressure regulating device, which can be supplied with barrier fluid via the branch, the further barrier fluid seal.
  • An outflow line from the second barrier fluid seal can in this case, in particular upstream of the pressure regulating device and downstream of the branch, re-open into the outflow line from the barrier fluid seal around the valve member part.
  • a further barrier fluid seal can be formed, for example, on a gap guide on the fuel injector in which an element is displaceably guided, in particular between a fuel gas side and a hydraulic side.
  • such a gap guide may be formed on a hold-down member, such as a stilt, which applies a closing force to the fuel gas nozzle valve member, in particular to the piston member and, for example, to a fuel gas passage and / or storage space, e.g. provided as a fuel gas buffer.
  • a hold-down member such as a stilt
  • a fuel injection system is furthermore proposed which has at least one fuel injector arrangement as discussed above.
  • the fuel injection system is preferably set up to set a pressure level in the barrier fluid sealing system by means of the pressure regulating device, which is above a fuel gas supply pressure in the range from 10 bar to 30 bar.
  • an internal combustion engine which has a fuel injector arrangement as discussed above or a fuel injection system as discussed above.
  • FIG. 1 shows an example and schematically a fuel injector according to a
  • the fuel injector 3 may be configured as a single-fuel or as a dual-fuel fuel injector, i. when configured as a dual-fuel fuel injector for a liquid fuel operation, e.g. as part of an ignition jet process or for pure liquid fuel operation.
  • the fuel injector 3 has an injector 5, which by means of a number of
  • Housing elements is formed, for example by means of a nozzle body 7, further comprising a nozzle body 7 lidding element 9 as an intermediate plate or another
  • a fuel gas nozzle valve member 13 of the fuel injector 3 is received, which acts against a valve seat 15, i. forms together with this a fuel gas nozzle valve 17 of the fuel injector 3.
  • pressurized fuel gas from a fuel gas nozzle chamber 19 can be selectively released therefrom, i. via a downstream fuel gas nozzle assembly 21 of the fuel injector 3.
  • the fuel injector 1 has a supply line 23 which is guided from a fuel gas inlet 25 of the fuel injector 3 to the fuel gas nozzle chamber 19. This can continue in the supply line 23 a fuel gas storage 27 may be formed, for example, provided by a partially enlarged volume in the supply line 23rd
  • the fuel gas nozzle valve member 13 now has a piston member 29 and a - adjoining - valve member part 31 which are fixedly connected to each other, in particular integrally formed.
  • the valve member portion 31 is formed like a nozzle needle, further having a longitudinal central portion 33.
  • the valve member portion 33 of the valve member member 31 by means of a same circumferential guide 35, formed by means of a fuel gas nozzle valve member 13 receiving Axial bore 37 (in the nozzle body 7) tight fitting or performed with very little radial play, ie with a radial play AI.
  • the valve member part 31 Via the guided section or the longitudinally central region 33, the valve member part 31 in this case has a diameter Dl.
  • the piston part 29 or the piston is formed at a nozzle-distal end of the fuel gas nozzle valve member 13, adjacent to the valve member part 31, that is with a diameter which is greater than Dl, generally by means of a cross-sectional widening of the rod-shaped part forming the valve member part 31 Portion of the fuel gas nozzle valve member 13.
  • the piston part 29 is accommodated in a (control) housing 39, which is formed by means of a bore in the nozzle body 7, starting from which the guide 35 of the
  • Valve member portion 31 wegerstreckt toward the fuel gas nozzle chamber 19.
  • the housing 39 is further capped by the nozzle body 7 lidding element 9, as well as a spring-loaded hold-down element 41 in the form of a stilt element, which is pressed against the nozzle-distal end of the piston member 29 in abutment, ie. to provide for a reliable receipt of the closed position of the fuel gas nozzle valve member 13.
  • the biasing means 43 of the hold-down element pressure spring
  • the axially displaceable stilt element 41 is guided in a (radially) play-related guide 45 in the lidding element 9.
  • the piston part 29 accommodated in the housing 39 divides a first 47 and a second 49 hydraulic control chamber in a volume-variable manner.
  • the first hydraulic control chamber 47 which is formed closer to the nozzle, is provided to have an opening pressure upon loading thereof exerting the piston member 29, the second control chamber 49, which is formed nozzle-distant, to exert a closing pressure on the piston member 29 when loaded.
  • the piston control device formed by first 47 and second 49 hydraulic control chamber and the piston member 29 further comprises a control valve 51 (pilot valve) via which both a hydraulic fluid load path (supply path from the high pressure side) 53 of the fuel injector 3 and a hydraulic fluid discharge path 55 (FIG. Outflow path to the low pressure side) of the fuel injector 3 is guided.
  • the control valve 51 is preferably provided as a 4/2-way valve, for example as a slide valve or e.g. as a combination of two 3/2-way valves.
  • a hydraulic pressure can either act on one hydraulic control chamber 47 or 49 (load), while the other hydraulic control chamber 49 or 47 is relieved towards the low-pressure side (outflowing hydraulic fluid) or vice versa.
  • the second hydraulic control chamber 49 In the switching position shown, for example, the second hydraulic control chamber 49 is loaded, while the first hydraulic control chamber 47 is relieved, that is, the fuel gas nozzle valve member 13 is urged into the closed position shown. If the control valve 1 is reversed, the second hydraulic control chamber 49 can be relieved and the first hydraulic control chamber 47 loaded, so that a lifting of the fuel gas nozzle valve member 13, in particular in
  • the fuel injector 3 is also equipped - in the invention characterizing manner - to redirect gap leakage from a piston guide gap 57 around the piston member 29 into a sealing fluid sealing chamber 59 of a barrier fluid sealing system 61 of the fuel injector 3 formed around the valve member member 31, to a sealing fluid seal 63 on the valve member member 31 form.
  • the barrier fluid seal 63 in this case surrounds the valve member part 31 at the tightly guided portion 33 and within the same, wherein the barrier fluid seal chamber 59 by means of an annular groove - within the axial extent of the guide 35 - is formed in the nozzle body 7, which is open against the adjacent valve member part 31.
  • Such is by means of registered in the sealing fluid sealing chamber 59 and pressurized hydraulic fluid or
  • Blocking fluid in the form of redirected gap leakage effectively prevents overflow of fuel gas from the fuel gas nozzle chamber 19 via the axial bore 37 into the housing 39 and thus the hydraulic control circuit.
  • the piston member 29 with stepped cross-section, wherein a first portion 29a with a relatively smaller cross section or diameter D2 from the nozzle distal end of the piston member 29 and the second hydraulic control chamber 49 to to a collecting groove 65 which is formed around the piston member 29 as an annular groove.
  • a second section 29b with a relatively larger cross-section or a diameter D3 further extends from the collecting groove 65 to the nozzle-near end of the piston member 29 and toward the first hydraulic control chamber 47.
  • a piston guide gap 57 is formed around the piston member 29, which has over the first portion 29a relatively wide clearance A2 to the piston peripheral wall and which has over the second portion 29b relatively narrow clearance A3 to the piston peripheral wall.
  • a fuel injector design is therefore aimed at as follows: D3> D2> D1 and furthermore A1 ⁇ A3 ⁇ A2.
  • first 47 and the second 49 hydraulic control chamber may be arranged around the piston member 29, a sealing ring 67 or piston ring, that is between the collecting groove 65 and the nozzle near the piston part end.
  • the collecting groove 65 receives predominantly or almost exclusively gap leakage from the piston guide gap 57, which is present there over the first portion 29a, ie when the fuel injector 3 is regularly pressurized. This is because the gap leakage conducted by the second or closing-pressure hydraulic control chamber 49 via the piston gap 57 to the collecting groove 65 is or is subject to hydraulic pressure over the majority of the operating time portions.
  • the Sperrfluid- sealing system 61 further comprises a line branch 69, which valve member 13 is formed by means of a hollow bore formed as a blind bore 71 in the fuel gas nozzle.
  • Hollow bore 71 extends over a portion of the nozzle distal end of the
  • the hollow bore 71 is in this case closed with a plug member 73.
  • the hollow bore 71 formed in this way can be acted upon or flowed against by the collecting groove 65 via at least one radially executed tap hole 75, whereby the barrier fluid seal chamber 59 exits through at least one further radially executed tap hole 77 over the entire possible fuel gas nozzle valve member - Position range - with the thus redirected gap leakage fluid can be flowed.
  • a pre-throttling thus a pressure level, is selectively preset, under which or with which the gap leakage can be tapped off via the collecting groove 65.
  • the branched fluid can then be supplied to the barrier fluid seal chamber 59 without further significant throttling or pressure influencing.
  • the fuel injector assembly 1 continues to be
  • Leakage system 79 to which the Sperrfluiddichtungssystem 61 of the fuel injector 3 - downstream - communicatively connected, in particular via a Druckreguliervor- direction 81.
  • a discharge line 83 of the Sperrfluiddichtungssystems 61 from the Sperrfluiddichthunt 59 leads to the pressure regulating device 81, which in this case a pressure in the sealing fluid sealing system 61 is adjustable.
  • the pressure regulating device 81 is preferably formed by means of a variable pressure regulating valve, which allows an adjustment of the pressure level of the barrier fluid seal 63 or in the barrier fluid sealing system 61 to a straight prevailing fuel gas supply pressure level, that is by appropriately varied Abêtfluid of the downstream leakage system 79 (towards
  • the barrier fluid sealing system 61 connected in parallel to the discharge line 83, further comprises a blocking fluid circuit 85, via which a further barrier fluid seal 87 is supplied with barrier fluid from the gap leakage of the piston guide gap 57.
  • the further barrier fluid seal 87 is in this case-by means of a further barrier fluid seal chamber 89-formed around the portion of the hold-down element 41 accommodated in the guide 45 and effects a seal against fuel gas leakage, which would otherwise run along the gap guide around the stilt member 41 into the (control) ) Housing 39 could enter, that is, from the fuel gas side formed by the buffer 27 to the hydraulic side (of the hydraulic control circuit or the piston control device).
