DE102005041667B4 - Injector with direct needle control - Google Patents

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Abstract

Es wird ein direkt gesteuerter Injektor vorgeschlagen, der die Steuerung kleinster Düsennadelhübe ermöglicht und gleichzeitig auch schnelle Hubbewegungen der Düsennadel im Voll- und mittleren Teillastbereich erlaubt.A directly controlled injector is proposed, which allows the control of the smallest nozzle needle strokes and at the same time allows fast strokes of the nozzle needle in the full and medium part load range.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 037 125.3 (Anmeldetag: 30.07.2004) ist ein Common-Rail-Injektor mit direkter Nadelsteuerung bekannt. Bei diesem Injektor wird, wie bei anderen Injektoren auch, in Abhängigkeit von dem Druck in einem Düsennadelsteuerraum, mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt. Bei der direkten Nadelsteuerung ist zwischen einem Aktor des Injektors und dem erwähnten Düsennadelsteuerraum kein hydraulisches Ventil notwendig, um den Druck im Düsennadelsteuerraum zu steuern.From the post-published DE 10 2004 037 125.3 (Filing date: 30.07.2004) is a common rail injector with direct needle control known. In this injector, as with other injectors, depending on the pressure in a nozzle needle control chamber, high-pressure fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine. In the direct needle control between an actuator of the injector and said nozzle needle control chamber no hydraulic valve is necessary to control the pressure in the nozzle needle control chamber.

Bei den gattungsgemäßen Injektoren mit direkter Nadelsteuerung ist ein Aktordruckraum vorgesehen, der hydraulisch mit dem Düsennadelsteuerraum in Verbindung steht, so dass Druck- und/oder Volumenänderungen des Aktordruckraums den Druck und das Volumen des Düsennadelsteuerraums in der gewünschten Weise beeinflussen.In the generic injectors with direct needle control, a Aktordruckraum is provided which is hydraulically in communication with the nozzle needle control chamber so that pressure and / or volume changes of Aktordruckraums affect the pressure and the volume of the nozzle needle control chamber in the desired manner.

Sowohl die DE 103 47 769 B3 als auch die DE 102 30 089 A1 beschreiben einen ähnlichen Kraftstoffinjektor mit einem hydraulischen Koppelungssystem.Both the DE 103 47 769 B3 as well as the DE 102 30 089 A1 describe a similar fuel injector with a hydraulic coupling system.

Bei einem erfindungsgemäßen Injektor mit einem Injektorgehäuse, das einen Kraftstoffzulauf aufweist, mit einem Antriebskolben, wobei der Antriebskolben von einem Aktor betätigt wird und wobei der Antriebskolben einen Aktordruckraum begrenzt, und mit einer Düsennadel, deren eines Ende einen Düsennadelsteuerraum begrenzt, wobei der Aktordruckraum und der Düsennadelsteuerraum durch einen Koppler miteinander verbunden sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Koppler einen Primärkolben und einen Sekundärkolben aufweist, dass der Sekundärkolben in einer Sacklochbohrung des Antriebskolbens geführt ist und dass der Primärkolben in einer Durchgangsbohrung des Sekundärkolbens geführt ist.In an injector according to the invention with an injector housing having a fuel inlet, with a drive piston, wherein the drive piston is actuated by an actuator and wherein the drive piston defines a Aktordruckraum, and with a nozzle needle whose one end defines a nozzle needle control chamber, wherein the Aktordruckraum and the Düsennadelsteuerraum are interconnected by a coupler, the invention provides that the coupler has a primary piston and a secondary piston, that the secondary piston is guided in a blind hole of the drive piston and that the primary piston is guided in a through hole of the secondary piston.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäß beanspruchte Anordnung ermöglicht es, die Stellbewegung des Aktors mit zwei verschiedenen Übersetzungsverhältnissen in eine Druck- und/oder Volumenänderung des Düsennadelsteuerraums umzusetzen. Dadurch ist es einerseits möglich, kleinste Düsennadelhübe mit großer Genauigkeit zu realisieren und im Bereich von mittleren und großen Düsennadelhüben schnelle Öffnungs- beziehungsweise Schließbewegungen der Düsennadel zu erreichen.The claimed claimed arrangement makes it possible to implement the actuating movement of the actuator with two different ratios in a pressure and / or volume change of the nozzle needle control chamber. This makes it possible, on the one hand, to realize smallest nozzle needle strokes with great accuracy and to achieve fast opening or closing movements of the nozzle needle in the area of medium and large nozzle needle strokes.

