WO2017097413A1 - Kraftstoffinjektoranordnung - Google Patents

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WO2017097413A1
WO2017097413A1 PCT/EP2016/002057 EP2016002057W WO2017097413A1 WO 2017097413 A1 WO2017097413 A1 WO 2017097413A1 EP 2016002057 W EP2016002057 W EP 2016002057W WO 2017097413 A1 WO2017097413 A1 WO 2017097413A1
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fuel
fuel gas
barrier fluid
hydraulic
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PCT/EP2016/002057
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Markus Kalenborn
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L'orange Gmbh
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    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Definitions

  • the present invention relates to a fuel injector assembly 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 is provided only for the ejection of fuel gas, alternatively and preferably a dual-fuel fuel injector, which can also eject liquid fuel in addition to fuel gas, for example diesel fuel, heavy oil or bio-oil.
  • 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 fuel injector assembly having a fuel injector as discussed above is preferably part of a common rail fuel injector.
  • the fuel injector arrangement can be used, for example, with a large engine, for example in a motor vehicle such as a ship, a locomotive, a special vehicle or a utility vehicle, or be provided, for example, for a stationary device, eg for a cogeneration plant, an (emergency) Generator, eg also for industrial applications.
  • the fuel injector has a fuel gas nozzle valve with a fuel gas nozzle valve member, e.g. a nozzle needle, wherein the fuel gas nozzle valve further preferably comprises a valve seat against which the fuel gas nozzle valve member can act.
  • a fuel gas flow path can be released at the fuel injector toward a downstream fuel gas nozzle assembly, i. Brenngas be wasüst, with return of the fuel gas nozzle valve member in the seat or closing the fuel gas nozzle valve, the ejection is terminated.
  • the proposed Kraftstoffinjektoran the ejection of fuel gas, for example, with a fuel gas (system) pressure level in the range of 350 bar to 550 bar provided.
  • the fuel injector arrangement furthermore has a barrier fluid system or a sealing fluid sealing system, by means of which a barrier fluid seal can be formed on at least one element of the fuel injector guided by fuel gas (from the terminology
  • a barrier fluid seal is in particular a seal, which is formed by means of a hydraulic fluid, preferably also by means of a barrier fluid sealing chamber, for example in the form of an annular chamber or an annular groove into which the hydraulic fluid is introduced.
  • the hydraulic fluid can preferably act via a (circumferential) opening of the annular chamber against the fuel gas-guided element or contact the same.
  • Fuel gas bearing guided elements, on which a barrier fluid seal is formed or formed, may be used in the present invention, e.g. a closure member, e.g. a valve member, and / or the fuel gas nozzle valve member, in particular if this - as is preferably provided by the invention - is hydraulically controlled, that is by means of a hydraulic control circuit of the fuel injector.
  • a closure member e.g. a valve member
  • the fuel gas nozzle valve member in particular if this - as is preferably provided by the invention - is hydraulically controlled, that is by means of a hydraulic control circuit of the fuel injector.
  • one or a plurality of barrier fluid seals or barrier fluid seal chambers can be connected to the barrier fluid system.
  • the proposed fuel injector is further adapted to feed or supply the barrier fluid system with a barrier fluid, which - as hydraulic fluid - is branched off from a hydraulic control circuit of the fuel injector at a branch point, at which hydraulic system pressure permanently applied (eg also pressurized) hydraulic fluid Leakage is pending.
  • the hydraulic control circuit may in this case be a hydraulic control circuit which is provided for (lifting) control of the fuel gas nozzle valve member, in the case of a dual-fuel fuel injector, for example, a hydraulic control circuit which is provided for the (stroke) control of a liquid fuel nozzle valve member or alternatively, both for (stroke) control of the fuel gas nozzle valve member and a liquid fuel nozzle valve member is provided.
  • pressurized permanent leakage from the hydraulic control circuit advantageously a separate barrier fluid connection to the fuel injector is unnecessary.
  • the branched permanent leakage can easily, in particular by means of simple line branches, e.g. Drilling channels, in the fuel injector or on the Kraftstoffinjektoran- order out to the respective barrier fluid seals or Sperrfluiddichthuntn or (re) directed.
  • the branch or the branch point for the supply of the barrier fluid system from the permanent leakage can be arranged and / or arranged so that the branched hydraulic fluid or the barrier fluid at hydraulic system pressure applied to the hydraulic control circuit has a pressure level which precedes a in the barrier fluid system - seen pressure level is already approximated advantageous.
  • the Kraftstoffinjektoranssen in particular in embodiments in which the fuel gas (supply) pressure level is below the hydraulic system pressure level, preferably set up as pressurized permanent leakage pending hydraulic fluid to adjacent hydraulic system pressure, for example 600bar to 2000 bar, branch off pressure-reduced , in particular with a pre-throttling predetermined via the arrangement and / or the device of the branching point, furthermore in particular for setting a pressure level in the blocking fluid system, which is preferably 10 to 30 bar above the fuel gas supply pressure level.
  • embodiments of the fuel injector arrangement are preferred in which the branch point is formed on a gap guide of a valve member of the fuel injector, i. at a gap guide, at which the hydraulic fluid permanent leakage forming the barrier fluid is present, in particular as gap leakage.
  • a pre-throttling can be adjusted in a simple manner, for example by selecting the position of the branching point over the length of the Spaltbowung (wherein the throttling effect increases in a displacement of the branching point from the leakage entry end of the Spaltschreibung towards the leakage discharge end).
  • a Vordrosselung can continue to be done in a simple manner by a suitable choice of a width of the guide gap of the gap guide, for example, a first portion thereof, which extends from the leakage inlet end to the branching point.
  • the branch point is formed on a guide of the fuel injector, which is different from a guide of the fuel gas nozzle valve member.
  • a guide, on which the branching point is formed may preferably be the guide of a valve member of a servo or pilot valve of the hydraulic control circuit of the fuel injector, in the case of a dual-fuel fuel injector, in particular a pilot valve for (lifting) control of the liquid fuel nozzle valve member (on which hydraulic control circuit a high-pressure level of, for example, 10000 bar to 2000 bar is regularly applied).
  • a pilot valve is preferably a (partially or partially) pressure balanced valve.
  • a tap of the barrier fluid or the pressurized hydraulic fluid permanent leakage at the branch point can for example take place by means of an annular groove which is formed on the guide to the valve member, and is suitable, for example, to collect guided in the guide permanent leakage or strip from the valve member ,
  • the worn, pressure-prone Permanent leakage is subsequently conducted to the respective barrier fluid seals, that is via suitable line branches of the barrier fluid system.
  • the barrier fluid system for the removal of barrier fluid to a leakage system of the fuel injector is connected communicatively.
  • a barrier fluid circuit is preferably formed with the barrier fluid system in such a way that the branched-off permanent leakage or the barrier fluid (pressurized hydraulic fluid) is led to the respective barrier fluid seals or barrier fluid seal chambers and can be removed from the circuit to the leakage system, in particular preferably controlled ,
  • a control to the leakage system can here preferably via a pressure regulating device of the fuel injector take place, which is further provided to adjust via the Abêt an intended pressure in the barrier fluid system, in particular to maintain a predetermined pressure difference between a pressure level in the barrier fluid system and a fuel gas supply pressure level.
  • the pressure regulating device may, for example, have an active or passive Druckeinsteil- or pressure control valve, it should be noted that over the desired pre-throttling advantageous, the performance of the pressure regulating device may be lower, so that in this respect, a cost savings can be achieved.
