WO2017167646A1 - Aktorbaugruppe für ein kraftstoffeinspritzventil, kraftstoffeinspritzventil - Google Patents

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WO2017167646A1
WO2017167646A1 PCT/EP2017/056994 EP2017056994W WO2017167646A1 WO 2017167646 A1 WO2017167646 A1 WO 2017167646A1 EP 2017056994 W EP2017056994 W EP 2017056994W WO 2017167646 A1 WO2017167646 A1 WO 2017167646A1
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actuator
valve
needle
magnetic
actuator assembly
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PCT/EP2017/056994
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Inventor
Benedikt Leibssle
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M47/027—Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M63/0059—Arrangements of valve actuators
    • F02M63/0063—Two or more actuators acting on a single valve body

Definitions

  • the invention relates to an actuator assembly for a fuel injection valve, which is suitable for injecting a gaseous and / or liquid fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, having the features of the preamble of claim 1. Further, the invention relates to a fuel injection valve for injection a gaseous and / or a liquid fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine with such an actuator assembly.
  • Type are also called Zweistoffinjektoren or dual-fuel injectors.
  • a fuel injection valve for gaseous and liquid fuels which comprises a first valve needle designed as a hollow needle and a second valve needle guided inside the hollow needle for controlling injection openings for the different fuels.
  • the valve needle designed as a hollow needle cooperates with a first valve seat via which first injection openings for the gaseous fuel can be released and closed.
  • the further valve needle cooperates with a second valve seat, via the second injection openings for the liquid fuel are releasable and closable, wherein the second valve seat and the second injection openings are formed in the valve needle designed as a hollow needle.
  • a control mechanism which comprises two electromagnetically actuated control valves.
  • Each valve needle is associated with a control chamber, which can be relieved of pressure via a control valve of the control mechanism, so that the respective valve needle lifts from its valve seat and releases the associated injection openings.
  • the control of the two valve pins thus takes place after the hydrau- Lisch pilot control principle, which is also used in mono-fuel injectors use.
  • the arrangement of the two control valves takes place side by side at the combustion chamber remote end of the fuel injection valve.
  • the present invention seeks to provide a space-optimized actuator assembly for a fuel injection valve for injecting a gaseous and / or liquid fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, which further increases the control dynamics and / or efficiency allows.
  • the actuator assembly is specified with the features of claim 1.
  • Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • a fuel injection valve is proposed with such an actuator assembly.
  • the proposed for a fuel injection valve for injecting a gaseous and / or liquid fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine actuator assembly comprises a magnetic actuator with an annular solenoid for controlling a first liftable valve needle, on the lifting movement at least one injection port for the gaseous fuel is releasable and closable.
  • the Aktorbauer further comprises a further actuator for controlling a further liftable valve needle, on the lifting movement at least one injection port for the liquid fuel is releasable and closable.
  • the further actuator is arranged coaxially with respect to a longitudinal axis of the magnetic actuator.
  • the actuator assembly can be moved closer to the valve needles and thus to the range of power utilization of the actuator assembly, so that a high level of dynamics can be achieved.
  • at least one actuator of the Aktorbaueria is designed as a magnetic actuator with an annular solenoid, the remaining space within the magnetic coil space for receiving components can be used, which interact with the further Ak tor. In this way, a nested arrangement of the actuator assembly or cooperating with the Aktorbaueria components is achieved, which is very compact design.
  • the intended additional actuator can also be designed as a magnetic actuator with an annular magnetic coil.
  • the training is proposed as a piezoelectric actuator with at least one piezo module.
  • the annular magnetic coil or the piezoelectric module of the further actuator are preferably arranged on the side of the magnetic coil of the first magnetic actuator, which faces away from the valve needles.
  • the magnetic actuator and / or the further actuator preferably acts or acts on the respectively assigned valve needle indirectly by changing a control pressure in a control chamber.
  • a control medium liquid fuel can be used.
  • the magnetic actuator and / or the further actuator act directly on the respective associated valve needle.
  • at least one valve needle preferably the valve needle for the liquid fuel, can be switched directly via the assigned actuator without hydraulic pilot control. In this way, the control amount required for hydraulic pilot control can be reduced. Furthermore, a particularly compact construction arrangement can be achieved.
  • At least the valve needle for the gaseous fuel can be indirectly switched via the magnetic actuator designed as a front actuator.