  • a first line branch 91 of the barrier fluid circuit 85 branches off from the outflow line 83 (and upstream of the pressure regulator 81) to the further barrier fluid seal chamber 89, where it causes the pressure build-up in the sealing functionality the further barrier fluid seal chamber 89 by means of the barrier fluid (gap leakage hydraulic fluid).
  • a second line branch 93 leads, which branches back into the outflow line 83 downstream of the branch point 95 of the first branch line 91 (and upstream of the pressure regulating device 81).
  • the fuel injector arrangement 1 or a fuel injection system which has such a fuel injector arrangement 1 is preferably set up to set a pressure level in the barrier fluid sealing system 61 which is above a fuel gas supply pressure level in the range from 10 bar to 30 bar.
  • Locking fluid flows into the fuel gas area, but at the same time a reliable seal by means of the barrier fluid seals 63, 87 are effected.
  • a pressure regulating device 81 can be provided both in the fuel injector 3 and also outside the fuel injector 3.
  • the external accommodation can be, for example, above a single-pressure accumulator of the
  • Fuel injector 3 done, especially when using larger build variable controllable pressure regulating valves. With regard to the pressure regulating device 81, this can be relieved, so that their size can be kept advantageously small when adjusted over the design of the piston gap 57 Vorordelung is set so that the pressure regulating device 81 only needs to control low flow rates for pressure adjustment in Sperrfluiddichtungssystem.

Abstract

The invention relates to a fuel injector arrangement (1) having a fuel injector (3) for operation with fuel gas, wherein the fuel injector (1) has a fuel gas nozzle valve element (13) having a piston part (29) and a valve element part (31), wherein the piston (29) is accommodated in a housing (39) and therein divides off a first (47) and a second (49) hydraulic control chamber that is variable in volume, wherein the fuel injector (3) is set up to divert gap leakage from a piston guide gap (57) around the piston part (29) into a blocking fluid sealing chamber (59) formed around the valve element part (31) and belonging to a blocking fluid sealing system (61) of the fuel injector (3), in order to form a blocking fluid seal (63) on the valve element part (31).

Description

BESCHREIBUNG Kraftstoffinjektoranordnung  DESCRIPTION Fuel injector assembly
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffmjektoranordnung nach Anspruch 1. The present invention relates to a Kraftstoffmjektoranordnung according to claim 1.
Im Stand der Technik ist es bekannt, dass bei Kraftstoffinjektoren, welche für das Ausbringen von Brenngas vorgesehen sind und welche für die Steuerung der Brenngas-Injektoreinheit Hydraulikfluid nutzen, insbesondere Flüssigkraftstoff, das Problem besteht, dass Brenngas unbeabsichtigt in den Hydraulik-Steuerkreis gelangt, insbesondere Kriechpfaden entlang jeweiliger Brermgas-Nadelführungen bzw. -Ventilgliedführungen geschuldet. Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kraftstoffinjektoranordnung anzugeben, welche einen Brenngas-Eintrag in das Hydraulikfluid effektiv und baulich unaufwändig vermeidet. In the prior art, it is known that in fuel injectors, which are provided for the discharge of fuel gas and which use hydraulic fluid for the control of the fuel gas injector, in particular liquid fuel, the problem is that fuel gas inadvertently enters the hydraulic control circuit, in particular Creep paths along respective Brermgas needle guides or valve member guides owed. Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a fuel injector arrangement which effectively and structurally avoids a fuel gas entry into the hydraulic fluid.
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffinjektoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with a fuel injector arrangement having the features of claim 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß eine Kraftstoffinjektoranordnung mit einem Kraftstoffinjektor für den Betrieb mit Brenngas, zum Beispiel in Form von Erdgas, Sondergas, Deponiegas, Biogas, Wasserstoff o.ä. Der Kraftstoffinjektor kann ein Single-Fuel-Injektor sein, welcher insbesondere einen hydraulischen Steuerkreis zur Steuerung eines Brenngas-Düsenventilglieds aufweist, alternativ und bevorzugt ein Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor, welcher neben Brenngas auch Flüssigkraftstoff ausdüsen kann, zum Beispiel Dieselkraftstoff, Schweröl oder Bioöl. Advantageous developments and embodiments of the invention are specified in the further claims. According to the invention, a fuel injector arrangement with a fuel injector for operation with fuel gas, for example in the form of natural gas, special gas, landfill gas, biogas, hydrogen or the like, is proposed. The fuel injector may be a single-fuel injector, which in particular has a hydraulic control circuit for controlling a fuel gas nozzle valve member, alternatively and preferably a dual-fuel fuel injector, which can also emit liquid fuel in addition to fuel gas, for example diesel fuel, heavy oil or bio-oil.
Hierbei wird der Flüssigkraftstoff bevorzugt auch zur Bereitstellung bzw. Bildung des hydraulischen Steuerkreises für das Brenngas-Düsenventilglied verwendet. Ein solcher Kraftstoffinjektor kann zum Beispiel für einen Zündstrahlbetrieb vorgesehen sein, bei welchem mittels einer geringen Flüssigkraftstoff-Einspritzmenge (Zündstrahl) das Brenngas entzündet wird. Die Kraftstoffinjektoranordnung, welche einen wie vorstehend erörterten Kraftstoffinjektor aufweist ist bevorzugt Bestandteil einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Here, the liquid fuel is preferably also used to provide or formation of the hydraulic control circuit for the fuel gas nozzle valve member. Such a fuel injector can be provided, for example, for an ignition jet operation in which the fuel gas is ignited by means of a small quantity of liquid fuel injection (ignition jet). The A fuel injector assembly having a fuel injector as discussed above is preferably part of a common rail fuel injector.
Allgemein kann die Kraftstoffinjektoranordnung z.B. mit einem Großmotor verwendet werden, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug wie etwa einem Schiff oder einem Nutzfahrzeug, oder zum Beispiel für eine stationäre Einrichtung vorgesehen sein, z.B. für ein Blockheizkraftwerk, ein (Not-) Stromaggregat, z.B. auch für Industrieanwendungen. Generally, the fuel injector assembly may be e.g. be used with a large engine, for example in a motor vehicle such as a ship or a commercial vehicle, or be provided, for example, for a stationary device, e.g. for a combined heat and power plant, an (emergency) generator, e.g. also for industrial applications.
Der Kraftstoffinjektor der erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektoranordnung weist ein Brenngas- Düsenventilglied auf, welches einen Kolbenteil und einen Ventilgliedteil umfasst bzw. aus denselben besteht. Das Brenngas-Düsenventilglied, insbesondere der Ventilgliedteil, wirkt zur Bildung eines Brenngas-Düsenventils des Kraftstoffinjektors bevorzugt mit einem Düsenventilsitz zusammen, um in Abhängigkeit einer Hubstellung des Brenngas-Düsenventilglieds einen Brenngas- Strömungs weg hin zu einer Brenngas-Düsenanordnung des Kraftstoffinjektors selektiv öffnen und schließen zu können. Der Kolbenteil ist weiterhin dazu vorgesehen, im Rahmen einer hydraulischen Kolbensteuervorrichtung eine Hubsteuerung des Brenngas-Düsenventilglieds zu bewirken, d.h. für einen Einspritzbetrieb. Als Hydraulikfluid für die Kolbensteuerung dient bevorzugt ein Flüssigkraftstoff wie zum Beispiel Dieselkraftstoff. Bevorzugt ist der Ventilgliedteil in Form einer Düsennadel gebildet, insbesondere Stangen- oder stabförmig, wobei der Kolbenteil weiterhin insbesondere mit größerem Querschnitt als der Ventilgliedteil bereitgestellt ist, insbesondere an dem Ventilgliedteil (düsenfern endseitig) angeordnet, z.B. angeformt oder integral mit diesem gebildet, zum Beispiel als (zylinderförmige) Verdickung. The fuel injector of the fuel injector arrangement according to the invention has a fuel gas nozzle valve member which comprises or consists of a piston part and a valve member part. The fuel gas nozzle valve member, in particular, the valve member part, preferably cooperates with a nozzle valve seat to form a fuel gas nozzle valve of the fuel injector to selectively open and close a fuel gas flow path toward a fuel gas nozzle assembly of the fuel injector depending on a stroke position of the fuel gas nozzle valve member to be able to. The piston member is further intended to effect a lift control of the fuel gas nozzle valve member in the context of a hydraulic piston control device, i. for an injection operation. As a hydraulic fluid for the piston control is preferably a liquid fuel such as diesel fuel. Preferably, the valve member part is formed in the form of a nozzle needle, in particular rod or rod-shaped, wherein the piston part is further provided in particular with a larger cross-section than the valve member part, in particular on the valve member part (remote from the nozzle end), e.g. molded or formed integrally therewith, for example as a (cylindrical) thickening.