Dadurch ist es möglich im Leerlaufbetrieb und im unteren Teillastbereich einen runden, effizienten und emissionsarmen Betrieb der Brennkraftmaschine zu realisieren und gleichzeitig im Mittel- und Vollastbereich die gewünschten Einspritzmengen in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit in den Brennraum einspritzen zu können.This makes it possible in idle mode and in the lower part load range to realize a round, efficient and low-emission operation of the engine and at the same time to inject the desired injection quantities in the available short time in the combustion chamber in the medium and full load range.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sacklochbohrung des Antriebskolbens sowie eine erste Stirnseite des Primärkolbens und eine erste Stirnseite des Sekundärkolbens den Aktordruckraum begrenzen.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the blind bore of the drive piston and a first end face of the primary piston and a first end face of the secondary piston limit the Aktordruckraum.

Durch die Integration sowohl des Primärkolbens als auch des Sekundärkolbens in den Antriebskolben ergeben sich erhebliche Freiheitsgrade bei der konstruktiven Ausgestaltung des Injektors, was Vorteile bei der Herstellung und dem Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Injektor mit sich bringt.The integration of both the primary piston and the secondary piston in the drive piston results in considerable degrees of freedom in the structural design of the injector, which brings advantages in the production and performance of the injector according to the invention.

Um die Befüllung des Aktordruckraums mit Kraftstoff zu gewährleisten, ist zwischen dem Aktordruckraum und dem Kraftstoffzulauf eine vierte Zulaufdrosel vorgesehen.In order to ensure the filling of the actuator pressure chamber with fuel, a fourth inlet nozzle is provided between the actuator pressure chamber and the fuel inlet.

Damit der Primärkolben stets eine definierte Position einnimmt, ist zwischen einem Grund der Sacklochbohrung im Antriebskolben und einer ersten Stirnseite des Primärkolbens eine erste Druckfeder eingespannt.So that the primary piston always occupies a defined position, a first compression spring is clamped between a bottom of the blind bore in the drive piston and a first end face of the primary piston.

Aus dem gleichen Grund ist zwischen dem Grund der Sacklochbohrung und der ersten Stirnseite des Sekundärkolbens eine zweite Druckfeder eingespannt.For the same reason, a second compression spring is clamped between the bottom of the blind hole and the first end face of the secondary piston.

Zur Realisierung einer zweistufigen direkten Ansteuerung der Düsennadel ist weiter vorgesehen, dass eine zweite Stirnseite des Primärkolbens und das Injektorgehäuse einen Vorraum begrenzen und dass der Vorraum mit dem Düsennadelsteuerraum hydraulisch verbunden ist. Dadurch kann die Ansteuerung der Düsennadel mit einem ersten Übersetzungsverhältnis, das vor allem für kleine Düsennadelhübe geeignet ist, erfolgen.To realize a two-stage direct control of the nozzle needle is further provided that a second end face of the primary piston and the injector define an antechamber and that the antechamber is hydraulically connected to the nozzle needle control chamber. This allows the control of the nozzle needle with a first gear ratio, which is particularly suitable for small Düsennadelhübe done.