  • the annular solenoid of the magnetic actuator cooperates with a liftable armature, which is coupled to a valve member, the is designed as a hollow needle.
  • the hollow needle creates a free space, which allows a force / stroke implementation of the other actuator and thus favors a nested arrangement.
  • the further actuator cooperate with a substantially needle-shaped actuating element which is at least partially accommodated in the form of a hollow needle valve member.
  • a substantially needle-shaped actuating element which is at least partially accommodated in the form of a hollow needle valve member.
  • the performance of the rear actuator can be utilized close to the associated valve needle, whereby the dynamics and the efficiency can be further increased.
  • a guide of the actuating element can be effected via the hollow needle.
  • the needle-shaped actuating element is preferably coupled to a liftable armature.
  • the needle-shaped actuator is then carried over the anchor when it performs a lifting movement.
  • the control of the associated valve needle can be indirect or direct.
  • the needle-shaped actuating element cooperates with a valve seat or a valve closing element for releasing and closing the valve seat.
  • the needle-shaped actuating element itself serves as a valve closing element, by means of which the valve seat can be released for pressure relief of a control chamber.
  • the needle-shaped actuating element can also cooperate with a separate valve closing element, which may be formed, for example, as a ball.
  • Valve seat and / or valve closing element omitted when the control of the valve needle for the liquid fuel directly, d. H. without hydraulic pilot control.
  • a fuel injection valve for injecting a gaseous and / or liquid fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine with an actuator assembly according to the invention is also proposed.
  • an actuator assembly according to the invention a slender and compact injector can be realized.
  • the actuator assembly allows for a nested construction.
  • the proposed fuel injection valve further comprises a first liftable valve needle for releasing and closing at least one injection port for the gaseous fuel and a further liftable valve needle for releasing and closing at least one injection port for the liquid fuel.
  • At least one valve needle is associated with a control chamber which is pressure relieved via the solenoid actuator or the other actuator.
  • This means that at least one valve needle can be controlled indirectly via the control pressure in the control chamber, which is preferably the valve needle for the gaseous fuel.
  • the other valve needle on the other hand, can be directly controlled. Due to the direct control of a valve needle, the tax amount to be paid off can be kept low. Furthermore, a particularly compact arrangement is achieved because the formation of a valve is eliminated.
  • the proposed actuator assembly not only allows a compact design of the fuel injection valve, but also a tapping of the actuator performance in the immediate vicinity of the valve needles. Control lines, which must be emptied and refilled, can thus be kept short. In this way, the control dynamics and efficiency are increased.
  • the fuel injection valve shown schematically in the figure comprises a housing 11 in which an actuator assembly according to the invention for controlling the lifting movements of two valve needles 16, 18 is received.
  • the valve needles 16, 18 are received in a nozzle body 12 of the fuel injection valve, which is connected to the housing 11.
  • the nozzle body 12 forms a valve seat 22 for the valve needle 16, which is designed to receive the further valve needle 18 as a hollow needle.
  • About the lifting movement of the valve needle 16 designed as a hollow needle injection openings 17 are formed in the nozzle body 12 can be controlled for a gaseous fuel.
  • the recorded in the hollow needle further valve needle 18 controls injection openings 19 which are formed in the hollow needle and are used for the injection of liquid fuel.
  • both valve needles 16, 18 are switched indirectly, by changing in each case one control pressure acting on the valve needles 16, 18 in a control chamber 20, 21.
  • a 3/2 way valve is provided which can be actuated via a first magnetic actuator 1.
  • the change in the control pressure in the further control chamber 21 is effected via a 2/2 way valve, which is controllable via a further actuator 3, which in the present case is also designed as a magnetic actuator.
  • the illustrated actuator assembly according to the invention is therefore formed from two magnetic actuators.
  • the first magnetic actuator 1 has an annular magnetic coil 2 for acting on a liftable armature 5, which is in the present case designed as a flat armature.
  • the armature 5 is coupled to a valve member 6, which is tubular or formed as a hollow needle.
  • the valve member 6 has a collar portion 25 cooperating with two sealing seats 23, 24, so that the control chamber 20 can be connected to either a low-pressure region 26 or a high-pressure region 27.
  • the spring 13 pushes the armature 5 including the valve member 6 back to its original position, in which the collar portion 25 of the valve member 6 opens the sealing seat 23 and the sealing seat 24th closes, so that a discharge of the control chamber 20 is effected, which has an opening of the valve needle 16 result.