Der Kolbenteil ist in einem (Steuer-)Gehäuse des Kraftstoffinjektors aufgenommen (welches Gehäuse zum Beispiel durch wenigstens ein Injektorgehäuseelement, zum Beispiel einen Düsenkörper und ein Deckelelement desselben bereitgestellt wird) und teilt darin einen ersten und einen zweiten Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel ab. Im Rahmen der derart gebildeten Kolbensteuervorrichtung aus erstem und zweitem Hydraulik- Steuerraum und Kolbenteil bzw. des damit gebildeten Hydraulik-Steuerkreises wird eine Hubsteuerung des Brenngas- Düsenventilglieds durch selektive hydraulische Entlastung- und Belastung der Steuerräume ermöglicht, wobei eine Belastung über hochdruckbeaufschlagtes Hydraulikfluid mit The piston member is housed in a (control) housing of the fuel injector (which housing is provided by, for example, at least one injector housing member, for example, a nozzle body and a cover member thereof) and divides a first and a second hydraulic control chambers therein in a volume variable manner. In the context of the piston control device thus formed from the first and second hydraulic control chamber and piston part or the hydraulic control circuit formed therewith, a stroke control of the fuel gas nozzle valve member is made possible by selective hydraulic relief and load the control chambers, with a load of high pressure hydraulic fluid with
Druckniveaus von z.B. 380bar bis 550bar vorgesehen ist. Allgemein bevorzugt wird hierbei eine axial ausgerichtete Anordnung, bei welcher das Brenn- gas-Düsenventilglied axial hubverschieblich ist, mithin auch der Kolbenteil im Gehäuse. Der erste Hydraulik- Steuerraum kann hierbei düsennäher, der zweite Hydrauliksteuerraum düsenferner im - ebenfalls axial orientierten - Gehäuse gebildet sein. Pressure levels of eg 380bar to 550bar is provided. In this case, generally preferred is an axially aligned arrangement in which the fuel gas nozzle valve member is axially displaceable stroke, thus also the piston part in the housing. The first hydraulic control chamber can in this case be closer to the nozzle, the second hydraulic control chamber can be formed further away from the nozzle in the likewise axially oriented housing.
Erfindungsgemäß ist der Kraftstoffinjektor eingerichtet, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt (insbesondere Ringspalt) um den Kolbenteil, das heißt gebildet zwischen Kolbenteil und Gehäuse(wand), in eine um den Ventilgliedteil gebildete Sperrfluiddichtkammer (ins- besondere Ringkammer) eines Sperrfluiddichtungssystems des Injektors umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung am Ventilgliedteil zu bilden. According to the invention, the fuel injector is arranged to divert gap leakage from a piston guide gap (in particular annular gap) around the piston part, ie formed between piston part and housing (wall), into a barrier fluid sealing chamber (in particular ring chamber) formed around the valve member part of a barrier fluid seal system of the injector Make barrier fluid seal on the valve member part.
Mit dieser Ausgestaltung wird es somit vorteilhaft einfach möglich, eine (Sperr-)Fluiddichtung am Ventilgliedteil mittels des Hydraulikfluids (Spaltleckage) zu bilden, welche ein Überströmen von Brenngas in den Hydrauliksteuerkreis entlang einer Führung des Ventilgliedteils zu verhindern vermag, d.h. mittels (Sperr-)Fluid an der Führung sperrt. Hierbei kann sich die With this configuration, it is thus advantageously easy to form a (barrier) fluid seal on the valve member part by means of the hydraulic fluid (gap leakage), which is able to prevent an overflow of fuel gas into the hydraulic control circuit along a guide of the valve member part, i. by means of (blocking) fluid on the guide locks. This can be the
Erfindung weiterhin vorteilhaft zu Nutze machen, dass über den Kolbenspalt zwischen Kolbenteil und Gehäuse eine Druckminderung im Sinne einer Vordrosselung erzielbar ist, so dass über die Bemessung des Kolbenführungsspalts oder auch über die Wahl einer Abgriffposition ein Druckniveau der umgeleiteten Spaltleckage für die Bildung der Sperrfluiddichtung vorteilhaft voreinstellbar ist. Invention continue to make advantageous advantage of the fact that over the piston gap between the piston part and the housing, a pressure reduction in the sense of Vordrosselung is achieved, so that on the design of the piston guide gap or on the choice of a tap position, a pressure level of the redirected gap leakage for the formation of the sealing fluid seal advantageously preset is.
Bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors wird - neben der Sperrfluiddichtkammer - bevorzugt auch das gesamte Sperrfluiddichtungssystem ausschließlich über die Spaltleckage aus dem Kolbenspalt, welche an die Sperrfluiddichtung umgeleitet wird, mit hydraulischen Dichtungsfluid bzw. Sperrfluid (Spaltleckage) versorgt, so dass ein zusätzlicher Sperrfluid-Versorgungsanschluss am Kraftstoffinjektor vorteilhaft entfallen kann. In the proposed embodiment of the fuel injector - in addition to the Sperrfluiddichtkammer - preferably the entire Sperrfluiddichtungssystem exclusively via the gap leakage from the piston gap, which is redirected to the barrier fluid seal, supplied with hydraulic sealing fluid or barrier fluid (gap leakage), so that an additional barrier fluid supply port can advantageously account for the fuel injector.
Insbesondere um die Spaltleckage stets hinreichend zuverlässig an die Sperrfluiddichtung um- leiten zu können, wird mit einer bevorzugten Ausführungsform der Kraftstoffinjektoranordnung vorgeschlagen, dass der Kraftstoffinjektor für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut um den Kolbenteil aufweist. Eine solche Sammelnut ist bevorzugt eine Ringnut, wobei in die Sammelnut z.B. von der Gehäusewand abgestriffene Spaltleckage einbringbar ist. Um die Spaltleckage aus der Sammelnut weiterhin an die Sperrfluiddichtkammer zu verbringen, kann der Kraftstoffinjektor hierbei für die Umleitung der Spaltleckage einen Leitungszweig aufweisen, z.B. einen eigens gebildeten Bohrkanal, welcher über die Sammelnut anströmbar ist und an die Sperrfluiddichtkammer geführt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Kraftstoffinjektors gehen hierbei zum Beispiel dahin, dass das Brenngas-Düsenventilglied für die Ausbildung des Leitungszweigs eine (sich axial erstreckende) Hohlbohrung aufweist, insbesondere eine Sackbohrung. Eine solche Hohlbohrung kann sich durch den Kolbenteil und einen längsmittleren Abschnitt des Ventilgliedteils erstrecken und zum Beispiel über wenigstens eine radiale Stichbohrung seitens der Sammelnut angeströmt werden. Über z.B. eine weitere radiale Stichbohrung ausgehend von der Hohlbohrung - andernends an der Hohlbohrung gebildet - kann sodann die Sperrfluiddichtkammer mit aus der Hohlbohrung abströmendem Sperrfluid (Spaltleckage) angeströmt bzw. versorgt werden. Ein offenes (Bohr- werkzeug-)Eintrittsende der Hohlbohrung, welches bevorzugt düsenfern am Kolbenteil gebildet ist, kann hierbei mit einem Verschlusselement bzw. einem Stopfen verschlossen sein. In particular, in order always to be able to redirect the gap leakage sufficiently reliably to the barrier fluid seal, it is proposed in a preferred embodiment of the fuel injector arrangement that the fuel injector has a collecting groove around the piston part for the diversion of the gap leakage. Such a collecting groove is preferably an annular groove, wherein in the collecting groove, for example, from the housing wall abgestriffene Spaltleckage can be introduced. In order to continue to spend the gap leakage from the collecting groove to the Sperrfluiddichtkammer, can the fuel injector in this case have a line branch for the diversion of the gap leakage, for example a specially formed drilling channel, which can be flowed over by the collecting groove and is guided to the barrier fluid sealing chamber. Advantageous embodiments of the fuel injector are in this case, for example, that the fuel gas nozzle valve member for forming the line branch has a (axially extending) hollow bore, in particular a blind bore. Such a hollow bore may extend through the piston part and a longitudinally-central portion of the valve member part and be flowed, for example via at least one radial tap hole from the collecting groove. For example, a further radial tap hole, starting from the hollow bore - formed at the other end of the hollow bore - then the Sperrfluiddichtkammer can be supplied with supplied from the hollow bore barrier fluid (gap leakage) or supplied. An open (drilling tool) inlet end of the hollow bore, which is preferably formed remote from the nozzle on the piston part, can in this case be closed with a closure element or a stopper.
Allgemein ist somit vorgesehen, dass der Leitungszweig - als Bestandteil des Sperrfluid- dichtungssystems, wie im Übringen auch die Sammelnut - die Sammelnut mit der Sperrfluiddichtkammer kommunizierend verbindet. Eine alternative Ausgestaltung der Kraftstoffinjektoranordnung kann daneben zum Beispiel vorsehen, dass der Kraftstoffinjektor für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut aufweist, welche in der Gehäuse-Umfangswand um den Kolbenteil gebildet ist. Hierbei kann die Sammelnut z.B. Spaltleckage vom Kolbenteil abstreifen, d.h. zur Versorgung an die Sperrfluiddichtkammer. Eine solche Ausgestaltung erfordert jedoch eine Innenbearbeitung der Gehäuse- umfangswand und könnte in dieser Hinsicht aufwändiger in der Herstellung sein. Ein Leitungszweig bzw. Kanal, welcher die Sammelnut und die Sperrfluiddichtkammer kommunizierend verbindet, könnte hierbei in einem Injektorgehäuseelement, z.B. sich benachbart zu dem In general, it is thus provided that the line branch - as a component of the barrier fluid sealing system, as in bringing also the collecting groove - connects the collecting groove communicating with the barrier fluid seal chamber. An alternative embodiment of the fuel injector arrangement may additionally provide, for example, that the fuel injector for the diversion of the gap leakage has a collecting groove, which is formed in the housing peripheral wall around the piston part. Here, the collecting groove may be e.g. Strip the gap leakage from the piston part, i. for supply to the barrier fluid seal chamber. However, such a configuration requires an internal processing of the housing peripheral wall and could be more expensive to manufacture in this regard. A conduit which communicatively connects the collection groove and the barrier fluid seal chamber could be incorporated into an injector housing member, e.g. adjacent to the
Gehäuse erstreckend - gebildet sein, zum Beispiel wiederum mit einer Längsbohrung und erster und zweiter Stich- bzw. Querbohrung. Housing extending - be formed, for example, in turn with a longitudinal bore and first and second stub or transverse bore.