  • the pressure regulating device may be generally disposed in the fuel injector or outside thereof.
  • a fuel injection device for example in the form of a dual-fuel fuel injection system for operation with fuel gas and liquid fuel (which is used in particular as hydraulic fluid for the hydraulic control circuit), wherein the fuel injection device at least one Having discussed above fuel injector.
  • An internal combustion engine can advantageously be provided with the fuel injector arrangement or the fuel injection device, in which the unintentional entry of fuel gas into the hydraulic control circuit of respective fuel injectors is thus effectively avoided.
  • FIG. 1 by way of example and schematically a broken and sectioned view of a
  • Fuel injector according to a possible embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows by way of example and schematically a fuel injector arrangement 1 with a fuel injector 3, which is set up for operation with fuel gas or for the ejection of fuel gas, is furthermore provided as a dual-fuel fuel injector.
  • the fuel injector 3 in this case comprises a liquid fuel injector unit 5 with a liquid fuel nozzle valve member 7, which is provided as a nozzle needle, and which is hub-controllable via a hydraulic control circuit 9 of the fuel injector 3.
  • the hydraulic fluid used for the hydraulic control circuit 9 is high-pressure liquid fuel, for example diesel fuel or heavy fuel oil.
  • the liquid fuel nozzle valve member 7 is received in an axial bore 11 in a nozzle body 13 of the fuel injector 3, acting against a valve seat 15 formed at a nozzle end of the axial bore 11. With open control of the liquid fuel nozzle valve member 7 from the valve seat 15, a liquid fuel flow path from the axial bore 11, which also forms a nozzle space 17, to a liquid fuel nozzle assembly 19 can be opened with return of the liquid fuel nozzle valve member 7 in FIG the valve seat 15 or taking the closed position are blocked.
  • the liquid fuel nozzle valve member 7 via a closing spring 21 which is supported at one end against a shoulder 23 of the liquid fuel nozzle valve member 7 and the other ends against a control chamber socket 25.
  • the nozzle is remote End of the liquid fuel nozzle valve member 7, a control chamber 27 of the hydraulic control circuit 9 for lifting control of the liquid fuel nozzle valve member 7 is formed, which can be selectively loaded and unloaded in the context of the hydraulic control circuit 9 (wherein the control chamber 27 with the control chamber socket 25, the nozzle distal end of the liquid fuel nozzle valve member 7 and a ceiling in the injector housing member 29 is defined, for example, a washer).
  • the fuel injector 3 further comprises a liquid fuel high pressure inlet 31, from which a liquid fuel high pressure passage 33 for supplying liquid fuel to the axial bore 11 and the nozzle chamber 17 is guided to the axial bore 11.
  • An inlet flow branch 35 of the hydraulic control circuit 9 is further guided to load the control chamber 27 from the liquid fuel high pressure passage 33 under throttling (inlet throttle 37) to the control chamber 27, a flow-flow branch 39 of the hydraulic control circuit 9, which is provided to relieve the control chamber 27 , leads under throttling (drain throttle 41) via a pilot valve 43 of the fuel injector 3 and the hydraulic control circuit 9 to the low pressure side ND thereof, for example to a leakage outlet 45, e.g. for connection to a tank.
  • the pilot valve 43 is preferably a magnetaktuierts pilot valve, in particular a (partially) pressure-balanced valve.
  • the pilot valve 43 may be formed with a valve space 47 to which a first portion 39a of the drain flow branch 39 is guided, further comprising a valve member 49 which penetrates the valve space 47 and which is displaceable against a valve partner 51 Acts here, for example, against a flat seat, wherein an opening of a second portion 39 b of the flow-flow branch 39, which is formed within the dimension of the valve seat 51 with
  • the flow-flow branch 39 can be controlled open from the control chamber 27 to the low pressure side ND as soon as the valve member 49 of the pilot valve 43 - actuated - lifts off the seat 51, so that hydraulic fluid from the
  • Control chamber 27 flows under pressure relief of the same towards the low pressure side ND.
  • the fuel injector assembly 1 further comprises a fuel gas injector unit 55, which is formed by means of a fuel gas nozzle valve member 57, in particular a fuel gas nozzle needle.
  • the fuel injector assembly 1 has a second hydraulic control circuit 59, which is provided here separately from the hydraulic control circuit 9 of the liquid fuel nozzle valve member 7.
  • the fuel injector arrangement 1 alternatively such that the liquid fuel nozzle valve member 7 and the fuel gas nozzle valve member 57 are stroke-controlled via a single hydraulic control circuit.
  • the fuel gas nozzle valve member 57 is also received in an axial bore 61 in the nozzle body 13, for example, in a separately formed nozzle body, wherein the fuel gas nozzle valve member 57 is guided over a longitudinally central region through the axial bore 61 with little (radial) game.
  • a fuel gas nozzle space 63 is provided around a nozzle-side end of the fuel gas nozzle valve member 57, while a nozzle-distal end portion of the fuel gas nozzle valve member 57 is formed as a control piston 65, that is, by means of a cross-sectional widening.
  • fuel gas may flow toward a fuel gas nozzle assembly 67 of the fuel injector 3, thus burning out (high) pressurized fuel gas in the fuel gas operation of the fuel injector as soon as the fuel gas nozzle valve member 57 lifts from a seat 69 cooperating therewith, that is a fuel gas nozzle valve of the fuel injector 3 formed by means of the fuel gas nozzle valve member 57 and the seat 69 opens.
  • control piston 65 cooperates in the context of a piston control device of the second hydraulic control circuit 59 with a first 71 and a second control chamber 73 of the second hydraulic control circuit 59, which control chambers 71, 73 each hydraulically loaded and unloaded (as Hydraulic fluid is also used for this purpose preferably the liquid fuel used with the fuel injector 3).
  • Hydraulic fluid is also used for this purpose preferably the liquid fuel used with the fuel injector 3.
  • the second hydraulic control circuit 59 has a control valve 75, which is preferably designed as a 4/2-way valve, furthermore preferably as advantageously easy to form slide valve.
  • a control valve 75 Through the control valve 75, a load path section 77 (in communication with a high-pressure hydraulic fluid source 79) and a relief path section 81 (in communication with the low-pressure side ND) guided thereon, path portions 83a, b of the second hydraulic control circuit 59 supplied from the control valve 75 to the lead first 71 and the second 73 control room, thus either in
  • the first control chamber 71 is connected in communication with the high pressure hydraulic fluid source 79, i.e., the first control chamber. loaded, the second control chamber 73 is in communication with the low pressure side ND, is relieved in that regard.
  • the fuel gas nozzle valve member 57 is urged into the closed position via the control piston 65, which is only hydraulically loaded on the part of the first control chamber 71.
  • the second control room 73 is switched in communication with the high-pressure hydraulic fluid source 79, while the first control room 71 communicates with the low-pressure side ND.
  • a fuel gas high-pressure line 85 or a high-pressure fuel gas channel in the fuel injector which can be supplied with fuel gas via a fuel gas inlet 87 of the fuel injector 3, leads to the fuel gas nozzle chamber 63.
  • the fuel gas high-pressure line 85 is preferably formed by means of at least one drilling channel.
  • the fuel gas high-pressure line 85 can advantageously lead via a buffer (space) 89 in the fuel injector 3, in which a resilient element 91, in particular a compression spring is arranged, which acts on a closing member 93.
  • a resilient element 91 in particular a compression spring is arranged, which acts on a closing member 93.