  • the energization of the solenoid 4 of the other actuator 3 is terminated, so that the spring 15, the armature 8 including the pin-shaped actuator 7 is back to the starting position.
  • the actuator 7 presses indirectly via a pressure piece 29, the spherical valve closure element 10 in the valve seat 9 back, so that the connection of the control chamber 21 is interrupted with the low pressure region 26. From the high pressure region 27 into the control chamber 21 reaching fuel leads to a pressure increase in the control chamber 21, which supports the closing of the valve needle 18.
  • the two annular magnetic coils 2, 4 coaxially arranged at an axial distance from each other. Between the two magnetic coils 2, 4, the two anchors 5, 8 come to rest. The efficiencies of the two magnetic actuators are accordingly opposite.
  • valve member 6 interacting with the lower magnet actuator 1 is hollow, the pin-shaped actuating element 7 cooperating with the further actuator 3 can be arranged to actuate the spherical valve closing element 10 in a continuous manner, so that near-nozzle power utilization is possible.
  • the invention is not limited to the illustrated embodiment, but also extends to embodiments that use a piezoelectric actuator as a further actuator.
  • 3 include.
  • the effective direction of the actuators 1, 3 is freely selectable.
  • at least one actuator 1, 3 may be designed to switch the associated valve needle 16, 18 directly. If the valve needles 16, 18 are switched indirectly, this can be done with the aid of a 2/2-way valve or a 3/2-way valve.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Magnetaktor (1) mit einer ringförmigen Magnetspule (2) zur Steuerung einer ersten hubbeweglichen Ventilnadel (16), über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung (17) für den gasförmigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist, ferner umfassend einen weiteren Aktor (3) zur Steuerung einer weiteren hubbeweglichen Ventilnadel (18), über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung (19) für den flüssigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist. Erfindungsgemäß ist der weitere Aktor (3) koaxial in Bezug auf eine Längsachse (A) des Magnetaktors (1) angeordnet.

Description

Beschreibung
Titel
Aktorbaugruppe für ein Kraftstoffeinspritzventil, Kraftstoffeinspritzventil Die Erfindung betrifft eine Aktorbaugruppe für ein Kraftstoffeinspritzventil, das zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in den Brennraum einer Brennkraftmaschine geeignet ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder eines flüssigen Kraftstoffs in den Brennraum einer Brenn- kraftmaschine mit einer solchen Aktorbaugruppe. Kraftstoffinjektoren der vorstehenden
Art werden auch Zweistoffinjektoren oder Dual-Fuel-Injektoren genannt.
Stand der Technik Aus der Patentschrift DE 699 18 141 T2 ist beispielhaft ein Brennstoffeinspritzventil für gasförmige und flüssige Brennstoffe bekannt, das eine erste als Hohlnadel ausgebildete Ventilnadel sowie eine innerhalb der Hohlnadel geführte zweite Ventilnadel zur Steuerung von Einspritzöffnungen für die unterschiedlichen Brennstoffe umfasst. Die als Hohlnadel ausgebildete Ventilnadel wirkt hierzu mit einem ersten Ventilsitz zusam- men, über den erste Einspritzöffnungen für den gasförmigen Brennstoff freigebbar und verschließbar sind. Die weitere Ventilnadel wirkt mit einem zweiten Ventilsitz zusammen, über den zweite Einspritzöffnungen für den flüssigen Brennstoff freigebbar und verschließbar sind, wobei der zweite Ventilsitz und die zweiten Einspritzöffnungen in der als Hohlnadel ausgebildeten Ventilnadel ausgebildet sind. Zur Betätigung der bei- den Ventilnadeln ist ein Steuermechanismus vorgesehen, der zwei elektromagnetisch betätigbare Steuerventile umfasst. Jeder Ventilnadel ist ein Steuerraum zugeordnet, der über ein Steuerventil des Steuermechanismus druckentlastet werden kann, so dass die jeweilige Ventilnadel von ihrem Ventilsitz abhebt und die zugeordneten Einspritzöffnungen freigibt. Die Steuerung der beiden Ventilnadeln erfolgt somit nach dem hydrau- lischen Vorsteuerungsprinzip, das auch bei Mono-Fuel-Injektoren Einsatz findet. Die Anordnung der beiden Steuerventile erfolgt nebeneinander am brennraumfernen Ende des Brennstoffeinspritzventils.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bauraumoptimierte Aktorbaugruppe für ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder eines flüssigen Kraftstoffs in den Brennraum einer Brennkraftmaschine anzugeben, die ferner eine Erhöhung der Steuerungsdynamik und/oder -effizienz ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Aktorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer solchen Aktorbaugruppe vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Die für ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagene Aktorbaugruppe umfasst einen Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule zur Steuerung einer ersten hubbeweglichen Ventilnadel, über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung für den gasförmigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist. Die Aktorbaugruppe umfasst ferner einen weiteren Aktor zur Steuerung einer weiteren hubbeweglichen Ventilnadel, über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung für den flüssigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist. Erfindungsgemäß ist der weitere Aktor koaxial in Bezug auf eine Längsachse des Magnetaktors angeordnet.