In bestimmten Anwendungsfällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem Vorraum und dem Steuerraum eine Kopplerdrossel vorgesehen ist. Dadurch kann die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel optimiert werden.In certain applications, it has proven to be advantageous if a coupler choke is provided between the anteroom and the control room. As a result, the opening speed of the nozzle needle can be optimized.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass eine Düsenfeder in einem Düsenfederraum des Injektorgehäuses angeordnet ist und dass der Düsenfederraum und ein Druckraum hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.In a particularly advantageous embodiment of the invention is further provided that a nozzle spring is disposed in a nozzle spring chamber of the injector and that the nozzle spring chamber and a pressure chamber are hydraulically in communication.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Kraftstoffzulauf in einen Aktordruckraum mündet und der Hochdruckkanal den Aktordruckraum und den Düsenfederraum verbindet. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, einen Hochdruckkanal vorzusehen, der sich über die gesamte Länge des Injektors erstreckt. Der erfindungsgemäß beanspruchte kurze Hochdruckkanal ist fertigungstechnisch naturgemäß sehr viel einfacher zu realisieren als ein sehr langer Hochdruckkanal und außerdem kann der Düsenkörper schlanker ausgeführt werden. Mit der erfindungsgemäßen hydraulisch Anordnung kann nämlich auf einen Hochdruckkanal an dem dem Brennraum zugewandten Ende des Injektors vollständig verzichtet werden, so dass entsprechend mehr Platz für die Düsennadel, den Düsenfederraum und den Druckraum zur Verfügung steht. Alternativ ist es natürlich auch möglich, die Außenabmessungen des Injektors entsprechend zu verringern. Furthermore, it has proved to be advantageous if the fuel inlet opens into an actuator pressure chamber and the high-pressure channel connects the actuator pressure chamber and the nozzle spring chamber. As a result, it is no longer necessary to provide a high-pressure channel which extends over the entire length of the injector. The claimed according to the invention short high-pressure channel is naturally much easier to manufacture than a very long high-pressure channel and also the nozzle body can be made slimmer. With the hydraulic arrangement according to the invention can namely be completely dispensed with a high-pressure passage at the end facing the combustion chamber of the injector, so that correspondingly more space for the nozzle needle, the nozzle spring chamber and the pressure chamber is available. Alternatively, it is of course also possible to reduce the external dimensions of the injector accordingly.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Hochdruckkanals zwischen dem Aktordruckraum und dem Düsenfederraum ist es auch möglich, beispielsweise den Aktor und den Aktorraum und mit ihm den gesamten Koppler oder Teile des Kopplers versetzt zur Längsachse der Düsennadel anzuordnen, was weitere Vorteile bezüglich der Raumausnutzung mit sich bringt.The inventive arrangement of the high-pressure channel between the Aktordruckraum and the nozzle spring chamber, it is also possible, for example, the actuator and the actuator space and with it the entire coupler or parts of the coupler offset to arrange the longitudinal axis of the nozzle needle, which brings with it further advantages in terms of space utilization.

Es hat sich in manchen Anwendungsfällen als vorteilhaft erwiesen, wenn der Hochdruckkanal als Drossel ausgebildet wird. Dadurch werden eventuell im Düsennadelsteuerraum auftretende Druckschwingungen gedämpft. Diese Dämpfung verbessert das Betriebsverhalten des Injektor und verhindert beispielsweise ein Prellen der Düsennadel in bestimmten Betriebszuständen. Vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Injektor ist weiter, dass der Aktorraum vergleichsweise groß ausgebildet werden kann, so dass sich durch dieses große Volumen auch eine verbesserte Dämpfungswirkung einstellt.It has proven to be advantageous in some applications when the high-pressure channel is designed as a throttle. As a result, any pressure oscillations occurring in the nozzle needle control chamber are damped. This damping improves the performance of the injector and prevents, for example, a bouncing of the nozzle needle in certain operating conditions. An advantage of the injector according to the invention is further that the actuator space can be made comparatively large, so that also adjusts an improved damping effect by this large volume.

Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Aktor und der Aktorraum und/oder der Koppler exzentrisch zu der Düsennadel angeordnet sind. Die wesentlichen Vorteile sind die größeren Freiheitsgrade bezüglich der Dimensionierung der einzelnen Bauteile, das verbesserte Betriebsverhalten und der geringere Bauraumbedarf. Dabei sind verschiedene Varianten denkbar, von denen jede die genannten Vorteile aufweist.It has proved to be very advantageous if the actuator and the actuator chamber and / or the coupler are arranged eccentrically to the nozzle needle. The main advantages are the greater degrees of freedom with regard to the dimensioning of the individual components, the improved operating behavior and the smaller space requirement. Various variants are conceivable, each of which has the advantages mentioned.