  • the spring-elastic element 91 arranged space-saving, pressure fluctuations in the fuel gas supply here by means of
  • the closing member 93 is preferred as
  • Stilt element formed and provided to exert a force in the closing direction on the fuel gas nozzle valve member 57 under the action of the spring load 91.
  • the closing member 93 with a rod-shaped portion which in a gap guide 95 in the injector 97 is guided, dive into the first control chamber 71 and thereby get into abutment against the control piston 65.
  • the fuel injector 3 designed in this way has in this respect a first fuel gas guided element, i. with fuel gas within a portion of the guide or in contact (on the part of the fuel gas nozzle chamber 63), which is formed by the fuel gas Düsenventil- member 57, a second fuel gas guided element, which is formed by the closing member 93 (with Fuel gas on the part of the cache 89 tainted led).
  • the fuel injector arrangement 1 has Blocking fluid (sealing) system 101, by means of which a barrier fluid seal 103 can be formed on a respective fuel gas guided element 57, 93.
  • fuel gas along the fuel gas nozzle valve member guide 99 from the fuel gas nozzle chamber 63 into the second control chamber 73 can be prevented from being further prevented from passing fuel gas along with the closing member 93 the guide 95 of the closing member 93 from the buffer chamber 89 into the first control chamber 71 passes.
  • the barrier fluid seals 103 are each formed by means of a Sperrfluiddichthunt, in which - pressurized - hydraulic fluid can be introduced, the Sperrfluiddichthunt in a simple manner by means of an annular groove 105 in the associated gap guide 95 and 99 (which in this case the respective element 57, 93 in particular with narrow radial play leads) may be formed, which is open against the respective fuel gas guided element 57, 93. If particularly suitably pressurized hydraulic fluid is introduced into the respective barrier fluid sealing chamber, thus realizing the barrier fluid seal 103, an overflow of pressurized fuel gas into the hydraulic region can thus be effectively avoided.
  • the barrier fluid seals 103 and the barrier fluid seal chambers are preferably provided around the respective element 57, 93 within those guide sections, in which a gap cross section of the guide 95, 99 is as small as possible.
  • the fuel injector arrangement 1 is furthermore configured to supply the blocking fluid system 101 with a blocking fluid which, as hydraulic fluid, flows out of a fluid
  • Hydraulic control circuit of the fuel injector 3 is branched off at a branch point 107 at which hydraulic pressure fluid hydraulic fluid leakage is permanently applied when the hydraulic system pressure is present in the hydraulic control circuit.
  • the blocking fluid system 101 is supplied or supplied with hydraulic fluid or barrier fluid, which is branched off from the hydraulic control circuit 9 of the liquid fuel injector unit 5.
  • Hydraulic control circuit 9 may in this case provide a system pressure level of, for example, 1000 bar to 2000 bar, but woneben also solutions of the invention mitumjant are included, in which the barrier fluid is diverted, for example, from the second hydraulic control circuit 59 for the fuel gas nozzle valve member 57, which here for example, a lower system pressure level, eg may provide from about 500 bar to 800 bar.
  • the fuel gas system pressure level is preferably selected between 350 bar to 550 bar.
  • the branching 107 to be arranged and / or set up that as pressurized
  • the branching point 107 can advantageously be formed on the gap guide 109 of the valve member 49 of the pilot valve 43 of the hydraulic circuit 9 of the liquid fuel nozzle valve member 7, against which permanently pressurized gap leakage occurs when the hydraulic system pressure is applied.
  • the gap leakage in the gap guide 109 in this case penetrates into the guide 109 from the valve space 47 and can flow through it in the direction of an actuator chamber 111 of the pilot valve 43.
  • the actuator chamber 111 may be connected downstream to the low-pressure side ND, e.g. over a line.
  • the tap of the barrier fluid or the hydraulic fluid at the branching point 107 can take place by means of an annular groove 113 which forms the valve member 49 in the peripheral wall of the Slit guide 109 surrounds, wherein the annular groove 113, for example, a stripping the gap leakage from the valve member 49 allows as well as a collection of them for subsequent forwarding or supply to the barrier fluid system 101.
  • the at the pilot valve 43 in the barrier fluid system 101 branched barrier fluid via line branches 115, 117th of the barrier fluid system 101 to the respective barrier fluid seals 103 and Sperrfluiddichthuntn distributed or redirected.
  • a first barrier fluid branch 15 of the barrier fluid system 101 in this case leads from the branching point 107 to the barrier fluid seal 103 or the barrier fluid seal chamber on the first fuel gas-carrying element 57, ie to the fuel gas nozzle valve member 57 or to its longitudinally central, guided region 99.
  • a second barrier fluid branch 117 of the barrier fluid system 101 branches from the first barrier fluid branch 115 in this case to the barrier fluid seal or the Sperrfluiddichthunt to the second fuel gas guided element 93, that is to the sealing fluid seal around the closing member 93.
  • the barrier fluid system 101 is further connected to a leakage system 119 of the fuel injector 3.
  • the barrier fluid system 101 a pressure regulating device 121, via which a pressure adjustment in the barrier fluid system 101 is enabled, that is, a pressure adjustment by suitable Abêtung of barrier fluid via the pressure regulating device 121 to the leakage system 119th
  • a pressure level in the barrier fluid system 101 is adjusted by means of the pressure regulating device 121, which is about 10 bar to 30 bar above that of the fuel gas system pressure level.
  • the pressure regulating device 121 is about 10 bar to 30 bar above that of the fuel gas system pressure level.
  • the pressure regulating device 121 is preferably an active pressure regulating valve. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Kraftstoffinjektoranordnung (1) mit einem Kraftstoffmjektor (3) für den Betrieb mit Brenngas, - wobei der Kraftstoffinjektor (3) ein Brenngas-Düsenventil mit einem Brenngas- Düsenventilglied (57) aufweist und, - wobei die Kraftstoffmj ektoranordnung (1) ein Sperrfluidsystem (101) aufweist, mittels welchem eine Sperrfluiddichtung (103) an wenigstens einem brenngasbehaftet geführten Element (57, 93) des Kraftstoffinjektors (3) bildbar ist, - wobei die Kraftstoffinjektoranordnung (1) eingerichtet ist, das Sperrfluidsystem (101) mit einem Sperrfluid zu speisen, welches als Hydraulikfluid aus einem Hydrauliksteuerkreis (9) des Kraftstoffinjektors (3) an einer Abzweigstelle (107) abgezweigt wird, an welcher bei anliegendem Hydraulik-Systemdruck permanent druckbeaufschlagte Hydraulikfluid-Leckage ansteht.

Description

BESCHREIBUNG Kraftstoffinjektoranordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffinjektoranordnung gemäß Anspruch 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 Brenngas-Düsenventilgliedführungen 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.
Diese Aufgabe wird mit einer Kraftstoffinjektoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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 nur für das Ausdüsen von Brenngas bereitgestellt ist, alternativ und bevorzugt ein Dual-Fuel- Kraftstoffinjektor, welcher neben Brenngas auch Flüssigkraftstoff ausdüsen kann, zum Beispiel Dieselkraftstoff, Schweröl oder Bioöl. 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. Allgemein kann die Kraftstoffinjektoranordnung z.B. mit einem Großmotor verwendet werden, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug wie etwa einem Schiff, einer Lok, einem Sonderfahrzeug 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.