Mit Vorteil ist im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, den Kolbenteil mit einem ersten und einem zweiten Querschnitt bzw. gestuft auszugestalten. Eine solche Lösung wird insbesondere mit bevorzugten Ausgestaltungen erwogen, bei welchen die Sammelnut im Wesentlichen nur über den düsenferneren Steuerraum mit Hydraulikfluid gespeist wird. Dieser ist hierbei weiterhin bevorzugt ein mit Schließdruck beaufschlagbarer Steuerraum, das heißt ein Steuerraum, welcher über die überwiegende Betriebszeit - zur Einhaltung der Schließstellung des Brenngas- Düsenventilglieds - druckbeaufschlagt bzw. belastet ist. Ein Abschnitt des Kolbenteils mit kleinerem Querschnitt - unter Ausbildung eines relativ weiteren Kolbenspaltabschnitts - erstreckt sich hierbei seitens des düsenferneren Steuerraums bis an die Sammelnut, ein Abschnitt mit größerem Querschnitt - unter Ausbildung eines relativ engeren Kolbenspaltabschnitts - von der Sammelnut in Richtung düsennäherer Steuerraum. Advantageously, it is also provided in the context of the invention to design the piston part with a first and a second cross section or stepped. Such a solution is considered, in particular, with preferred embodiments, in which the collecting groove is supplied with hydraulic fluid essentially only via the nozzle-remote control chamber. This one is still here preferably a pressurizable with closing pressure control chamber, that is a control chamber, which is pressurized or loaded over the vast period of operation - to comply with the closed position of the fuel gas nozzle valve member. A portion of the piston part with a smaller cross section - forming a relatively further piston gap portion - extends from the nozzle remote control chamber to the collecting groove, a section with a larger cross-section - forming a relatively narrow piston gap portion - from the collecting groove in the direction of the nozzle closer control chamber.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass der Kolbenteil einen Dichtring aufweist, welcher Dichtring zwischen der Sammelnut und dem ventilgliedteilseitigen Kolbenteilende gegen die Gehäuse- bzw. Umfangswand um den Kolben dichtend an demselben angeordnet ist. Mit obigen Maßnahmen kann einerseits eine vorteilhaft gute Abdichtung zwischen den Steuerräumen erfolgen, andererseits eine zuverlässige Versorgung von Hydraulikfluid an die Sperrfluiddichtkammer sichergestellt werden (insoweit der relativ weitere Kolbenspaltabschnitt während des Injektorbetriebs im Wesentlichen ständig mit druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid befüllt ist). Alternatively or additionally, it can be provided that the piston part has a sealing ring, which sealing ring between the collecting groove and the valve member part side piston part end against the housing or peripheral wall around the piston is sealingly arranged on the same. With the above measures, on the one hand, an advantageously good seal between the control chambers can take place, on the other hand a reliable supply of hydraulic fluid to the barrier fluid sealing chamber can be ensured (insofar as the relatively further piston gap section is substantially constantly filled with pressurized hydraulic fluid during injector operation).
Allgemein und bevorzugt ist in Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Generally and preferably, it is also provided in a development of the invention that the
Sperrfluidsystem an ein Leckagesystem des Kraftstoffinjektors kommunizierend angebunden ist, insbesondere abströmseitig. Hierbei ist die Sperrfluiddichtkammer insoweit als Durchgangsvolumen bereitgestellt. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel vorsehen, dass Sperrfluid aus der Sperrfluiddichtkammer über eine Leitungsverbindung an das Leckagesystem absteuerbar ist, welche z.B. eine Drosselvorrichtung aufweist, z.B. weiterhin ein Rückschlagventil. Noch weiterhin bevorzugt ist es, dass das Sperrfluidsystem über eine Druckreguliervorrichtung desselben an das Leckagesystem des Kraftstoffinjektors kommunizierend angebunden ist. Locking fluid system is connected communicating to a leakage system of the fuel injector, in particular downstream. Here, the barrier fluid sealing chamber is provided as a throughput volume. Such a configuration may provide, for example, that barrier fluid from the barrier fluid seal chamber can be diverted via a line connection to the leakage system, which e.g. a throttle device, e.g. continue a check valve. Still further preferred is that the barrier fluid system is connected via a pressure regulating device of the same communicating to the leakage system of the fuel injector.
Mittels einer solchen Druckreguliervorrichtung, beispielweise einem Druckregulierventil, kann der Druck im Sperrfluidsystem zum Beispiel in Abhängigkeit eines aktuell vorherrschenden Brenngas-Drucks eingestellt werden, zum Beispiel wenn dieser im Teil-/Volllastbetrieb des Kraftstoffinjektors unterschiedlich ist, oder zum Beispiel auf einen Konstantdruck geregelt werden. Bevorzugt wird im Sperrfluiddichtungssystem ein Sperrfluiddruck eingestellt, welcher um ca. 10 bis 30 bar über dem Brenngas-Druckniveau liegt (welches zum Beispiel 350 bar beträgt). Ein etwaiges Überströmen von Sperrfluid in den Brenngas-Teil des Kraftstoffinjektors über eine Ventilgliedteil-Führung in einen Brenngas-Düsenraum kann hierbei als unbeachtlich angesehen werden, da dieses im Brenngasbetrieb schlicht mitverbraucht wird. By means of such a pressure regulating device, for example a pressure regulating valve, the pressure in the barrier fluid system can be adjusted, for example, as a function of a currently prevailing fuel gas pressure, for example if this is different in the partial / full load operation of the fuel injector, or regulated for example to a constant pressure. Preferably, a barrier fluid pressure is set in the barrier fluid sealing system, which is about 10 to 30 bar above the fuel gas pressure level (which, for example, is 350 bar). Any overflow of barrier fluid into the fuel gas portion of the fuel injector This can be regarded as irrelevant via a valve member part guide in a fuel gas nozzle chamber, since this is simply consumed in the fuel gas operation.
Das Sperrfluiddichtungssystem kann bei der vorgeschlagenen Kraftstoffinjektoranordnung auch wenigstens eine weitere Sperrfluiddichtung aufweisen, welche über das Sperrfluiddichtungssystem bzw. Leitungswege desselben mit Sperrfluid versorgt wird. Zum Beispiel kann eine Abströmleitung aus der Sperrfluiddichtkammer um den Ventilgliedteil, welche über die In the proposed fuel injector arrangement, the barrier fluid sealing system may also have at least one further barrier fluid seal, which is supplied with barrier fluid via the barrier fluid seal system or conduit paths thereof. For example, a drain line from the barrier fluid seal chamber may be around the valve member portion passing over the
Druckreguliervorrichtung an das Leckagesystem des Kraftstoffinjektors fuhrt verzweigen, insbesondere stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung, wobei über den Abzweig die weitere Sperrfluiddichtung mit Sperrfluid versorgt werden kann. Eine Abströmleitung aus der zweiten Sperrfluiddichtung kann hierbei, insbesondere stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung und stromabwärts des Abzweigs, wieder in die Abströmleitung aus der Sperrfluiddichtung um den Ventilgliedteil einmünden. Eine weitere Sperrfluiddichtung kann zum Beispiel an einer Spaltführung am Kraftstoffinjektor gebildet sein, in welcher ein Element verschieblich geführt ist, insbesondere zwischen einer Brenngasseite und einer Hydraulikseite. Zum Beispiel kann eine solche Spaltführung an einem Niederhalteelement wie etwa einer Stelze gebildet sein, welche federbelastet eine Schließkraft auf das Brenngas-Düsenventilglied ausübt, insbesondere auf den Kolbenteil und hierbei zum Beispiel an einem Brenngas-Durchgangs- und/oder -Speicherraum, z.B. als Brenngas-Zwischenspeicher bereitgestellt, aufgenommen ist. Pressure regulating device leads to the leakage system of the fuel injector branches, in particular upstream of the pressure regulating device, which can be supplied with barrier fluid via the branch, the further barrier fluid seal. An outflow line from the second barrier fluid seal can in this case, in particular upstream of the pressure regulating device and downstream of the branch, re-open into the outflow line from the barrier fluid seal around the valve member part. A further barrier fluid seal can be formed, for example, on a gap guide on the fuel injector in which an element is displaceably guided, in particular between a fuel gas side and a hydraulic side. For example, such a gap guide may be formed on a hold-down member, such as a stilt, which applies a closing force to the fuel gas nozzle valve member, in particular to the piston member and, for example, to a fuel gas passage and / or storage space, e.g. provided as a fuel gas buffer.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird weiterhin auch ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, welches wenigstens eine wie vorstehend erörterte Kraftstoffinjektoranordnung aufweist. Bevorzugt ist das Kraftstoffeinspritzsystem hierbei eingerichtet, mittels der Druckreguliervorrichtung ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30bar über einem Brenngas- Versorgungsdruck liegt. In the context of the present invention, a fuel injection system is furthermore proposed which has at least one fuel injector arrangement as discussed above. In this case, the fuel injection system is preferably set up to set a pressure level in the barrier fluid sealing system by means of the pressure regulating device, which is above a fuel gas supply pressure in the range from 10 bar to 30 bar.
Weiterhin wird auch eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, welche eine wie vorstehend erörterte Kraftstoffinjektoranordnung oder ein wie vorstehend erörtertes Kraftstoffein- spritzsystem aufweist. Furthermore, an internal combustion engine is also proposed which has a fuel injector arrangement as discussed above or a fuel injection system as discussed above.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnungen, die erfindungs- wesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in verschiedener Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, with reference to the figure of the drawings, the invention shows essential details, and from the claims. The individual features may be implemented individually for themselves or for a plurality of different combinations in a variant of the invention. Preferred embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 exemplarisch und schematisch eine Kraftstoffinjektoranordnung gemäß einer 1 shows an example and schematically a fuel injector according to a
möglichen Ausführungsform der Erfindung in einer abgebrochenen Schnittansicht.  possible embodiment of the invention in a broken sectional view.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion. In the following description and the drawings, the same reference numerals correspond to elements of the same or comparable function.