Durch die koaxiale Anordnung der beiden Aktoren kann ein schlanker und kompakter Injektor realisiert werden. Ferner kann die Aktorbaugruppe näher an die Ventilnadeln und damit an den Bereich der Leistungsverwertung der Aktorbaugruppe herangerückt werden, so dass eine hohe Dynamik erzielbar ist. Dadurch, dass zumindest ein Aktor der Aktorbaugruppe als Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule ausgebildet ist, kann der innerhalb der Magnetspule verbleibende Freiraum zur Aufnahme von Bauteilen genutzt werden, die mit dem weiteren Ak tor zusammenwirken. Auf diese Weise wird eine verschachtelte Anordnung der Aktorbaugruppe bzw. der mit der Aktorbaugruppe zusammenwirkenden Bauteile erreicht, die besonders kompakt bauend ist.
Der vorgesehene weitere Aktor kann ebenfalls als Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule ausgebildet sein. Alternativ wird die Ausbildung als Piezoaktor mit mindestens einem Piezomodul vorgeschlagen. Die ringförmige Magnetspule bzw. das Pie- zomodul des weiteren Aktors sind dabei vorzugsweise auf der Seite der Magnetspule des ersten Magnetaktors angeordnet ist, die den Ventilnadeln abgewandt ist. Insofern kann auch von einem vorderen und einem hinteren Aktor gesprochen werden, wobei zumindest der vordere Aktor ein Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule zur Schaffung eines als Durchführung dienenden Freiraums ist.
Bevorzugt wirken bzw. wirkt der Magnetaktor und/oder der weitere Aktor indirekt durch Veränderung eines Steuerdrucks in einem Steuerraum auf die jeweils zugeordnete Ventilnadel ein. Das heißt, dass zumindest eine Ventilnadel, vorzugsweise die Ventilnadel für den gasförmigen Kraftstoff, hydraulisch vorgesteuert ist. Als Steuermedium kann flüssiger Kraftstoff eingesetzt werden.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass der Magnetaktor und/oder der wei tere Aktor direkt auf die jeweils zugeordnete Ventilnadel einwirken bzw. einwirkt. Das heißt, dass zumindest eine Ventilnadel, vorzugsweise die Ventilnadel für den flüssigen Kraftstoff, ohne hydraulische Vorsteuerung direkt über den zugeordneten Aktor schaltbar ist. Auf diese Weise kann die zur hydraulischen Vorsteuerung erforderliche Steuermenge reduziert werden. Ferner kann eine besonders kompakt bauende Anordnung erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest die Ventilnadel für den gasförmigen Kraftstoff indirekt über den als Magnetaktor ausgebildeten vorderen Aktor schaltbar. Die ringförmige Magnetspule des Magnetaktors wirkt hierbei mit einem hubbeweglichen Anker zusammen, der mit einem Ventilglied gekoppelt ist, das als Hohlnadel ausgebildet ist. Die Hohlnadel schafft einen Freiraum, der eine Kraft- /Hubdurchführung des weiteren Aktors ermöglicht und somit eine verschachtelte Anordnung begünstigt.
Zur Realisierung einer Kraft-/Hubdurchführung kann beispielsweise der weitere Aktor mit einem im Wesentlichen nadeiförmigen Betätigungselement zusammenwirken, das zumindest abschnittsweise in dem als Hohlnadel ausgebildeten Ventilglied aufgenommen ist. Somit kann auch die Leistung des hinteren Aktors nah der zugeordneten Ventilnadel verwertet werden, wodurch die Dynamik und die Effizienz weiter gesteigert werden. Über die Hohlnadel kann zudem eine Führung des Betätigungselements bewirkt werden.