Der Kraftstoffinjektor weist ein Brenngas-Düsenventil mit einem Brenngas-Düsen ventilglied, z.B. einer Düsennadel, auf, wobei das Brenngas-Düsenventil weiterhin bevorzugt einen Ventilsitz umfasst, gegen welchen das Brenngas-Düsenventilglied wirken kann. Mit Abheben des Brenngas-Düsenventilglieds vom Ventilsitz bzw. mit Öffnen des Brenngas-Düsenventils kann ein Brenngas-Strömungsweg am Kraftstoffinjektor hin zu einer nachgeordneten Brenngas- Düsenanordnung freigegeben werden, d.h. Brenngas ausgedüst werden, mit Rückkehr des Brenngas-Düsenventilglieds in den Sitz bzw. mit Schließen des Brenngas-Düsenventils wird das Ausdüsen beendet. Mit der vorgeschlagenen Kraftstoffinjektoranordnung ist das Ausdüsen von Brenngas zum Beispiel mit einem Brenngas-(System-)Druckniveau im Bereich von 350 bar bis 550 bar vorgesehen.
Die Kraftstoffinjektoranordnung weist weiterhin ein Sperrfluidsystem bzw. ein Sperrfluid- dichtungssystem auf, mittels welchem eine Sperrfluiddichtung an wenigstens einem brenngas- behaftet geführten Element des Kraftstoffinjektors bildbar ist (von der Terminologie
„brenngasbehaftet geführtes Element" sind im Rahmen der Erfindung auch Elemente
mitumfasst, welche zumindest teilweise brenngasbehaftet geführt sind, d.h. über einen
Abschnitt). Eine Sperrfluiddichtung ist hierbei insbesondere eine Dichtung, welche mittels eines Hydraulik- fluids gebildet ist, vorzugsweise weiterhin mittels einer Sperrfluiddichtkammer, z.B. in Form einer Ringkammer oder einer Ringnut, in welche das Hydraulikfluid eingebracht ist. Hierbei kann das Hydraulikfluid bevorzugt über eine (Umfangs-)Öffnung der Ringkammer gegen das brenngasbehaftet geführte Element wirken bzw. dasselbe kontaktieren. Mit einer derart ge- bildeten Sperrfluiddichtung, welche das brenngasbehaftet geführte Element hierbei insbesondere umgibt, kann wirksam verhindert werden, das Brenngas entlang der Führung des Elements, insbesondere einer Spaltführung, in einen Hydraulikteil des Kraftstoffmjektors überströmen kann. Insoweit ist vorgesehen, eine jeweilige Sperrfluiddichtung bevorzugt zwischen einer Brenngasseite und einer Hydraulikseite einer Führung des brenngasbehaftet geführten Elements zu bilden.
Brenngasbehaftet geführte Elemente, an welchen eine Sperrfluiddichtung bildbar oder gebildet ist, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung z.B. ein Schließglied bzw. Niederhalteelement, z.B. ein Ventilglied, und/oder das Brenngas-Düsenventilglied sein, insbesondere dann, wenn dieses - wie mit der Erfindung bevorzugt vorgesehen - hydraulisch gesteuert wird, das heißt mittels eines Hydrauliksteuerkreises des Kraftstoffinjektors. Allgemein können an das Sperrfluidsystem eine oder eine Mehrzahl von Sperrfluiddichtungen bzw. Sperrfluiddicht- kammern angebunden sein.
Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor ist weiterhin eingerichtet, das Sperrfluidsystem mit einem Sperrfluid zu speisen bzw. zu versorgen, welches - als Hydraulikfluid - aus einem Hydrauliksteuerkreis des Kraftstoffinjektors an einer Abzweigstelle abgezweigt wird, an welcher bei anliegendem Hydraulik-Systemdruck permanent druckbeaufschlagte (z.B. auch hochdruckbeaufschlagte) Hydraulikfluid-Leckage ansteht. Der Hydrauliksteuerkreis kann hierbei ein Hydrauliksteuerkreis sein, welcher zur (Hub-) Steuerung des Brenngas-Düsenventilglieds bereitgestellt ist, im Falle eines Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors zum Beispiel weiterhin ein Hydrauliksteuerkreis, welcher für die (Hub-)Steuerung eines Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds bereitgestellt ist oder alternativ sowohl zur (Hub-) Steuerung des Brenngas-Düsenventilglieds als auch eines Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds bereitgestellt ist.
Über die erfindungsgemäße Speisung des Sperrfluidsystems mit abgezweigter (und an die Sperrfluiddichtungen umgeleiteter), druckbehafteter Permanentleckage aus dem Hydraulik- steuerkreis wird vorteilhaft ein eigener Sperrfluidanschluss am Kraftstoffinjektor entbehrlich. Die abgezweigte Permanentleckage kann auf einfache Weise, insbesondere mittels einfacher Leitungszweige, z.B. Bohrkanälen, im Kraftstoffinjektor bzw. an der Kraftstoffinjektoran- ordnung, hin zu den jeweiligen Sperrfluiddichtungen bzw. Sperrfluiddichtkammern geführt bzw. (um-) geleitet werden.
Mit Vorteil kann hierbei der Abzweig bzw. die Abzweigstelle für die Versorgung des Sperrfluidsystems aus der Permanentleckage so angeordnet und/oder eingerichtet sein, dass das abgezweigte Hydraulikfluid bzw. das Sperrfluid bei am Hydrauliksteuerkreis anliegendem Hydraulik-Systemdruck ein Druckniveau aufweist, welches einem im Sperrfluidsystem vor- gesehenen Druckniveau bereits vorteilhaft angenähert ist. Insoweit ist die Kraftstoffinjektoranordnung, insbesondere bei Ausgestaltungen, bei welchen das Brenngas-(Versorgungs-) Druckniveau unter dem Hydraulik-Systemdruckniveau liegt, bevorzugt eingerichtet, dass als druckbeaufschlagte Permanentleckage anstehende Hydraulikfluid gegenüber anliegendem Hydraulik- Systemdruck, zum Beispiel 600bar bis 2000 bar, druckgemindert abzuzweigen, insbesondere mit einer über die Anordnung und/oder die Einrichtung der Abzweigstelle vorbestimmten Vordrosselung, weiterhin insbesondere zur Einstellung eines Druckniveaus im Sperrfiuidsystem, welches bevorzugt um 10 bis 30 bar über dem Brenngas- Versorgungs- Druckniveau liegt.
Allgemein sind Ausfuhrungsformen der Kraftstoffinjektoranordnung bevorzugt, bei welchen die Abzweigstelle an einer Spaltführung eines Ventilglieds des Kraftstoffinjektors gebildet ist, d.h. an einer Spaltführung, an welcher die das Sperrfluid bildende Hydraulikfiuid-Permanentleckage ansteht, insbesondere als Spaltleckage. An einer solchen Spaltführung kann eine Vordrosselung auf einfache Weise zum Beispiel durch Wahl der Position der Abzweigstelle über die Länge der Spaltfuhrung eingestellt werden (wobei die Drosselwirkung bei einem Verschieben der Abzweigstelle vom Leckageeintrittsende der Spaltfuhrung hin zum Leckageaustrittsende zunimmt). Eine Vordrosselung kann weiterhin auf einfache Weise durch geeignete Wahl einer Weite des Führungsspalts der Spaltführung erfolgen, zum Beispiel eines ersten Abschnitts derselben, welcher sich vom Leckageeintrittsende bis zur Abzweigstelle erstreckt.