Fig. 1 exemplarisch und schematisch eine Kraftstoffinjektoranordnung 1 mit einem Kraftstoff- injektor 3 für den Betrieb mit Brenngas, wobei der Kraftstoffinjektor 3 als Single-Fuel- oder auch als Dual-Fuel-Kraftstoffinjektor eingerichtet sein kann, d.h. bei Ausgestaltung als Dual- Fuel-Kraftstoffinjektor auch für einen Flüssigkraftstoffbetrieb z.B. im Rahmen eines Zündstrahl- verfahrens oder für einen reinen Flüssigkraftstoffbetrieb. Der Kraftstoffinjektor 3 weist ein Injektorgehäuse 5 auf, welches mittels einer Anzahl an1 shows an example and schematically a fuel injector 1 with a fuel injector 3 for operation with fuel gas, the fuel injector 3 may be configured as a single-fuel or as a dual-fuel fuel injector, i. when configured as a dual-fuel fuel injector for a liquid fuel operation, e.g. as part of an ignition jet process or for pure liquid fuel operation. The fuel injector 3 has an injector 5, which by means of a number of
Gehäuseelementen gebildet ist, zum Beispiel mittels eines Düsenkörpers 7, weiterhin einem den Düsenkörper 7 deckelnden Element 9 wie einer Zwischenplatte oder einem weiteren Housing elements is formed, for example by means of a nozzle body 7, further comprising a nozzle body 7 lidding element 9 as an intermediate plate or another
Gehäuseelement 11. Im Düsenkörper 7 ist ein Brenngas-Düsenventilglied 13 des Kraftstoffinjektors 3 aufgenommen, welches gegen einen Ventilsitz 15 wirkt, d.h. zusammen mit diesem ein Brenngas-Düsenventil 17 des Kraftstoffinjektors 3 bildet. In Abhängigkeit der Hubstellung des Brenngas-Düsenventil- glieds 13 kann hierüber hochdruckbeaufschlagtes Brenngas aus einem Brenngas-Düsenraum 19 selektiv freigegeben werden, d.h. über eine nachgeordnete Brenngas-Düsenanordnung 21 des Kraftstoffinjektors 3. Zur Versorgung von Brenngas an den Brenngas-Düsenraum 19, zumHousing member 11. In the nozzle body 7, a fuel gas nozzle valve member 13 of the fuel injector 3 is received, which acts against a valve seat 15, i. forms together with this a fuel gas nozzle valve 17 of the fuel injector 3. Depending on the stroke position of the fuel gas nozzle valve member 13, pressurized fuel gas from a fuel gas nozzle chamber 19 can be selectively released therefrom, i. via a downstream fuel gas nozzle assembly 21 of the fuel injector 3. For supplying fuel gas to the fuel gas nozzle chamber 19, for
Beispiel mit einem Druckniveau von ca. 350 bar, weist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 einen Versorgungsstrang 23 auf, welcher von einem Brenngas-Einlass 25 des Kraftstoffinjektors 3 an den Brenngas-Düsenraum 19 geführt ist. Hierbei kann in dem Versorgungsstrang 23 weiterhin ein Brenngas-Zwischenspeicher 27 gebildet sein, zum Beispiel bereitgestellt durch ein partiell vergrößertes Volumen im Versorgungsstrang 23. Example with a pressure level of about 350 bar, the fuel injector 1 has a supply line 23 which is guided from a fuel gas inlet 25 of the fuel injector 3 to the fuel gas nozzle chamber 19. This can continue in the supply line 23 a fuel gas storage 27 may be formed, for example, provided by a partially enlarged volume in the supply line 23rd
Das Brenngas-Düsenventilglied 13 nunmehr weist einen Kolbenteil 29 und einen - sich daran anschließenden - Ventilgliedteil 31 auf, welche miteinander fest verbunden, insbesondere integral gebildet sind. Wie Fig. 1 veranschaulicht, ist der Ventilgliedteil 31 gleich einer bzw. als Düsennadel gebildet, weiterhin mit einem längsmittleren Bereich 33. An dem längsmittleren Bereich 33 ist der Ventilgliedteil 31 mittels einer denselben umfangenden Führung 35, gebildet mittels einer das Brenngas-Düsenventilglied 13 aufnehmenden Axialbohrung 37 (im Düsen- körper 7) eng anliegend bzw. mit sehr geringem Radialspiel geführt, d.h. mit einem Radialspiel AI. Über den geführten Abschnitt bzw. den längsmittleren Bereich 33 weist der Ventilgliedteil 31 hierbei einen Durchmesser Dl auf. The fuel gas nozzle valve member 13 now has a piston member 29 and a - adjoining - valve member part 31 which are fixedly connected to each other, in particular integrally formed. As shown in FIG. 1, the valve member portion 31 is formed like a nozzle needle, further having a longitudinal central portion 33. At the longitudinal central portion 33 of the valve member member 31 by means of a same circumferential guide 35, formed by means of a fuel gas nozzle valve member 13 receiving Axial bore 37 (in the nozzle body 7) tight fitting or performed with very little radial play, ie with a radial play AI. Via the guided section or the longitudinally central region 33, the valve member part 31 in this case has a diameter Dl.
Der Kolbenteil 29 bzw. der Kolben ist an einem düsenfernen Ende des Brenngas-Düsenventil- glieds 13, angrenzend an den Ventilgliedteil 31, gebildet, das heißt mit einem Durchmesser, welcher größer als Dl ist, allgemein mittels einer Querschnittsaufweitung des den Ventilgliedteil 31 bildenden stangenförmigen Abschnitts des Brenngas-Düsenventilglieds 13. The piston part 29 or the piston is formed at a nozzle-distal end of the fuel gas nozzle valve member 13, adjacent to the valve member part 31, that is with a diameter which is greater than Dl, generally by means of a cross-sectional widening of the rod-shaped part forming the valve member part 31 Portion of the fuel gas nozzle valve member 13.
Der Kolbenteil 29 ist in einem (Steuer-)Gehäuse 39 aufgenommen, welches mittels einer Bohrung im Düsenkörper 7 gebildet ist, ausgehend von welcher sich die Führung 35 des The piston part 29 is accommodated in a (control) housing 39, which is formed by means of a bore in the nozzle body 7, starting from which the guide 35 of the
Ventilgliedteils 31 hin zum Brenngas-Düsenraum 19 wegerstreckt. Düsenfern gedeckelt wird das Gehäuse 39 weiterhin durch das den Düsenkörper 7 deckelnde Element 9, sowie ein federbelastetes Niederhalteelement 41 in Form eines Stelzenelements, welches gegen das düsenferne Ende des Kolbenteils 29 in Anlage gedrängt ist, i.e. um für eine zuverlässige Einnahme der Schließstellung des Brenngas-Düsenventilglieds 13 zu sorgen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Vorspanneinrichtung 43 des Niederhalteelements (Druckfeder) hierbei vorteilhaft im Zwischenspeicherraum 27 des Brenngas- Versorgungsstrangs 23 untergebracht ist, mithin kein zusätzlicher Bauraum am Kraftstoffinjektor 3 für die Vorspanneinrichtung 43 erforderlich wird. Mitnotiert sei hierbei auch, dass das axial verschiebliche Stelzenelement 41 in einer (radial) spielbehafteten Führung 45 im deckelnden Element 9 geführt ist.  Valve member portion 31 wegerstreckt toward the fuel gas nozzle chamber 19. The housing 39 is further capped by the nozzle body 7 lidding element 9, as well as a spring-loaded hold-down element 41 in the form of a stilt element, which is pressed against the nozzle-distal end of the piston member 29 in abutment, ie. to provide for a reliable receipt of the closed position of the fuel gas nozzle valve member 13. At this point, it should be noted that the biasing means 43 of the hold-down element (pressure spring) is advantageously accommodated in the intermediate storage space 27 of the fuel gas supply line 23, thus no additional space is required at the fuel injector 3 for the biasing device 43. It should also be noted here that the axially displaceable stilt element 41 is guided in a (radially) play-related guide 45 in the lidding element 9.
Der im Gehäuse 39 aufgenommene Kolbenteil 29 teilt darin einen ersten 47 und einen zweiten 49 Hydraulik- Steuerraum volumenvariabel ab. Der erste Hydraulik-Steuerraum 47, welcher düsennäher gebildet ist, ist dazu bereitgestellt, bei Belastung desselben einen Öffnungsdruck auf das Kolbenelement 29 auszuüben, der zweite Steuerraum 49, welcher düsenferner gebildet ist, dazu, bei Belastung desselben einen Schließdruck auf das Kolbenelement 29 auszuüben. The piston part 29 accommodated in the housing 39 divides a first 47 and a second 49 hydraulic control chamber in a volume-variable manner. The first hydraulic control chamber 47, which is formed closer to the nozzle, is provided to have an opening pressure upon loading thereof exerting the piston member 29, the second control chamber 49, which is formed nozzle-distant, to exert a closing pressure on the piston member 29 when loaded.
Die mittels erstem 47 und zweitem 49 Hydraulik- Steuerraum sowie dem Kolbenteil 29 gebildete Kolbensteuervorrichtung umfasst weiterhin ein Steuerventil 51 (Pilotventil), über welches sowohl ein Hydraulikfluid-Belastungspfad (Versorgungspfad von der Hochdruckseite) 53 des Kraftstoffinjektors 3 als auch ein Hydraulikfluid- Entlastungspfad 55 (Abströmpfad zur Niederdruckseite) des Kraftstoffinjektors 3 geführt ist. Das Steuerventil 51 ist bevorzugt als 4/2-Wege- Ventil bereitgestellt, zum Beispiel als Schieberventil oder z.B. als Kombination zweier 3/2-Wege- Ventile. In Abhängigkeit der Schaltstellung des Steuerventils 51 kann ein Hydraulikdruck entweder auf den einen Hydraulik- Steuerraum 47 bzw. 49 wirken (Belastung), während der andere Hydraulik-Steuerraum 49 bzw. 47 hin zur Niederdruckseite entlastet wird (abströmendes Hydraulikfluid) oder umgekehrt. The piston control device formed by first 47 and second 49 hydraulic control chamber and the piston member 29 further comprises a control valve 51 (pilot valve) via which both a hydraulic fluid load path (supply path from the high pressure side) 53 of the fuel injector 3 and a hydraulic fluid discharge path 55 (FIG. Outflow path to the low pressure side) of the fuel injector 3 is guided. The control valve 51 is preferably provided as a 4/2-way valve, for example as a slide valve or e.g. as a combination of two 3/2-way valves. Depending on the switching position of the control valve 51, a hydraulic pressure can either act on one hydraulic control chamber 47 or 49 (load), while the other hydraulic control chamber 49 or 47 is relieved towards the low-pressure side (outflowing hydraulic fluid) or vice versa.