Sofern der weitere Aktor ebenfalls als Magnetaktor ausgebildet ist, ist vorzugsweise das nadeiförmige Betätigungselement mit einem hubbeweglichen Anker gekoppelt. Das nadeiförmige Betätigungselement wird dann über den Anker mitgeführt, wenn dieser eine Hubbewegung ausführt. Die Steuerung der zugeordneten Ventilnadel kann indirekt oder direkt erfolgen.
Unabhängig davon, ob der weitere Aktor als Magnetaktor oder als Piezoaktor ausgebildet ist, wird alternativ oder ergänzend vorgeschlagen, dass das nadeiförmige Betätigungselement mit einem Ventilsitz oder einem Ventilschließelement zum Freigeben und Verschließen des Ventilsitzes zusammenwirkt. Im erstgenannten Fall dient das nadeiförmige Betätigungselement selbst als Ventilschließelement, mittels dessen der Ventilsitz zur Druckentlastung eines Steuerraums freigebbar ist. Das nadeiförmige Betätigungselement kann hierzu aber auch mit einem separaten Ventilschließelement zusammenwirken, das beispielsweise als Kugel ausgebildet sein kann.
Ventilsitz und/oder Ventilschließelement entfallen, wenn die Steuerung der Ventilnadel für den flüssigen Kraftstoff direkt, d. h. ohne hydraulische Vorsteuerung, erfolgt.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe wird darüber hinaus ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe vorgeschlagen. Durch Einsatz einer erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe kann ein schlanker und kompakter Injektor realisiert werden. Insbesondere lässt die Aktorbaugruppe eine verschachtelte Bauweise zu. Das vorgeschlagene Kraftstoffeinspritzventil umfasst ferner eine erste hubbewegliche Ventilnadel zum Freigeben und Verschließen mindestens einer Einspritzöffnung für den gasförmigen Kraftstoff sowie eine weitere hubbewegliche Ventilnadel zum Freigeben und Verschließen mindestens einer Einspritzöffnung für den flüssigen Kraftstoff.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Kraftstoffinjektors ist zumindest einer Ventilnadel ein Steuerraum zugeordnet, der über den Magnetaktor oder den weiteren Aktor druckentlastbar ist. Das heißt, dass zumindest eine Ventilnadel indirekt über den Steuerdruck im Steuerraum steuerbar ist, wobei es sich vorzugsweise um die Ventilnadel für den gasförmigen Kraftstoff handelt. Die andere Ventilnadel kann demgegenüber direkt steuerbar sein. Durch die direkte Steuerung einer Ventilnadel kann die abzuführende Steuermenge geringgehalten werden. Ferner wird eine besonders kompakt bauende Anordnung erreicht, da die Ausbildung eines Ventils entfällt.
Die vorgeschlagene Aktorbaugruppe ermöglicht nicht nur eine kompakte Bauweise des Kraftstoffeinspritzventils, sondern ferner ein Abgreifen der Aktorleistungen in unmittelbarer Nähe der Ventilnadeln. Steuerleitungen, die entleert und wieder befüllt werden müssen, können somit kurz gehalten werden. Auf diese Weise werden die Steuerungsdynamik und -effizienz gesteigert.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Das in der Figur schematisch dargestellte Kraftstoffeinspritzventil umfasst ein Gehäuse 11, in dem eine erfindungsgemäße Aktorbaugruppe zur Steuerung der Hubbewegungen zweier Ventilnadeln 16, 18 aufgenommen ist. Die Ventilnadeln 16, 18 sind in einem Düsenkörper 12 des Kraftstoffeinspritzventils aufgenommen, der mit Gehäuse 11 verbunden ist. Der Düsenkörper 12 bildet einen Ventilsitz 22 für die Ventilnadel 16 aus, die zur Aufnahme der weiteren Ventilnadel 18 als Hohlnadel ausgebildet ist. Über die Hubbewegung der als Hohlnadel ausgebildeten Ventilnadel 16 sind im Düsenkörper 12 ausgebildete Einspritzöffnungen 17 für einen gasförmigen Kraftstoff steuerbar. Die in der Hohlnadel aufgenommene weitere Ventilnadel 18 steuert Einspritzöffnungen 19, die in der Hohlnadel ausgebildet sind und der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff dienen. Beide Ventilnadeln 16, 18 werden vorliegend indirekt geschaltet, indem jeweils ein auf die Ventilnadeln 16, 18 lastender Steuerdruck in einem Steuerraum 20, 21 verändert wird.