Allgemein ist mit der Erfindung bevorzugt vorgesehen, dass die Abzweigstelle an einer Führung des Kraftstoffinjektors gebildet ist, welche von einer Führung des Brenngas-Düsenventilglieds verschieden ist. Eine solche Führung, an welcher die Abzweigstelle gebildet ist, kann bevorzugt die Führung eines Ventilglieds eines Servo- bzw. Pilotventils des Hydrauliksteuerkreises des Kraftstoffinjektors sein, im Falle eines Dual-Fuel-Kraftstoffinjektors insbesondere eines Pilotventils zur (Hub-) Steuerung des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds (an welchem Hydrauliksteuerkreis regelmäßig ein Hochdruckniveau von z.B. lOOObar bis 2000bar ansteht). Bevorzugt ist ein solches Pilotventil hierbei ein (teilweise bzw. teil-)druckausgeglichenes Ventil.
Ein Abgriff des Sperrfluids bzw. der druckbehafteten Hydraulikfluid-Permanentleckage an der Abzweigstelle kann zum Beispiel mittels einer Ringnut erfolgen, welche an der Führung um das Ventilglied gebildet ist, und zum Beispiel geeignet ist, in der Führung geführte Permanentleckage zu sammeln oder auch vom Ventilglied abzustreifen. Die abgegriffene, druckbehaftete Permanentleckage wird nachfolgend an die jeweiligen Sperrfluiddichtungen geführt, das heißt über geeignete Leitungszweige des Sperrfluidsystems.
Allgemein ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen, dass das Sperrfluid- System zur Abfuhr von Sperrfluid an ein Leckagesystem des Kraftstoffinjektors kommunizierend angebunden ist. Hierbei wird mit dem Sperrfluidsystem bevorzugt ein Sperrfluidkreis derart ausgebildet, dass die abgezweigte Permanentleckage bzw. das Sperrfluid (druckbehaftetes Hydrau- likfluid) an die jeweiligen Sperrfluiddichtungen bzw. Sperrfluiddichtkammern geführt wird und aus dem Kreis an das Leckagesystem abfuhrbar ist, insbesondere bevorzugt kontrolliert abgesteuert werden kann.
Eine Absteuerung an das Leckagesystem kann hierbei bevorzugt über eine Druckregulier- vorrichtung der Kraftstoffinjektoranordnung erfolgen, welche weiterhin dazu vorgesehen ist, über die Absteuerung einen vorgesehenen Druck im Sperrfluidsystem einzustellen, insbesondere eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen einem Druckniveau im Sperrfluidsystem und einem Brenngas- Versorgungsdruckniveau zu halten. Die Druckreguliervorrichtung kann zum Beispiel ein aktives oder passives Druckeinsteil- oder Druckregelventil aufweisen, wobei angemerkt sei, dass über die angestrebte Vordrosselung vorteilhaft die Leistungsfähigkeit der Druckreguliervorrichtung geringer ausfallen kann, so dass diesbezüglich auch eine Kostenersparnis erzielbar ist. Die Druckreguliervorrichtung kann allgemein im Kraftstoffinjektor oder auch außerhalb desselben angeordnet sein.
Vorgeschlagen wird im Rahmen der Erfindung auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung, zum Beispiel in Form eines Dual-Fuel-Kraftstoffeinspritzsystems für den Betrieb mit Brenngas und auch Flüssigkraftstoff (welcher hierbei insbesondere auch als Hydraulikfluid für den Hydraulik- Steuerkreis verwendet wird), wobei die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wenigstens eine wie vorstehend erörterte Kraftstoffinjektoranordnung aufweist. Mit der Kraftstoffinjektoranordnung oder der Kraftstoffeinspritzeinrichtung kann vorteilhaft eine Brennkraftmaschine bereitgestellt werden, bei welcher der unbeabsichtigte Eintritt von Brenngas in den Hydrauliksteuerkreis jeweiliger Kraftstoffinjektoren somit wirksam vermieden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, 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:
Fig. 1 exemplarisch und schematisch eine abgebrochene und geschnittene Ansicht einer
Kraftstoffmjektoranordnung gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
Fig. 1 zeigt exemplarisch und schematisch eine Kraftstoffinjektoranordnung 1 mit einem Kraft- Stoffinjektor 3, welcher zu einem Betrieb mit Brenngas bzw. für das Ausdüsen von Brenngas eingerichtet ist, weiterhin als Dual-Fuel-Kraftstoffmjektor bereitgestellt ist.
Der Kraftstoffinjektor 3 umfasst hierbei eine Flüssigkraftstoff-Injektoreinheit 5 mit einem Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied 7, welches als Düsennadel bereitgestellt ist, und welches über einen Hydrauliksteuerkreis 9 der Kraftstoffinjektoranordnung 3 hubsteuerbar ist. Als Hydraulik- fluid für den Hydrauliksteuerkreis 9 dient hierbei hochdruckbeaufschlagter Flüssigkraftstoff, zum Beispiel Dieselkraftstoff oder Schweröl.
Das Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied 7 ist in einer Axialbohrung 11 in einem Düsenkörper 13 des Kraftstoffinjektors 3 aufgenommen, wobei es gegen einen Ventilsitz 15 wirkt, welcher an einem düsenseitigen Ende der Axialbohrung 11 gebildet ist. Mit Offensteuern bzw. Abheben des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 vom Ventilsitz 15 kann ein Flüssigkraftstoff-Strömungsweg aus der Axialbohrung 11 , welche hierbei auch einen Düsenraum 17 bildet, hin zu einer Flüssigkraftstoff-Düsenanordnung 19 geöffnet, mit Rückkehr des Flüssigkraftstoff-Düsenventil- glieds 7 in den Ventilsitz 15 bzw. Einnahme der Schließstellung versperrt werden.
In Schließstellung belastet ist das Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied 7 über eine Schließfeder 21, welche einenends gegen eine Schulter 23 des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 und andern- ends gegen eine Steuerraumbuchse 25 abgestützt ist. Bei dieser Anordnung ist am düsenfernen Ende des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 ein Steuerraum 27 des Hydrauliksteuerkreises 9 zur Hubsteuerung des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 gebildet, welcher im Rahmen des Hydrauliksteuerkreises 9 selektiv belastet und entlastet werden kann (wobei der Steuerraum 27 mit der Steuerraumbuchse 25, dem düsenfernen Ende des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 und einem decke Inden Injektorgehäuseelement 29 definiert ist, zum Beispiel einer Zwischenscheibe).
Der Kraftstoffinjektor 3 umfasst ferner einen Flüssigkraftstoff-Hochdruckeinlass 31, ausgehend von welchem ein Flüssigkraftstoff-Hochdruckkanal 33 zur Versorgung von Flüssigkraftstoff an die Axialbohrung 11 bzw. den Düsenraum 17 an die Axialbohrung 11 geführt ist. Ein Zulauf- Strömungszweig 35 des Hydrauliksteuerkreises 9 ist weiterhin zur Belastung des Steuerraumes 27 ausgehend vom Flüssigkraftstoff-Hochdruckkanal 33 unter Drosselung (Zulaufdrossel 37) an den Steuerraum 27 geführt, ein Ablauf-Strömungszweig 39 des Hydrauliksteuerkreises 9, welcher zur Entlastung des Steuerraums 27 bereitgestellt ist, führt unter Drosselung (Ablauf- drossel 41) über ein Pilotventil 43 des Kraftstoffinjektors 3 bzw. des Hydrauliksteuerkreises 9 hin zur Niederdruckseite ND desselben, z.B. an einen Leckageauslass 45, z.B. zur Verbindung mit einem Tank.