In der gezeigten Schaltstellung ist beispielsweise der zweite Hydraulik-Steuerraum 49 belastet, während der erste Hydraulik- Steuerraum 47 entlastet ist, das heißt das Brenngas-Düsenventil- glied 13 wird in die gezeigte Schließstellung gedrängt. Wird das Steuerventil 1 umgesteuert, kann der zweite Hydraulik-Steuerraum 49 entlastet werden und der erste Hydraulik- Steuerraum 47 belastet, so dass ein Abheben des Brenngas-Düsenventilglieds 13, insbesondere in In the switching position shown, for example, the second hydraulic control chamber 49 is loaded, while the first hydraulic control chamber 47 is relieved, that is, the fuel gas nozzle valve member 13 is urged into the closed position shown. If the control valve 1 is reversed, the second hydraulic control chamber 49 can be relieved and the first hydraulic control chamber 47 loaded, so that a lifting of the fuel gas nozzle valve member 13, in particular in
Verbindung mit einem Brennraumdruck, gegen die Schließkraft des Niederhalteelements 41 ermöglicht ist, das heißt das Brenngas-Düsenventilglied 13 wird in Öffnungsstellung gedrängt. Ersichtlich wird mit der derart ausgestalteten Kolbensteuervorrichtung insoweit der Hub des Brenngas-Düsenventilglieds 13 hydraulisch gesteuert.  Connection with a combustion chamber pressure, against the closing force of the hold-down element 41 is made possible, that is, the fuel gas nozzle valve member 13 is urged in the open position. As can be seen, the stroke of the fuel gas nozzle valve member 13 is controlled hydraulically with the thus configured piston control device.
Der Kraftstoffinjektor 3 ist hierbei weiterhin auch - in die Erfindung kennzeichnender Weise - eingerichtet, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt 57 um den Kolbenteil 29 in eine um den Ventilgliedteil 31 gebildete Sperrfluiddichtkammer 59 eines Sperrfluiddichtungssystems 61 des Kraftstoffinjektors 3 umzuleiten, um eine Sperrfluiddichtung 63 am Ventilgliedteil 31 zu bilden. In this case, the fuel injector 3 is also equipped - in the invention characterizing manner - to redirect gap leakage from a piston guide gap 57 around the piston member 29 into a sealing fluid sealing chamber 59 of a barrier fluid sealing system 61 of the fuel injector 3 formed around the valve member member 31, to a sealing fluid seal 63 on the valve member member 31 form.
Die Sperrfluiddichtung 63 umgibt hierbei den Ventilgliedteil 31 am mit engem Spiel geführten Abschnitt 33 bzw. innerhalb desselben, wobei die Sperrfluiddichtkammer 59 mittels einer Ringnut - innerhalb der axialen Erstreckung der Führung 35 - im Düsenkörper 7 gebildet ist, welche gegen den benachbarten Ventilgliedteil 31 geöffnet ist. Derart wird mittels in die Sperrfluiddichtkammer 59 eingetragenem und druckbeaufschlagtem Hydraulikfluid bzw. The barrier fluid seal 63 in this case surrounds the valve member part 31 at the tightly guided portion 33 and within the same, wherein the barrier fluid seal chamber 59 by means of an annular groove - within the axial extent of the guide 35 - is formed in the nozzle body 7, which is open against the adjacent valve member part 31. Such is by means of registered in the sealing fluid sealing chamber 59 and pressurized hydraulic fluid or
Sperrfluid in Form von umgeleiteter Spaltleckage ein Überströmen von Brenngas seitens des Brenngas-Düsenraums 19 über die Axialbohrung 37 in das Gehäuse 39 und somit den hydraulischen Steuerkreis wirksam verhindert. Blocking fluid in the form of redirected gap leakage effectively prevents overflow of fuel gas from the fuel gas nozzle chamber 19 via the axial bore 37 into the housing 39 and thus the hydraulic control circuit.
Bevorzugt wird für die zuverlässige Umleitung der Spaltleckage vorgesehen, den Kolbenteil 29 mit abgestuftem Querschnitt zu bilden, wobei ein erster Abschnitt 29a mit relativ kleinerem Querschnitt bzw. Durchmesser D2 sich von dem düsenfernen Ende des Kolbenteils 29 bzw. seitens des zweiten Hydraulik-Steuerraums 49 bis zu einer Sammelnut 65 erstreckt, welche um den Kolbenteil 29 als Ringnut gebildet ist. Preferably, for the reliable diversion of the gap leakage is provided to form the piston member 29 with stepped cross-section, wherein a first portion 29a with a relatively smaller cross section or diameter D2 from the nozzle distal end of the piston member 29 and the second hydraulic control chamber 49 to to a collecting groove 65 which is formed around the piston member 29 as an annular groove.
Ein zweiter Abschnitt 29b mit relativ größerem Querschnitt bzw. einem Durchmesser D3 erstreckt sich weiterhin von der Sammelnut 65 hin zu dem düsennahen Ende des Kolbenteils 29 bzw. hin zum ersten Hydraulik-Steuerraum 47. Derart wird ein Kolbenführungspalt 57 um den Kolbenteil 29 gebildet, welcher über den ersten Abschnitt 29a relativ weites Spiel A2 zur Kolbenumfangswand aufweist und welcher über den zweiten Abschnitt 29b relativ engeres Spiel A3 zur Kolbenumfangswand aufweist. Allgemein wird eine Kraftstoffinjektorauslegung also wie folgt angestrebt: D3>D2>D1 und weiterhin A1<A3<A2. A second section 29b with a relatively larger cross-section or a diameter D3 further extends from the collecting groove 65 to the nozzle-near end of the piston member 29 and toward the first hydraulic control chamber 47. Thus, a piston guide gap 57 is formed around the piston member 29, which has over the first portion 29a relatively wide clearance A2 to the piston peripheral wall and which has over the second portion 29b relatively narrow clearance A3 to the piston peripheral wall. In general, a fuel injector design is therefore aimed at as follows: D3> D2> D1 and furthermore A1 <A3 <A2.
Zur noch besseren Abdichtung zwischen dem ersten 47 und dem zweiten 49 Hydraulik- Steuerraum, welche die Leckageverluste während des Öffnungsvorgangs noch weiter gering halten kann, mithin ein schnelleres Öffnen ermöglicht, kann um den Kolbenteil 29 ein Dichtring 67 bzw. Kolbenring angeordnet sein, das heißt zwischen der Sammelnut 65 und dem düsennahen Kolbenteilende. For even better sealing between the first 47 and the second 49 hydraulic control chamber, which can keep the leakage losses during the opening even further low, thus allowing a faster opening, may be arranged around the piston member 29, a sealing ring 67 or piston ring, that is between the collecting groove 65 and the nozzle near the piston part end.
Mit dieser Ausgestaltung nimmt die Sammelnut 65 überwiegend oder nahezu ausschließlich Spaltleckage aus dem Kolbenführungsspalt 57 auf, welche dort über den ersten Abschnitt 29a ansteht, d.h. bei Betrieb des Kraftstoffmjektors 3 regelmäßig druckbeaufschlagt ansteht. Das deshalb, als die hierbei seitens des zweiten bzw. Schließdruck-Hydraulik-Steuerraums 49 über den Kolbenspalt 57 an die Sammelnut 65 geführte Spaltleckage über die Mehrzahl der Betriebszeitanteile unter Hydraulikdruck steht bzw. belastet ist. Um die Spaltleckage an die Sperrfluiddichtkammer 59 umzuleiten, weist das Sperrfluid- dichtungssystem 61 weiterhin einen Leitungszweig 69 auf, welcher mittels einer als Sackbohrung gebildeten Hohlbohrung 71 im Brenngas-Düsen ventilglied 13 gebildet ist. Die With this configuration, the collecting groove 65 receives predominantly or almost exclusively gap leakage from the piston guide gap 57, which is present there over the first portion 29a, ie when the fuel injector 3 is regularly pressurized. This is because the gap leakage conducted by the second or closing-pressure hydraulic control chamber 49 via the piston gap 57 to the collecting groove 65 is or is subject to hydraulic pressure over the majority of the operating time portions. In order to redirect the gap leakage to the barrier fluid seal chamber 59, the Sperrfluid- sealing system 61 further comprises a line branch 69, which valve member 13 is formed by means of a hollow bore formed as a blind bore 71 in the fuel gas nozzle. The
Hohlbohrung 71 erstreckt sich hierbei über einen Abschnitt vom düsenfernen Ende des Hollow bore 71 extends over a portion of the nozzle distal end of the
Kolbenteils 29 bis in den geführten Abschnitt 33 hinein (axial), an welchem die Sperrfluid- dichtung 63 gebildet ist. Düsenfern ist die Hohlbohrung 71 hierbei mit einem Stopfenelement 73 verschlossen. Piston part 29 into the guided portion 33 into (axially), on which the barrier fluid seal 63 is formed. Düsenfern the hollow bore 71 is in this case closed with a plug member 73.