Insbesondere ist es möglich, dass die Düsennadel und der Antriebskolben axial versetzt zueinander angeordnet sind.In particular, it is possible that the nozzle needle and the drive piston are arranged axially offset from one another.

Des Weiteren kann der Primärkolben konzentrisch zur Düsennadel und exzentrisch in dem Sekundärkolben angeordnet sein, wobei gleichzeitig der Sekundärkolben konzentrisch in dem Antriebskolben angeordnet ist.Furthermore, the primary piston may be arranged concentrically with the nozzle needle and eccentrically in the secondary piston, wherein at the same time the secondary piston is arranged concentrically in the drive piston.

Des Weiteren ist es möglich, dass der Primärkolben exzentrisch zur Düsennadel und konzentrisch in dem Sekundärkolben angeordnet ist und dass der Sekundärkolben konzentrisch in dem Antriebskolben angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist an dieser Variante, dass viele Bauteile rotationssymmetrisch ausgebildet sind und demzufolge ihre Herstellung mit hohen Anforderungen an die Rundheit, Rundlauf und die Abmessungen relativ kostengünstig und mit hoher Prozesssicherheit durchgeführt werden können.Furthermore, it is possible that the primary piston is arranged eccentrically to the nozzle needle and concentrically in the secondary piston and that the secondary piston is arranged concentrically in the drive piston. It is particularly advantageous in this variant that many components are rotationally symmetrical and therefore their production with high demands on the roundness, concentricity and the dimensions can be carried out relatively inexpensively and with high process reliability.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Primärkolben konzentrisch zur Düsennadel und konzentrisch in dem Sekundärkolben angeordnet ist und dass der Sekundärkolben exzentrisch in dem Antriebskolben angeordnet ist. Dadurch wird die Übersetzung zwischen dem Antriebskolben und dem Primärkolben kleiner und somit ist es auch möglich, die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel bei kleinen Hüben derselben zu verringern. Außerdem wird dadurch der Sekundärkolben sicherer in seiner Ausgangsposition gehalten.In a further advantageous embodiment of the invention can also be provided that the primary piston is arranged concentrically to the nozzle needle and concentrically in the secondary piston and that the secondary piston is arranged eccentrically in the drive piston. Thereby, the translation between the drive piston and the primary piston is smaller and thus it is also possible to reduce the opening speed of the nozzle needle at small strokes of the same. In addition, the secondary piston is thereby held more securely in its starting position.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Primärkolben im Antriebskolben geführt, so dass die Aktorbewegung auf den Primärkolben 1:1 übersetzt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, the primary piston is guided in the drive piston, so that the actuator movement is translated to the primary piston 1: 1.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All features described in the drawing, the description and the claims may be essential to the invention both individually and in any combination.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors; 1 a first embodiment of an injector according to the invention;

2 zwei Diagramme, welche den Hub- und den Druckverlauf im erfindungsgemäßen Injektor veranschaulichen; und 2 two diagrams illustrating the stroke and the pressure curve in the injector according to the invention; and

3 bis 5 weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Injektoren. 3 to 5 Further embodiments of inventive injectors.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors im Längsschnitt. Der Injektor weist ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Injektorgehäuse auf. Das Injektorgehäuse 1 umfasst einen Düsenkörper 3, der mit seinem unteren freien Ende in den Brennraum einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine ragt. Mit seiner oberen, brennraumfernen Stirnfläche ist der Düsenkörper 3 mittels einer nicht dargestellten Spannmutter axial gegen einen Zwischenkörper 5 und einen Injektorkörper 7 verspannt. 1 shows a first embodiment of an injector according to the invention in longitudinal section. The injector has a total of 1 designated Injector housing on. The injector housing 1 includes a nozzle body 3 , which projects with its lower free end into the combustion chamber of an internal combustion engine, not shown. With its upper, combustion chamber remote end face is the nozzle body 3 by means of a clamping nut, not shown axially against an intermediate body 5 and an injector body 7 braced.