Das Pilotventil 43 ist bevorzugt ein magnetaktuiertes Pilotventil, insbesondere ein (teil-)druck- ausgeglichenes Ventil. Wie in Fig. 1 veranschaulicht, kann das Pilotventil 43 mit einem Ventilraum 47 gebildet sein, an welchen ein erster Abschnitt 39a des Ablauf-Strömungszweigs 39 geführt ist, weiterhin mit einem - den Ventilraum 47 durchtauchenden - Ventilglied 49, welches verschieblich gegen einen Ventilpartner 51 wirkt, vorliegend zum Beispiel gegen einen Flachsitz, wobei eine Einmündung eines zweiten Abschnitts 39b des Ablauf- Strömungszweigs 39, welche innerhalb der Abmessung des Flachsitzes bzw. Ventilpartners 51 gebildet ist, mit
Abheben des Ventilglieds 49 vom Ventilpartner 51 offenbar bzw. seitens des Ventilraums 47 anströmbar ist.
Bei dem derart ausgestalteten Kraftstoffinjektor 3 kann somit der Ablauf-Strömungszweig 39 vom Steuerraum 27 hin zur Niederdruckseite ND offen gesteuert werden, sobald das Ventilglied 49 des Pilotventils 43 - aktuiert - vom Sitz 51 abhebt, so dass Hydraulikfluid aus dem
Steuerraum 27 unter Druckentlastung desselben hin zur Niederdruckseite ND abströmt. Zur Rückstellung des Ventilglieds 49 mit Fortfall der Aktuierung dient z.B. eine Schließfeder 53. Die Kraftstoffmjektoranordnung 1 umfasst weiterhin eine Brenngas-Injektoreinheit 55, welche mittels eines Brenngas-Düsenventilglieds 57 gebildet ist, insbesondere einer Brenngas-Düsennadel. Zur Hubsteuerung des Brenngas-Düsenventilglieds 57 weist die Kraftstoffinjektoran- ordnung 1 einen zweiten Hydrauliksteuerkreis 59 auf, welcher hierbei separat zum Hydraulik- steuerkreis 9 des Flüssigkraftstoff-Düsenventilglieds 7 bereitgestellt ist. Denkbar ist jedoch auch, die Kraftstoffmjektoranordnung 1 alternativ so auszubilden, dass das Flüssigkraftstoff-Düsen- ventilglied 7 und das Brenngas-Düsenventilglied 57 über einen einzigen Hydrauliksteuerkreis hubgesteuert werden. Das Brenngas-Düsenventilglied 57 ist ebenfalls in einer Axialbohrung 61 im Düsenkörper 13 aufgenommen, zum Beispiel auch in einem separat gebildeten Düsenkörper, wobei das Brenngas-Düsenventilglied 57 über einen längsmittleren Bereich durch die Axialbohrung 61 auch mit geringem (Radial-)Spiel geführt wird. Um ein düsenseitiges Ende des Brenngas-Düsenventilglieds 57 ist hierbei mittels der Axialbohrung 61 ein Brenngas-Düsenraum 63 bereitgestellt, während ein düsenferner Endabschnitt des Brenngas-Düsenventilglieds 57 als Steuerkolben 65 ausgebildet ist, das heißt mittels einer Querschnittsaufweitung.
Aus dem Brenngas-Düsenraum 63 kann Brenngas hin zu einer Brenngas-Düsenanordnung 67 des Kraftstoffinjektors 3 strömen, im Brenngasbetrieb des Kraftstoffinjektors mithin (hoch-) druckbeaufschlagtes Brenngas ausgedüst werden, sobald das Brenngas-Düsenventilglied 57 von einem damit zusammenwirkenden Sitz 69 abhebt, das heißt ein mittels des Brenngas-Düsenventilglieds 57 und dem Sitz 69 gebildetes Brenngas-Düsenventil des Kraftstoffinjektors 3 öffnet. Zur Offen- und Schließsteuerung des Brenngas-Düsenventilglieds 57 wirkt der Steuerkolben 65 im Rahmen einer Kolbensteuervorrichtung des zweiten Hydrauliksteuerkreises 59 mit einem ersten 71 und einem zweiten 73 Steuerraum des zweiten Hydrauliksteuerkreises 59 zusammen, welche Steuerräume 71, 73 je hydraulisch belastbar und entlastbar sind (als Hydraulikfluid dient auch hierfür bevorzugt der mit dem Kraftstoffinjektor 3 verwendete Flüssigkraftstoff). Mit einer Belastung des ersten, düsenfernen Steuerraums 71 geht hierbei die Entlastung des zweiten, düsennäheren Steuerraums 73 einher und umgekehrt.
Zur Bereitstellung dieser Funktionalität weist der zweite Hydrauliksteuerkreis 59 ein Steuerventil 75 auf, welches bevorzugt als 4/2-Wege- Ventil ausgestaltet ist, weiterhin bevorzugt als vorteilhaft einfach ausbildbares Schieberventil. Über das Steuerventil 75, einen daran geführten Belastungspfadabschnitt 77 (in Kommunikation mit einer Hydraulikfluid-Hochdruckquelle 79) und einen daran geführten Entlastungspfadabschnitt 81 (in Kommunikation mit der Niederdruckseite ND) sind Pfadabschnitte 83a, b des zweiten Hydrauliksteuerkreises 59, welche vom Steuerventil 75 an den ersten 71 und den zweiten 73 Steuerraum führen, somit entweder in
Kommunikation mit der Hydraulikfluid-Hochdruckquelle 79 oder mit der Niederdruckseite ND schaltbar.
In der gezeigten Stellung des Brenngas-Düsenventilglieds 57 bzw. des Steuerventils 75 ist der erste Steuerraum 71 in Kommunikation mit der Hydraulikfluid-Hochdruckquelle 79 geschaltet, d.h. belastet, der zweite Steuerraum 73 steht in Kommunikation mit der Niederdruckseite ND, ist insoweit entlastet. Damit einhergehend ist das Brenngas-Düsenventilglied 57 über den lediglich seitens des ersten Steuerraums 71 hydraulisch belasteten Steuerkolben 65 in Schließstellung gedrängt. Mit Umsteuern des Steuerventils 75 wird der zweite Steuerraum 73 in Kommunikation mit der Hydraulikfluid-Hochdruckquelle 79 geschaltet, während der erste Steuerraum 71 mit der Niederdruckseite ND kommuniziert. Hierbei erfährt der Steuerkolben 65 seitens des zweiten Steuerraums 73 eine hydraulische Kraft, welche diesen, mithin das gesamte Brenngas-Düsenventilglied 57, in Öffnungsrichtung drängt. Wie Fig. 1 auch veranschaulicht, führt an den Brenngas-Düsenraum 63 ein Brenngas-Hochdruckstrang 85 bzw. ein Brenngas-Hochdruckkanal im Kraftstoffinjektor, welcher über einen Brenngas-Einlass 87 des Kraftstoffinjektors 3 mit Brenngas versorgbar ist. Der Brenngas- Hochdruckstrang 85 ist bevorzugt mittels wenigstens eines Bohrkanals gebildet. Bei einer wie aufgezeigten Ausgestaltung der Kraftstoffmjektoranordnung 1 kann der Brenngas- Hochdruckstrang 85 vorteilhaft über einen Zwischenspeicher(raum) 89 im Kraftstoffinjektor 3 führen, in welchem ein federelastisches Element 91, insbesondere eine Druckfeder angeordnet ist, welche auf ein Schließglied 93 wirkt. Somit kann das federelastische Element 91 bauraumsparend angeordnet, Druckschwankungen in der Brenngasversorgung hierbei mittels des
Zwischenspeichers 89 kompensiert werden. Hierbei ist das Schließglied 93 bevorzugt als
Stelzenelement gebildet und dazu vorgesehen, unter Einwirkung der Federlast 91 eine Kraft in Schließrichtung auf das Brenngas-Düsenventilglied 57 auszuüben. Hierzu kann das Schließglied 93 mit einem stangenförmigen Abschnitt, welcher in einer Spaltführung 95 im Injektorgehäuse 97 geführt ist, in den ersten Steuerraum 71 eintauchen und hierbei auch in Anlage gegen den Steuerkolben 65 gelangen.