Die derart gebildete Hohlbohrung 71 kann seitens der Sammelnut 65 über wenigstens eine radial ausgeführte Stichbohrung 75 mit der Spaltleckage (Hydraulikfluid) beaufschlagt bzw. angeströmt werden, wobei abströmseitig die Sperrfluiddichtkammer 59 über wenigstens eine weitere radial ausgeführte Stichbohrung 77 - über den gesamten möglichen Brenngas-Düsenventilglied- Stellungsbereich - mit dem derart umgeleiteten Spaltleckagefluid anströmbar ist. Beachtlich ist im Rahmen der aufgezeigten Anordnung hierbei, dass über die Wahl der Weite des Kolbenführungsspalts am ersten Abschnitt 29a eine Vordrosselung, mithin ein Druckniveau, gezielt voreinstellbar ist, unter welcher bzw. mit welchem die Spaltleckage über die Sammelnut 65 abgreifbar ist. Über den Umleitungszweig 69 kann das abgezweigte Fluid sodann ohne weitere nennenswerte Drosselung bzw. Druckbeeinflussung an die Sperrfluiddichtkammer 59 versorgt werden. The hollow bore 71 formed in this way can be acted upon or flowed against by the collecting groove 65 via at least one radially executed tap hole 75, whereby the barrier fluid seal chamber 59 exits through at least one further radially executed tap hole 77 over the entire possible fuel gas nozzle valve member - Position range - with the thus redirected gap leakage fluid can be flowed. Noteworthy is in the context of the arrangement shown here that on the choice of the width of the piston guide gap at the first portion 29a a pre-throttling, thus a pressure level, is selectively preset, under which or with which the gap leakage can be tapped off via the collecting groove 65. About the bypass branch 69, the branched fluid can then be supplied to the barrier fluid seal chamber 59 without further significant throttling or pressure influencing.
Wie Fig. 1 auch veranschaulicht, weist die Kxaftstoffinjektoranordnung 1 weiterhin ein As also illustrated in FIG. 1, the fuel injector assembly 1 continues to be
Leckagesystem 79 auf, an welches das Sperrfluiddichtungssystem 61 des Kraftstoffinjektors 3 - abströmseitig - kommunizierend angebunden ist, insbesondere über eine Druckreguliervor- richtung 81. Hierbei führt eine Abströmleitung 83 des Sperrfluiddichtungssystems 61 seitens der Sperrfluiddichtkammer 59 hin zu der Druckreguliervorrichtung 81, über welche hierbei ein Druck im Sperrfluiddichtungssystem 61 einstellbar ist. Die Druckreguliervorrichtung 81 ist bevorzugt mittels eines variablen Druckregulierventils gebildet, welches eine Anpassung des Druckniveaus der Sperrfluiddichtung 63 bzw. im Sperrfluiddichtungssystem 61 an ein gerade vorherrschendes Brenngas- Versorgungsdruckniveau ermöglicht, das heißt durch geeignet variierte Absteuerung von Sperrfluid in das nachgeordnete Leckagesystem 79 (hin zur Leakage system 79, to which the Sperrfluiddichtungssystem 61 of the fuel injector 3 - downstream - communicatively connected, in particular via a Druckreguliervor- direction 81. Here, a discharge line 83 of the Sperrfluiddichtungssystems 61 from the Sperrfluiddichtkammer 59 leads to the pressure regulating device 81, which in this case a pressure in the sealing fluid sealing system 61 is adjustable. The pressure regulating device 81 is preferably formed by means of a variable pressure regulating valve, which allows an adjustment of the pressure level of the barrier fluid seal 63 or in the barrier fluid sealing system 61 to a straight prevailing fuel gas supply pressure level, that is by appropriately varied Absteuerfluid of the downstream leakage system 79 (towards
Niederdruckseite) . Bei der gezeigten Ausgestaltung des Kraftstoffinjektors 3 weist das Sperrfluiddichtungssystem 61, parallel zu der Abströmleitung 83 geschaltet, weiterhin einen Sperrfluidkreis 85 auf, über welchen eine weitere Sperrfluiddichtung 87 mit Sperrfluid aus der Spaltleckage des Kolbenführungsspalts 57 versorgt wird. Low pressure side). In the illustrated embodiment of the fuel injector 3, the barrier fluid sealing system 61, connected in parallel to the discharge line 83, further comprises a blocking fluid circuit 85, via which a further barrier fluid seal 87 is supplied with barrier fluid from the gap leakage of the piston guide gap 57.
Die weitere Sperrfluiddichtung 87 ist hierbei - mittels einer weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 - um den in der Führung 45 aufgenommenen Abschnitt des Niederhalteelements 41 herum gebildet und bewirkt dort eine Abdichtung gegen Brenngas-Leckage, welche andernfalls entlang der Spaltführung um das Stelzenglied 41 in das (Steuer-)Gehäuse 39 eintreten könnte, das heißt von der durch den Zwischenspeicher 27 gebildeten Brenngasseite hin zur Hydraulikseite (des Hydrauliksteuerkreises bzw. der Kolbensteuervorrichtung). Zur Ausbildung des Sperrfluidkreises 85 mit der weiteren bzw. zweiten Sperrfluiddichtung 87 zweigt ein erster Leitungszweig 91 des Sperrfluidkreises 85 seitens der Abströmleitung 83 (und stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung 81) an die weitere Sperrfluiddichtkammer 89 ab und bewirkt dort den für die Dicht- funktionalität vorgesehenen Druckaufbau in der weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 mittels des Sperrfluids (Spaltleckage; Hydraulikfluid). Abströmseitig aus der weiteren Sperrfluiddichtkammer 89 f hrt ein zweiter Leitungszweig 93, welcher stromabwärts des Abzweigpunktes 95 des ersten Leitungsweigs 91 (und stromaufwärts der Druckreguliervorrichtung 81) wieder in die Abströmleitung 83 einzweigt. The further barrier fluid seal 87 is in this case-by means of a further barrier fluid seal chamber 89-formed around the portion of the hold-down element 41 accommodated in the guide 45 and effects a seal against fuel gas leakage, which would otherwise run along the gap guide around the stilt member 41 into the (control) ) Housing 39 could enter, that is, from the fuel gas side formed by the buffer 27 to the hydraulic side (of the hydraulic control circuit or the piston control device). In order to form the barrier fluid circuit 85 with the further or second barrier fluid seal 87, a first line branch 91 of the barrier fluid circuit 85 branches off from the outflow line 83 (and upstream of the pressure regulator 81) to the further barrier fluid seal chamber 89, where it causes the pressure build-up in the sealing functionality the further barrier fluid seal chamber 89 by means of the barrier fluid (gap leakage hydraulic fluid). On the outflow side from the further barrier fluid seal chamber 89, a second line branch 93 leads, which branches back into the outflow line 83 downstream of the branch point 95 of the first branch line 91 (and upstream of the pressure regulating device 81).
Mit dieser Anordnung wird es somit möglich, über die Druckreguliervorrichtung 81 den Druck im gesamten Sperrfluiddichtungssystem 61, mithin in beiden Sperrfluiddichtkammern 59, 89 bzw. den jeweiligen Sperrfluiddichtungen 63, 87 einzustellen. Bevorzugt ist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 oder ein Kraftstoffeinspritzsystem, welches eine solche Kraftstoff- injektoranordnung 1 aufweist hierbei eingerichtet, ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem 61 einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30bar über einem Brenngas- Versorgungsdruckniveau liegt. Somit kann verhindert werden, dass über die Maßen viel With this arrangement, it is thus possible, via the pressure regulating device 81, to set the pressure in the entire barrier fluid sealing system 61, that is, in both barrier fluid seal chambers 59, 89 and the respective barrier fluid seals 63, 87. The fuel injector arrangement 1 or a fuel injection system which has such a fuel injector arrangement 1 is preferably set up to set a pressure level in the barrier fluid sealing system 61 which is above a fuel gas supply pressure level in the range from 10 bar to 30 bar. Thus it can be prevented that much
Sperrfluid in den Brenngas-Bereich überströmt, gleichzeitig aber eine zuverlässige Abdichtung mittels der Sperrfluiddichtungen 63, 87 bewirkt werden. Locking fluid flows into the fuel gas area, but at the same time a reliable seal by means of the barrier fluid seals 63, 87 are effected.