In dem Düsenkörper 3 ist eine axiale Führungsbohrung 9 ausgespart. In der Führungsbohrung 9 ist eine Düsennadel 11 axial verschiebbar geführt. An der Spitze der Düsennadel 11 ist eine Dichtkante 13 ausgebildet, die mit einem Dichtsitz beziehungsweise mit einer Dichtfläche 15 des Düsenkörpers 3 zusammenwirkt. Wenn sich die Düsennadel 11 mit ihrer Dichtkante 13 in Anlage an dem Dichtsitz 15 befindet, sind die Spritzlöcher (ohne Bezugszeichen) in dem Düsenkörper 3 verschlossen.In the nozzle body 3 is an axial guide hole 9 spared. In the guide hole 9 is a nozzle needle 11 guided axially displaceable. At the top of the nozzle needle 11 is a sealing edge 13 formed, which with a sealing seat or with a sealing surface 15 of the nozzle body 3 interacts. When the nozzle needle 11 with its sealing edge 13 in contact with the sealing seat 15 are located, the injection holes (without reference numerals) in the nozzle body 3 locked.

Wenn die Düsennadel von dem Dichtsitz 15 abhebt, dann wird mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff durch die Spritzlöcher in den nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.When the nozzle needle from the sealing seat 15 lifts off, then high-pressure fuel is injected through the injection holes in the combustion chamber, not shown, of the internal combustion engine.

An die Führungsbohrung 9 schließt ein Druckraum 17 an. In diesem Druckraum 17 ist eine kegelstumpfförmige Druckschulter 19 an der Düsennadel 11 ausgebildet.To the guide hole 9 closes a pressure room 17 at. In this pressure room 17 is a frusto-conical pressure shoulder 19 at the nozzle needle 11 educated.

An den Druckraum 17 schließt ein Düsenfederraum 21 an. In dem Düsenfederraum 21 ist eine Düsenfeder 23 vorgesehen. Diese Düsenfeder 23 stützt sich einenends über eine Einstellscheibe 25 gegen einen Absatz (ohne Bezugszeichen) der Düsennadel 11 ab. Anderenends stützt sich die Düsenfeder 23 gegen eine Hülse 27 ab. Durch die Vorspannkraft der Düsenfeder 23 wird die Hülse 27 dichtend gegen den Zwischenkörper 5 gepresst. Um die Dichtwirkung zu verbessern, kann an der Hülse 27 eine umlaufende Beißkante (ohne Bezugszeichen) vorgesehen sein.To the pressure room 17 closes a nozzle spring chamber 21 at. In the nozzle spring chamber 21 is a nozzle spring 23 intended. This nozzle spring 23 at one end supports itself via a dial 25 against a paragraph (without reference numeral) of the nozzle needle 11 from. At the other end, the nozzle spring is supported 23 against a sleeve 27 from. By the biasing force of the nozzle spring 23 becomes the sleeve 27 sealing against the intermediate body 5 pressed. To improve the sealing effect, can be attached to the sleeve 27 be provided a circumferential biting edge (without reference numeral).

Der Zwischenkörper 5, die Düsennadel 11 und die Hülse 27 begrenzen einen Düsennadelsteuerraum 29. Der Düsenfederraum 21 und mit ihm der Druckraum 17 werden über einen Hochdruckkanal 31 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aus einem Aktorraum 33 versorgt. In dem Aktorraum 33 ist ein Piezoaktor 35 angeordnet. Der Aktorraum 33 steht über einen nicht dargestellten Kraftstoffzulauf mit einem Common-Rail eines Kraftstoff-Einspritzsystems hydraulisch in Verbindung. An dem in 1 unteren Ende des Piezoaktors 35 ist ein Antriebskolben 37 angeordnet, der dichtend in dem Injektorkörper 7 geführt ist.The intermediate body 5 , the nozzle needle 11 and the sleeve 27 limit a nozzle needle control chamber 29 , The nozzle spring chamber 21 and with him the pressure room 17 be via a high pressure channel 31 with high pressure fuel from an actuator room 33 provided. In the actor room 33 is a piezoelectric actuator 35 arranged. The actuator room 33 is hydraulically connected via a fuel supply, not shown, with a common rail of a fuel injection system. At the in 1 lower end of the piezoelectric actuator 35 is a drive piston 37 arranged sealingly in the injector body 7 is guided.