Der derart ausgestaltet Kraftstoffinjektor 3 weist hierbei insoweit ein erstes brenngasbehaftet geführtes Element auf, d.h. mit Brenngas innerhalb eines Abschnitts der Führung behaftet bzw. in Kontakt (seitens des Brenngas-Düsenraums 63), welches durch das Brenngas-Düsenventil- glied 57 gebildet wird, weiterhin ein zweites, brenngasbehaftet geführtes Element, welches durch das Schließglied 93 gebildet ist (mit Brenngas seitens des Zwischenspeichers 89 behaftet geführt).
Um zu vermeiden, dass an den brenngasbehaftet geführten Elementen 57, 93 Brenngas bzw. Brenngasleckage über den Ringspalt der jeweiligen Element-Führung 95, 99, welcher hierbei einen Kriechpfad bildet, von der Brenngasseite hin zur jeweiligen Hydraulikseite gelangen kann, weist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 ein Sperrfluid(dichtungs)system 101 auf, mittels welchem eine Sperrfluiddichtung 103 an einem jeweiligen brenngasbehaftet geführten Element 57, 93 bildbar ist. Somit kann - im Hinblick auf das Brenngas-Düsenventilglied 57 - vermieden werden, dass Brenngas entlang der Brenngas-Düsenventilglied-Führung 99 vom Brenngas- Düsenraum 63 in den zweiten Steuerraum 73 übertritt, in Hinsicht auf das Schließglied 93 weiterhin vermieden werden, dass Brenngas entlang der Führung 95 des Schließglieds 93 aus dem Zwischenspeicherraum 89 in den ersten Steuerraum 71 gelangt.
Die Sperrfluiddichtungen 103 sind je mittels einer Sperrfluiddichtkammer bildbar, in welche - druckbeaufschlagtes - Hydraulikfluid einbringbar ist, wobei die Sperrfluiddichtkammer auf einfache Weise mittels einer Ringnut 105 in der zugehörigen Spaltführung 95 bzw. 99 (welche hierbei das jeweilige Element 57, 93 insbesondere mit engem Radialspiel führt) gebildet sein kann, welche gegen das jeweilige brenngasbehaftet geführte Element 57, 93 geöffnet ist. Wird insbesondere geeignet druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid in die jeweilige Sperrfluiddichtkammer eingebracht, mithin die Sperrfluiddichtung 103 realisiert, kann ein Überströmen von druckbeaufschlagtem Brenngas in den Hydraulikbereich somit wirksam vermieden werden. Bevorzugt werden die Sperrfluiddichtungen 103 bzw. die Sperrfluiddichtkammern um das jeweilige Element 57, 93 innerhalb jener Führungsabschnitte bereitgestellt, bei welchem ein Spaltquerschnitt der Führung 95, 99 möglichst gering ist. Erfindungsgemäß ist die Kraftstoffinjektoranordnung 1 hierbei weiterhin eingerichtet, das Sperr- fluidsystem 101 mit einem Sperrfluid zu speisen, welches als Hydraulikfluid aus einem
Hydrauliksteuerkreis des Kraftstoffinjektors 3 an einer Abzweigstelle 107 abgezweigt wird, an welcher bei anliegendem Hydraulik-Systemdruck im Hydrauliksteuerkreis permanent druck- beaufschlagte Hydraulikfluid-Leckage ansteht.
Bei der in Fig. 1 aufgezeigten Ausgestaltung der Kraftstoffinjektoranordnung 1, wird das Sperr- fluidsystem 101 hierbei mit Hydraulikfluid bzw. Sperrfluid gespeist bzw. versorgt, welches aus dem Hydrauliksteuerkreis 9 der Flüssigkraftstoff-Injektoreinheit 5 abgezweigt wird. Der
Hydrauliksteuerkreis 9 kann hierbei ein System-Druckniveau von zum Beispiel 1000 bar bis 2000 bar vorsehen, woneben jedoch auch Lösungen von der Erfindung mitumfasst sind, bei welchen das Sperrfluid zum Beispiel aus dem zweiten Hydrauliksteuerkreis 59 für das Brenngas- Düsenventilglied 57 abgezweigt wird, welcher hierbei zum Beispiel ein geringeres System- Druckniveau, z.B. von etwa 500 bar bis 800 bar vorsehen kann. Das Brenngas-Systemdruck- niveau wird bevorzugt zwischen 350 bar bis 550 bar gewählt.
Gerade mit Ausgestaltungen der Kraftstoffinjektoranordnung 1, bei welchen das System-Druckniveau in dem Hydraulikkreis, aus welchem das Hydraulikfluid abgezweigt, höher ist als das Brenngas-Systemdruckniveau - wie vorliegend -, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, die Abzweigstelle 107 so anzuordnen und/oder einzurichten, dass das als druckbeaufschlagte
Permanentleckage anstehende Hydraulikfluid gegenüber anliegendem Hydraulik-Systemdruck druckgemindert abgezweigt wird, insbesondere mit einer über die Anordnung und/oder die Einrichtung der Abzweigstelle 107 vorbestimmten Vordrosselung. Wie Fig. 1 veranschaulicht, kann die Abzweigstelle 107 vorteilhaft an der Spaltführung 109 des Ventilglieds 49 des Pilotventils 43 des Hydraulikkreises 9 des Flüssigkraftstoff-Düsenventil- glieds 7 gebildet werden, an welcher bei anliegendem Hydraulik-Systemdruck permanent druckbeaufschlagte Spaltleckage anliegt. Die Spaltleckage in der Spaltführung 109 dringt hierbei seitens des Ventilraums 47 in die Führung 109 ein und kann diese in Richtung eines Aktuatorik- raums 111 des Pilotventils 43 durchströmen. Der Aktuatorikraum 111 wiederum kann hierbei abströmseitig mit der Niederdruckseite ND verbunden sein, z.B. über eine Leitung.
Der Abgriff des Sperrfluids bzw. des Hydraulikfluids an der Abzweigstelle 107 kann mittels einer Ringnut 113 erfolgen, welche das Ventilglied 49 gebildet in der Umfangswand der Spaltführung 109 umgibt, wobei die Ringnut 113 zum Beispiel ein Abstreifen der Spaltleckage vom Ventilglied 49 ermöglicht als auch ein Sammeln derselben zum nachfolgenden Weiterleiten bzw. Versorgen an das Sperrfluidsystem 101. Das am Pilotventil 43 in das Sperrfluidsystem 101 abgezweigte Sperrfluid wird über Leitungszweige 115, 117 des Sperrfluidsystems 101 an die jeweiligen Sperrfluiddichtungen 103 bzw. Sperrfluiddichtkammern verteilt bzw. umgeleitet. Ein erster Sperrfluidzweig 1 15 des Sperrfluidsystems 101 führt hierbei von der Abzweigstelle 107 zu der Sperrfluiddichtung 103 bzw. der Sperrfluiddichtkammer am ersten brenngasbehaftet geführten Element 57, i.e. zum Brenn- gas-Düsenventilglied 57 bzw. zu dessen längsmittleren, geführten Bereich 99. Ein zweiter Sperrfluidzweig 117 des Sperrfluidsystems 101 zweigt aus dem ersten Sperrfluidzweig 115 hierbei zur Sperrfluiddichtung bzw. zur Sperrfluiddichtkammer um das zweite brenngasbehaftet geführte Element 93, das heißt zur Sperrfluiddichtung um das Schließglied 93. Um auch ein Abströmen von Sperrfluid aus dem Sperrfluidsystem 101 zu ermöglichen, ist das Sperrfluidsystem 101 weiterhin an ein Leckagesystem 119 des Kraftstoffinjektors 3 angebunden. Hierbei weist das Sperrfluidsystem 101 eine Druckreguliervorrichtung 121 auf, über welche eine Druckeinstellung im Sperrfluidsystem 101 ermöglicht ist, das heißt eine Druckeinstellung durch geeignete Absteuerung von Sperrfluid über die Druckreguliervorrichtung 121 an das Leckage- System 119.