Zur Veränderung des Steuerdrucks in einem ersten Steuerraum 20, der auf der als Hohlnadel ausgebildeten Ventilnadel 16 lastet, ist ein 3/2 -Wegeventil vorgesehen, das über einen ersten Magnetaktor 1 betätigbar ist. Die Veränderung des Steuerdrucks im weiteren Steuerraum 21 wird über ein 2/2 -Wegeventil bewirkt, das über einen weiteren Aktor 3 steuerbar ist, der vorliegend ebenfalls als Magnetaktor ausgeführt ist. Die dargestellte erfindungsgemäße Aktorbaugruppe wird demnach aus zwei Magnetaktoren gebildet.
Der erste Magnetaktor 1 weist eine ringförmige Magnetspule 2 zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Anker 5 auf, der vorliegend als Flachanker ausgebildet ist. Der Anker 5 ist mit einem Ventilglied 6 gekoppelt, das rohrförmig gestaltet bzw. als Hohlnadel ausgebildet ist. Das Ventilglied 6 weist einen mit zwei Dichtsitzen 23, 24 zusammenwirkenden Bundabschnitt 25, so dass der Steuerraum 20 entweder mit einem Niederdruckbereich 26 oder mit einem Hochdruckbereich 27 verbindbar ist. Wird die Magnetspule 2 des Magnetaktors 1 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft eine axiale Verschiebung des Ankers 5 einschließlich des Ventilglieds 6 entgegen der Federkraft einer Feder 13 bewirkt, die einerseits gehäuseseitig, andererseits über einen Federteller 14 an dem Ventilglied 6 abgestützt ist. Der Bundabschnitt 25 des Ventilglieds 6 schließt den oberen Dichtsitz 23, so dass die Verbindung zum Niederdruckbereich 26 unterbrochen ist. Zugleich wird der Dichtsitz 24 geöffnet, so dass eine Verbindung zum Hochdruckbereich 27 hergestellt ist und der Steuerraum 20 druckbeaufschlagt wird, was zum Schließen der Ventilnadel 16 für den gasförmigen Kraftstoff führt. Wird die Bestromung der Magnetspule 2 beendet, drückt die Feder 13 den Anker 5 einschließlich des Ventilglieds 6 in seine Ausgangslage zurück, in welcher der Bundabschnitt 25 des Ventilglieds 6 den Dichtsitz 23 öffnet und den Dichtsitz 24 verschließt, so dass eine Entlastung des Steuerraums 20 bewirkt wird, die ein Öffnen der Ventilnadel 16 zur Folge hat.
Wird die Magnetspule 4 des weiteren Aktors 3 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft einen weiteren Anker 8 einschließlich eines stiftförmigen Betätigungselements 7 entgegen der Federkraft einer Feder 15 anhebt. Das Betätigungselement 7 gibt dabei ein mit einem Ventilsitz 9 zusammenwirkendes kugelförmiges Ventilschließelement 10 frei, das daraufhin vom Ventilsitz 9 abhebt, so dass eine Verbindung des Steuerraums 21 mit dem Niederdruckbereich 26 hergestellt ist. Der Steuerraum 21 wird entlastet, so dass auf die Ventilnadel 18 ein verringerter Steuerdruck wirkt. Dies hat zur Folge, dass die Ventilnadel 18 von einem Ventilsitz 28 abhebt und die Einspritzöffnungen 19 für den flüssigen Kraftstoff freigibt. Zum Schließen der Ventilnadel 18 wird die Bestromung der Magnetspule 4 des weiteren Aktors 3 beendet, so dass die Feder 15 den Anker 8 einschließlich des stiftförmigen Betätigungselements 7 zurück in die Ausgangslage stellt. Das Betätigungselement 7 drückt dabei mittelbar über ein Druckstück 29 das kugelförmige Ventilschließelement 10 in den Ventilsitz 9 zurück, so dass die Verbindung des Steuerraums 21 mit dem Niederdruckbereich 26 unterbrochen ist. Aus dem Hochdruckbereich 27 in den Steuerraum 21 gelangender Kraftstoff führt zu einem Druckanstieg im Steuerraum 21, der das Schließen der Ventilnadel 18 unterstützt.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Aktorbaugruppe sind die beiden ringförmigen Magnetspulen 2, 4 koaxial in einem axialen Abstand zueinander angeordnet. Zwischen den beiden Magnetspulen 2, 4 kommen die beiden Anker 5, 8 zu liegen. Die Wirkrich- tungen der beiden Magnetaktoren sind demnach einander entgegengesetzt.