In dem Antriebskolben 37 ist eine Sacklochbohrung 39 ausgespart. In der Sacklochbohrung 39 ist ein Sekundärkolben 41 aufgenommen. In einer Durchgangsbohrung des Sekundärkolbens 41 ist ein Primärkolben 43 dichtend geführt. Die Sacklochbohrung 39 sowie eine erste Stirnseite 45 des Primärkolbens 43 und eine Stirnseite 47 des Sekundärkolbens 41 begrenzen einen Aktordruckraum 49. Zwischen dem Grund der Sacklochbohrung 39 im Antriebskolben 37 ist eine erste Druckfeder 51 eingespannt. Zwischen der ersten Stirnseite 47 des Sekundärkolbens 41 und dem Grund der Sacklochbohrung 39 ist eine zweite Druckfeder 53 eingespannt.In the drive piston 37 is a blind hole 39 spared. In the blind hole 39 is a secondary piston 41 added. In a through hole of the secondary piston 41 is a primary piston 43 sealingly guided. The blind hole 39 as well as a first end face 45 of the primary piston 43 and a front side 47 of the secondary piston 41 limit an actor pressure room 49 , Between the bottom of the blind hole 39 in the drive piston 37 is a first compression spring 51 clamped. Between the first front 47 of the secondary piston 41 and the reason of the blind hole drilling 39 is a second compression spring 53 clamped.

Die erste Druckfeder 51 drückt den Primärkolben 43 gegen einen ersten Absatz 55 im Zwischenkörper 5. Die zweite Druckfeder 53, die hier als Tellerfeder ausgebildet ist, drückt den Sekundärkolben 41 gegen einen zweiten Absatz 57 des Zwischenkörpers 5.The first compression spring 51 pushes the primary piston 43 against a first paragraph 55 in the intermediate body 5 , The second compression spring 53 , which is designed here as a diaphragm spring, presses the secondary piston 41 against a second paragraph 57 of the intermediate body 5 ,

Eine zweite Stirnseite 59 des Primärkolbens 43 begrenzt zusammen mit dem ersten Absatz 55 des Zwischenkörpers 5 einen Vorraum 61. Die hydraulische Verbindung zwischen dem Vorraum 61 und dem Düsennadelsteuerraum 29 erfolgt über eine Verbindungsbohrung 63 im Zwischenkörper 5. Falls gewünscht, kann die Verbindungsbohrung 63 auch als sogenannte Kopplerdrossel ausgebildet sein. Mit der Kopplerdrossel kann die Geschwindigkeit der Stellbewegungen der Düsennadel 11 eingestellt werden.A second front side 59 of the primary piston 43 limited together with the first paragraph 55 of the intermediate body 5 an entrance hall 61 , The hydraulic connection between the anteroom 61 and the nozzle needle control room 29 via a connection hole 63 in the intermediate body 5 , If desired, the connection hole 63 Also be designed as a so-called Kopplerdrossel. With the coupler throttle, the speed of the adjusting movements of the nozzle needle 11 be set.

Der über den Sekundärkolben 41 in Richtung des Düsennadelsteuerraums 29 hinausragende Teil des Primärkolbens 43 begrenzt zusammen mit dem Zwischenkörper 5 des Injektors einen ersten Ringraum 65.The over the secondary piston 41 in the direction of the nozzle needle control chamber 29 protruding part of the primary piston 43 limited together with the intermediate body 5 the injector a first annulus 65 ,

Zwischen einem über den Antriebskolben 37 hinausragenden Teil des Sekundärkolbens 41 und dem Injektorkörper 7 ist ein zweiter Ringraum 67 ausgebildet.Between one over the drive piston 37 protruding part of the secondary piston 41 and the injector body 7 is a second annulus 67 educated.

Zwischen dem ersten Ringraum 65 und dem Hochdruckkanal 31 ist eine erste Zulaufdrossel 69 vorgesehen.Between the first annulus 65 and the high pressure channel 31 is a first inlet throttle 69 intended.