Bevorzugt wird mittels der Druckreguliervorrichtung 121 hierbei ein Druckniveau im Sperrfluidsystem 101 eingestellt, welches etwa 10 bar bis 30 bar über jenem des Brenngas-System- Druckniveaus liegt. Mit einem solchen Druckniveau ist das Überströmen von Brenngas entlang der Spaltführungen 95, 99 in den zugeordneten Hydrauliksteuerkreis, i.e. den zweiten Hydrauliksteuerkreis 59, wirksam vermieden, während gleichzeitig eine seitens der Sperrfluiddichtungen 103 in den Brenngasbereich verbrachte Sperrfluidmenge unbeachtlich gering ausfallen kann.
Die Druckreguliervorrichtung 121 ist bevorzugt ein aktives Druckregelventil. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Kraftstoffmj ektoranordnung
3 Kraftstoffinj ektor
5 Flüssigkraftstoff- Inj ektoreinheit
7 Flüssigkraftstoff-Düsenventilglied
9 Hydrauliksteuerkreis
11 Axialbohrung
13 Düsenkörper
15 Ventilsitz
17 Düsenraum
19 Düsenanordnung
21 Schließfeder
23 Schulter
25 Steuerraumbuchse
27 Steuerraum
29 Inj ektorgehäuseelement
31 Flüssigkraftstoff-Hochdruckeinlass
33 Flüssigkraftstoff-Hochdruckkanal
35 Zulauf-Strömungszweig
37 Zulaufdrossel
39 Ablauf- Strömungszweig
39a erster Abschnitt
39b zweiter Abschnitt
41 Ablauf-Drossel
43 Pilotventil
45 Leckageauslass
47 Ventilraum
49 Ventilglied
51 Ventilpartner
53 Schließfeder
55 Brenngas-Inj ektoreinheit
57 Brenngas-Düsenventilglied
59 zweiter Hydrauliksteuerkreis 61 Axialbohrung Brenngas-Inj ektoreinheit
63 Brenngas-Düsenraum
65 Steuerkolben
67 Brenngas-Düsenanordnung
69 Sitz
71 erster Steuerraum
73 zweiter Steuerraum
75 Steuerventil
77 Belastungspfadabschnitt
79 Hochdruckquelle
81 Entlastungspfadabschnitt
83a,b Pfadabschnitte
85 Brenngas-Hochdruckstrang
87 Brenngas-Einlass
89 Zwischenspeicherraum
91 federelastisches Element
93 Schließglied
95 Spaltführung Schließglied
97 Injektorgehäuse
99 Führung Brenngas-Düsenventilglied
101 Sperrfluidsystem
103 Sperrfluiddichtung
105 Ringnut
107 Abzweigstelle
109 Spaltführung Pilotventil
1 11 Aktuatorikraum
113 Ringnut
115 Leitungszweig
117 Leitungszweig
119 Leckagesystem
121 Druckreguliervorrichtung
ND Niederdruckseite
HD Hochdruckseite

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kraftstoffinjektoranordnung (1 ) mit einem Kraftstoffinjektor (3) für den Betrieb mit Brenngas,
- wobei der Kraftstoffinjektor (3) ein Brenngas-Düsenventil mit einem Brenngas- Düsenventilglied (57) aufweist und,
- wobei die Kraftstoffinjektoranordnung (1) ein Sperrfluidsystem (101) aufweist, mittels welchem eine Sperrfluiddichtung (103) an wenigstens einem brenngasbehaftet geführten Element (57, 93) des Kraftstoffinjektors (3) bildbar ist,
- wobei die Kraftstoffinjektoranordnung (1) eingerichtet ist, das Sperrfluidsystem (101) mit einem Sperrfluid zu speisen, welches als Hydraulikfluid aus einem Hydrauliksteuerkreis (9) des Kraftstoffinjektors (3) an einer Abzweigstelle (107) abgezweigt wird, an welcher bei anliegendem Hydraulik-Systemdruck permanent druckbeaufschlagte Hydraulikfluid-Leckage ansteht.
2. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abzweigstelle (107) angeordnet und/oder eingerichtet ist, das daran als druckbeaufschlagte Permanentleckage anstehende Hydraulikfluid gegenüber anliegendem Hydraulik-Systemdruck druckgemindert abzuzweigen, insbesondere mit einer über die Anordnung und/oder die Einrichtung der Abzweigstelle (107) vorbestimmten Vordrosselung.
3. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abzweigstelle (107) an einer Spaltführung (109) eines Ventilglieds (49) des
Kraftstoffinjektors (3) gebildet ist; und/oder
die abgezweigte Permanentleckage Spaltleckage ist; und/oder
die Abzweigstelle (107) an einer Führung des Kraftstoffinjektors (3) gebildet ist, welche von einer Führung (99) des Brenngas-Düsenventilglieds (57) verschieden ist.
4. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass - die Abzweigstelle (107) an der Führung (109) eines Ventilglieds (49) eines Pilotventils (43) des Hydrauliksteuerkreises (9) des Kraftstoffinjektors (3) gebildet ist.
5. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein brenngasbehaftet geführtes Element (57, 93), an welchem eine Sperrfluiddichtung (103) bilddbar ist, ein Schließglied (93) und/oder das Brenngas-Düsenventilglied (57) ist.
6. Kraftstoffinjektoranordnung(l) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder sämtliche Sperrfluiddichtungen (103) zwischen einer Brenngasseite und einer Hydraulikseite einer zugeordneten, das brenngasbehaftet geführte Element (57, 93) führenden Führung (95, 99) bildbar sind.
7. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrfluidsystem (101) eine Mehrzahl von Sperrfluiddichtkammern zur Bildung je einer Sperrfluiddichtung (103) aufweist.
8. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrfluidsystem (101) zur Abfuhr von Sperrfluid aus dem Sperrfluidsystem ( 101 ) an ein Leckagesystem (119) des Kraftstoffinjektors (3) oder der Kraftstoffinjektoranordnung (1) kommunizierend angebunden ist.
9. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sperrfluidsystem (101) über eine Druckreguliervorrichtung (121) an ein Leckagesystem (119) des Kraftstoffinjektors (3) oder der Kraftstoffinjektoranordnung (1) kommunizierend angebunden ist.
10. Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass - die Kraftstoffinjektoranordnung (1) eingerichtet ist, insbesondere mittels einer Druckreguliervorrichtung (121), eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen einem Druckniveau im Sperrfiuidsystem (101) und einem Brenngas- Versorgungsdruckniveau einzustellen.
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wenigstens eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
12. Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch wenigstens eine Kraftstoffinjektoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 11.
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