Eine Druckreguliervorrichtung 81 kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl im Kraftstoffinjektor 3 aber auch außerhalb des Kraftstoffinjektors 3 vorgesehen werden. Die externe Unterbringung kann zum Beispiel oberhalb eines Einzeldruckspeichers des In the context of the present invention, a pressure regulating device 81 can be provided both in the fuel injector 3 and also outside the fuel injector 3. The external accommodation can be, for example, above a single-pressure accumulator of the
Kraftstoffinjektors 3 erfolgen, insbesondere bei Verwendung größer bauender variabel steuerbarer Druckregulierventile. In Hinblick auf die Druckreguliervorrichtung 81 kann diese entlastet, mithin deren Baugröße dann vorteilhaft klein gehalten werden, wenn die über die Bemessung des Kolbenspalts 57 erzielte Vordrosselung so eingestellt ist, dass die Druckreguliervorrichtung 81 nur geringe Volumenströme zur Druckeinstellung im Sperrfluiddichtungssystem abzusteuern braucht. Fuel injector 3 done, especially when using larger build variable controllable pressure regulating valves. With regard to the pressure regulating device 81, this can be relieved, so that their size can be kept advantageously small when adjusted over the design of the piston gap 57 Vorordelung is set so that the pressure regulating device 81 only needs to control low flow rates for pressure adjustment in Sperrfluiddichtungssystem.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kraftstoffinj ektoranordnung1 fuel injector arrangement
3 Kraftstoffinj ektor 3 Fuel injector
5 Injektorgehäuse  5 injector housing
7 Düsenkörper  7 nozzle body
9 Deckelndes Element 9 Covering element
11 Weiteres Gehäuseelement11 Further housing element
13 Brenngas-Düsenventilglied13 fuel gas nozzle valve member
15 Ventilsitz 15 valve seat
17 Brenngas-Düsenventil 17 fuel gas nozzle valve
19 Brenngas-Düsenraum19 fuel gas nozzle chamber
21 Brenngas-Düsenanordnung21 fuel gas nozzle arrangement
23 Versorgungsstrang 23 supply line
25 Brenngas-Einlass  25 fuel gas inlet
27 Brenngas-Zwischenspeicher 27 fuel gas buffer
29 Kolbenteil 29 piston part
29a erster Abschnitt  29a first section
29b zweiter Abschnitt  29b second section
31 Ventilgliedteil  31 valve member part
33 Längsmittlerer Bereich 33 longitudinal median area
35 Führung 35 leadership
37 Axialbohrung  37 axial bore
39 Steuergehäuse  39 control housing
41 Niederhalteelement  41 hold-down element
43 Vorspanneinrichtung 43 biasing device
45 Führung 45 leadership
47 erster Hydraulik- Steuerraum 47 first hydraulic control room
49 zweiter Hydraulik-Steuerraum49 second hydraulic control room
51 Steuerventil 51 control valve
53 Hydraulik-Belastungspfad 53 Hydraulic load path
55 Hydraulik-Entlastungspfad55 Hydraulic unloading path
57 Kolbenführungsspalt57 piston guide gap
59 Sperrfluiddichtkammer Sperrfluiddichtungssystem Sperrfluiddichtung 59 barrier fluid seal chamber Barrier fluid seal system barrier fluid seal
Sammelnut collecting groove
Dichtring seal
Leitungszweig leg
Hohlbohrung hollow bore
Stopfenelement plug member
Stichbohrung branch bore
Weitere Stichbohrung Further puncture drilling
Leckagesystem leakage system
Druckreguliervorrichtung Abströmleitung Pressure regulating device outflow line
Sperrfluidkreis Barrier fluid circuit
Weitere Sperrfluiddichtung Weitere Sperrfluiddichtkammer Erster Leitungszweig Other barrier fluid seal Other barrier fluid seal chamber First line branch
Zweiter Leitungszweig Second line branch
Abzweigpunkt branching point

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kraftstoffinjektoranordnung (1 ) mit einem Kraftstoffinjektor (3) für den Betrieb mit Brenngas, wobei A fuel injector assembly (1) having a fuel injector (3) for operation with fuel gas, wherein
- der Kraftstoffinjektor (1) ein Brenngas -Düsen ventilglied (13) mit einem Kolbenteil (29) und einem Ventilgliedteil (31) aufweist, wobei der Kolbenteil (29) in einem Gehäuse (39) aufgenommen ist und darin einen ersten (47) und einen zweiten (49) Hydraulik-Steuerraum volumenvariabel abteilt; wobei - The fuel injector (1) has a fuel gas nozzle valve member (13) having a piston member (29) and a valve member part (31), wherein the piston member (29) is housed in a housing (39) and therein a first (47) and dividing a second (49) hydraulic control chamber in a volume-variable manner; in which
- der Kraftstoffinjektor (3) eingerichtet ist, Spaltleckage aus einem Kolbenführungsspalt (57) um den Kolbenteil (29) in eine um den Ventilgliedteil (31) gebildete Sperrfluiddichtkammer (59) eines Sperrfluiddichtungssystems (61) des Kraftstoffinjektors (3) umzuleiten, um eine  the fuel injector (3) is arranged to divert gap leakage from a piston guide gap (57) about the piston part (29) into a barrier fluid seal chamber (59) of a barrier fluid seal system (61) of the fuel injector (3) formed around the valve member part (31)
Sperrfluiddichtung (63) am Ventilgliedteil (31) zu bilden. Barrier fluid seal (63) on the valve member part (31) to form.
2. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 1, 2. Fuel injector arrangement (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) um den Kolbenteil (29) aufweist; und/oder  the fuel injector (3) for the diversion of the gap leakage has a collecting groove (65) around the piston part (29); and or
- der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage einen Leitungszweig (69) aufweist, welcher mit der Spaltleckage aus dem Kolbenführungsspalt (57) anströmbar ist und an die Sperrfluiddichtkammer (59) geführt ist.  - The fuel injector (3) for the diversion of the gap leakage has a line branch (69), which with the gap leakage from the piston guide gap (57) can be flowed against and is guided to the Sperrfluiddichtkammer (59).
3. Kraftstoffinjektoranordnung( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Fuel injector arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) aufweist, welche als Ringnut am Kolbenteil (29) gebildet ist, wobei das Brenngas- the fuel injector (3) for the diversion of the gap leakage has a collecting groove (65) which is formed as an annular groove on the piston part (29), wherein the fuel gas
Düsenventilglied (13) durch den Kolbenteil (29) und einen längsmittleren Abschnitt des Ventilgliedteils (31) eine Hohlbohrung (71) aufweist, mittels derer die Sammelnut (65) und die Sperrfluiddichtkammer (59) kommunizierend verbunden sind. Nozzle valve member (13) through the piston member (29) and a longitudinally-central portion of the valve member member (31) has a hollow bore (71), by means of which the collecting groove (65) and the Sperrfluiddichtkammer (59) are communicatively connected.
4. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 3, 4. fuel injector arrangement (1) according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
dass der Kolbenteil (29) einen Dichtring (67) aufweist, welcher zwischen der Sammelnut (65) und dem ventilgliedteilseitigen Kolbenteilende gegen die Umfangswand um den Kolbenteil (29) dichtend an demselben angeordnet ist; und/oder 15 der Kolbenteil (29) einen ersten Abschnitt (29a) relativ kleineren Querschnitts aufweist, welcher sich von einem düsenfernen Ende bis zur Sammelnut (65) erstreckt, und der Kolbenteil (29) weiterhin einen zweiten Abschnitt (29b) relativ größeren Querschnitts aufweist, welcher sich von der Sammelnut (65) hin zu einem düsennahen Ende des Kolbenteils (29) erstreckt. that the piston member (29) has a sealing ring (67) which is arranged between the collecting groove (65) and the valve member part side piston part end against the peripheral wall around the piston member (29) sealingly thereon; and or 15, the piston member (29) has a first portion (29a) of relatively smaller cross-section which extends from a nozzle distal end to the collecting groove (65) and the piston member (29) further comprises a second portion (29b) of relatively larger cross-section which extends from the collecting groove (65) to a nozzle near end of the piston member (29).
5. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, 5. fuel injector assembly (1) according to any one of claims 1 and 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (3) für die Umleitung der Spaltleckage eine Sammelnut (65) aufweist, welche in einer Gehäuse-Umfangswand um den Kolbenteil (29) gebildet ist, wobei ein Kanal in einem Injektorgehäuse (5) die Sammelnut (65) und die  the fuel injector (3) for the diversion of the gap leakage has a collecting groove (65) which is formed in a housing peripheral wall around the piston member (29), wherein a channel in an injector (5), the collecting groove (65) and the
Sperrfluiddichtkammer (59) kommunizierend verbindet.  Blocking fluid sealing chamber (59) connects communicating.
6. Kraftstoffinjektoranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Fuel injector arrangement (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- das Sperrfluiddichtungssystem (61) an ein Leckagesystem (79) des Kraftstoffinjektors (3) kommunizierend angebunden ist, insbesondere abströmseitig.  - The barrier fluid seal system (61) to a leakage system (79) of the fuel injector (3) is communicatively connected, in particular downstream.
7. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 6, 7. Kraftstoffinjektoranordnung (1) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- das Sperrfluiddichtungssystem (61) über eine Druckreguliervorrichtung (81) an das  - The barrier fluid sealing system (61) via a pressure regulating device (81) to the
Leckagesystem (79) des Kraftstoffinjektors (1) kommunizierend angebunden ist.  Leakage system (79) of the fuel injector (1) communicatively connected.
8. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Kraftstoffinjektoranordnung (1) according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Kraftstoffinjektor (1) wenigstens eine weitere Sperrfluiddichtung (87) aufweist, welche über das Sperrfluiddichtungssystem (61) mit Sperrfluid versorgt wird.  the fuel injector (1) has at least one further barrier fluid seal (87) which is supplied with barrier fluid via the barrier fluid seal system (61).
9. Kraftstoffinj ektoranordnung ( 1 ) nach Anspruch 8 , 9. fuel injector arrangement (1) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
- die weitere Sperrfluiddichtung (87) zwischen einer Brenngasseite und einer  - The further barrier fluid seal (87) between a fuel gas side and a
Hydraulikseite einer Spaltführung (45) um ein darin geführtes Element (41) gebildet ist.  Hydraulic side of a gap guide (45) is formed around a guided element (41).
10. Kraftstoffeinspritzsystem, 16 dadurch gekennzeichnet, dass 10. fuel injection system, 16 characterized in that
das Kraftstoffeinspritzsystem wenigstens eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.  the fuel injection system comprises at least one fuel injector arrangement (1) according to one of the preceding claims.
11. Kraftstoffeinspritzsy stem (1) nach Anspruch 10 und Anspruch 7; 11. Kraftstoffeinspritzsy system (1) according to claim 10 and claim 7;
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Kraftstoffeinspritzsystem eingerichtet ist, mittels der Druckreguliervorrichtung (81) ein Druckniveau im Sperrfluiddichtungssystem (61) einzustellen, welches im Bereich von 10 bar bis 30bar über einem Brenngas- Versorgungsdruck liegt.  the fuel injection system is arranged to set a pressure level in the barrier fluid sealing system (61) by means of the pressure regulating device (81), which is in the range of 10 bar to 30 bar above a fuel gas supply pressure.
12. Brennkraftmaschine, 12th internal combustion engine,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder ein Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 10 und 11 aufweist.  the internal combustion engine comprises a fuel injector arrangement (1) according to one of claims 1 to 9 or a fuel injection system according to one of claims 10 and 11.
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