Da das mit dem unteren Magnetaktor 1 zusammenwirkende Ventilglied 6 hohl ausgeführt ist, kann das mit dem weiteren Aktor 3 zusammenwirkende stiftförmige Betätigungselement 7 zur Betätigung des kugelförmigen Ventilschließelements 10 durchgrei- fend angeordnet werden, so dass eine düsennahe Leistungsverwertung möglich ist.
Hierin ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung zu sehen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Ausführungsformen, die einen Piezoaktor als weiteren Aktor 3 umfassen. Zudem ist die Wirkrichtung der Aktoren 1, 3 frei wählbar. Darüber hinaus kann mindestens ein Aktor 1, 3 dazu ausgelegt sein, die ihm zugeordnete Ventilnadel 16, 18 direkt zu schalten. Sofern die Ventilnadeln 16, 18 indirekt geschaltet werden, kann dies unter Zuhilfenahme eines 2/2 -Wegeventils oder eines 3/2 -Wegeventils erfol- gen.

Claims

Ansprüche
1. Aktorbaugruppe für ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Magnetaktor (1) mit einer ringförmigen Magnetspule (2) zur Steuerung einer ersten hubbeweglichen Ventilnadel (16), über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung (17) für den gasförmigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist, ferner umfassend einen weiteren Aktor (3) zur Steuerung einer weiteren hubbeweglichen Ventilnadel (18), über deren Hubbewegung mindestens eine Einspritzöffnung (19) für den flüssigen Kraftstoff freigebbar und verschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Aktor (3) koaxial in Bezug auf eine Längsachse (A) des Magnetaktors (1) angeordnet ist.
2. Aktorbaugruppe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Aktor (3) als Magnetaktor mit einer ringförmigen Magnetspule (4) oder Piezoaktor mit mindestens einem Piezomodul ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die ringförmige Magnetspule (4) oder das Piezomodul auf der Seite der Magnetspule (2) des Magnetaktors (1) angeordnet ist, die den Ventilnadeln (16, 18) abgewandt ist.
3. Aktorbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktor (1) und/oder der weitere Aktor (3) indirekt durch Veränderung eines Steuerdrucks in einem Steuerraum (20, 21) auf die jeweils zugeordnete Ventilnadel (16, 18) einwirken bzw. einwirkt.
4. Aktorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetaktor (1) und/oder der weitere Aktor (3) direkt auf die jeweils zugeordnete Ventilnadel (16, 18) einwirken bzw. einwirkt.
5. Aktorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Magnetspule (2) des Magnetaktors (1) mit einem hubbeweglichen Anker (5) zusammenwirkt, der mit einem Ventilglied (6) gekoppelt ist, das als Hohlnadel ausgebildet ist.
6. Aktorbaugruppe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Aktor (3) mit einem im Wesentlichen nadeiförmigen Betätigungselement (7) zusammenwirkt, das zumindest abschnittsweise in dem als Hohlnadel ausgebildeten Ventilglied (6) aufgenommen ist.
7. Aktorbaugruppe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das nadeiförmige Betätigungselement (7) mit einem hubbeweglichen Anker (8) gekoppelt ist.
8. Aktorbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das nadeiförmige Betätigungselement (7) mit einem Ventilsitz (9) oder einem Ventilschließelement (10) zum Freigeben und Verschließen des Ventilsitzes (9) zusammenwirkt.
9. Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen eines gasförmigen und/oder flüssigen Kraftstoffs in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einer Aktorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftstoffeinspritzventil eine erste hubbewegliche Ventilnadel (16) zum Freigeben und Verschließen mindestens einer Einspritzöffnung (17) für den gasförmigen Kraftstoff sowie eine weitere hubbewegliche Ventilnadel (18) zum Freigeben und Verschließen mindestens einer Einspritzöffnung (19) für den flüssigen Kraftstoff umfasst.
10. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer Ventilnadel (16, 18) ein Steuerraum (20, 21) zugeordnet ist, der über den Magnetaktor (1) oder den weiteren Aktor (3) druckentlastbar ist.
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