Zwischen dem zweiten Ringraum 67 und dem Hochdruckkanal 31 ist eine zweite Zulaufdrossel 71 vorgesehen.Between the second annulus 67 and the high pressure channel 31 is a second inlet throttle 71 intended.

In der Hülse 27, welche den Düsennadelsteuerraum 29 begrenzt, ist eine dritte Zulaufdrossel 73 vorgesehen, während zwischen dem Aktorraum 33 und dem Aktordruckraum 49 eine vierte Zulaufdrossel 75 vorgesehen ist.In the sleeve 27 , which the nozzle needle control room 29 limited, is a third inlet throttle 73 provided while between the actuator room 33 and the actuator pressure room 49 a fourth inlet throttle 75 is provided.

Die Zulaufdrosseln 69, 71, 73 und 75 dienen einerseits dazu, die Versorgung der nach den Zulaufdrosseln angeordneten Räume 65, 67, 29 und 49 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff zu gewährleisten und den Ausgleich temperaturbedingter Längenänderungen zu ermöglichen. Andererseits begrenzen die Zulaufdrosseln die Menge des vom Kraftstoffzulauf nachströmenden Kraftstoffs, so dass sich durch die Stellbewegungen des Aktors 35 die gewünschten Druckänderungen einstellen, die letztendlich zum Öffnen der Düsennadel 11 und damit zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine führen.The inlet throttles 69 . 71 . 73 and 75 on the one hand serve to supply the arranged after the inlet throttles spaces 65 . 67 . 29 and 49 with high pressure fuel too ensure and compensate for temperature-induced changes in length. On the other hand, the inlet throttles limit the amount of fuel flowing in from the fuel feed, so that the adjusting movements of the actuator 35 set the desired pressure changes, which ultimately open the nozzle needle 11 and thus lead to the injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine.

Der erfindungsgemäße Injektor arbeitet mit einer sogenannten inversen Ansteuerung. Dies bedeutet, dass bei geschlossener Düsennadel 11 der Piezoaktor 35 bestromt ist und somit seine Länge maximal ist. In 1 ist der Aktor 35 in bestromtem Zustand und die Düsennadel 11 in ihrer Schliessstellung dargestellt.The injector according to the invention operates with a so-called inverse control. This means that when the nozzle needle is closed 11 the piezoelectric actuator 35 is energized and thus its length is maximum. In 1 is the actor 35 in energized condition and the nozzle needle 11 shown in their closed position.

Der erfindungsgemäße Injektor arbeitet wie folgt:
Bei geschlossener Düsennadel 11, das heißt bei bestromtem Aktor 35, herrscht in dem Druckraum 17, dem Düsennadelsteuerraum 29, dem Vorraum 61, dem ersten Ringraum 65, dem zweiten Ringraum 67 und dem Aktordruckraum 49 ebenso wie im Aktorraum 33 der gleiche Druck. Dieser Druck entspricht den im nicht dargestellten Common-Rail herrschenden Druck und ist in 1 mit pRail bezeichnet.The injector according to the invention operates as follows:
With closed nozzle needle 11 , that means with energized actuator 35 , prevails in the pressure room 17 , the nozzle needle control room 29 , the anteroom 61 , the first annulus 65 , the second annulus 67 and the actuator pressure room 49 as well as in the actuator room 33 the same pressure. This pressure corresponds to the pressure prevailing in the common rail, not shown, and is in 1 denoted by p Rail .

Aufgrund des Kräftegleichgewichts und wegen der Vorspannkraft der Düsenfeder 23 wird die Düsennadel 11 auf die Dichtfläche 15 des Düsenkörpers 3 gepresst, so dass die Spritzlöcher (ohne Bezugszeichen) verschlossen sind.Due to the balance of forces and because of the biasing force of the nozzle spring 23 becomes the nozzle needle 11 on the sealing surface 15 of the nozzle body 3 pressed, so that the injection holes (without reference numerals) are closed.

Die erste Druckfeder 51 presst den Primärkolben 43 gegen den ersten Absatz 55, während die zweite Druckfeder 53 den Sekundärkolben 41 gegen den zweiten Absatz 57 presst.The first compression spring 51 squeezes the primary piston 43 against the first paragraph 55 while the second compression spring 53 the secondary piston 41 against the second paragraph 57 pressed.

Wenn nun die Düsennadel 11 geöffnet werden soll, beispielsweise um eine Voreinspritzung zu realisieren, wird der Aktor 35 so angesteuert, dass sich seine Baulänge verringert und infolgedessen der Antriebskolben 37 geringfügig nach oben wandert. Wegen der Bewegung des Antriebskolbens 37 in 1 nach oben und weil durch die vierte Zulaufdrossel 75 ein Druckausgleich zwischen dem Aktorraum 33 und dem Aktordruckraum 49 nur mit zeitlicher Verzögerung möglich ist, sinkt der Druck im Aktordruckraum 49 kurzzeitig ab. Infolgedessen verringert sich die auf die erste Stirnseite 45 des Primärkolbens 43 wirkende hydraulische Kraft, während die auf die zweite Stirnseite 59 des Primärkolbens 43 wirkende Kraft konstant bleibt. Diese Kraft bleibt deshalb konstant, weil im Vorraum 61 nach wie vor der Druck pRail herrscht. Sobald der Druck im Aktordruckraum 49 so weit abgesunken ist, dass die auf die zweite Stirnseite 59 des Primärkolbens 43 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die auf die erste Stirnseite 45 des Primärkolbens 43 wirkende hydraulische Kraft und die Kraft der ersten Druckfeder 51, hebt der Primärkolben 43 vom Absatz 55 ab. Dabei ist der Hub, den der Primärkolben 43 ausführt, größer als der Hub des Antriebskolbens 37. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Bewegung des Antriebskolbens 37 und des Primärkolbens 43 entspricht dem Verhältnis der Durchmesser der Sacklochbohrung 39 und dem Durchmesser des Primärkolbens 43 an dessen erster Stirnseite 45.If now the nozzle needle 11 to be opened, for example, to realize a pilot injection, the actuator 35 controlled so that its length is reduced and, as a result, the drive piston 37 slightly upwards. Because of the movement of the drive piston 37 in 1 up and because of the fourth inlet throttle 75 a pressure equalization between the actuator space 33 and the actuator pressure room 49 is only possible with a time delay, the pressure in the actuator pressure chamber decreases 49 for a short time. As a result, it reduces to the first end 45 of the primary piston 43 acting hydraulic force while on the second end face 59 of the primary piston 43 acting force remains constant. This force remains constant because in the anteroom 61 still the pressure p rail prevails. As soon as the pressure in the actuator pressure chamber 49 so far has dropped that on the second front page 59 of the primary piston 43 acting hydraulic force is greater than that on the first end face 45 of the primary piston 43 acting hydraulic force and the force of the first compression spring 51 , lifts the primary piston 43 from the paragraph 55 from. Here is the hub, which is the primary piston 43 larger than the stroke of the drive piston 37 , The transmission ratio between the movement of the drive piston 37 and the primary piston 43 corresponds to the ratio of the diameter of the blind hole 39 and the diameter of the primary piston 43 at the first end side 45 ,

Durch das Anheben des Primärkolbens 43 und weil durch die dritte Zulaufdrossel 73 nur ein verzögerter Druckausgleich zwischen dem Hochdruckkanal 31 und dem Düsennadelsteuerraum 29 möglich ist, sinkt auch der Druck im Vorraum 61 und im Düsennadelsteuerraum 29 ab. Infolgedessen hebt die Düsennadel 11 von der Dichtfläche 15 ab, sobald die auf die Druckschulter 19 der Düsennadel 11 wirkende hydraulische Kraft größer ist als die Schließkraft der Düsenfeder 23 und die hydraulische Kraft, welche von dem Düsennadelsteuerraum 29 auf die Stirnseite der Düsennadel 11 ausgeübt wird.By lifting the primary piston 43 and because of the third inlet throttle 73 only a delayed pressure equalization between the high pressure channel 31 and the nozzle needle control room 29 is possible, the pressure in the vestibule also drops 61 and in the nozzle needle control room 29 from. As a result, the nozzle needle lifts 11 from the sealing surface 15 as soon as the on the pressure shoulder 19 the nozzle needle 11 acting hydraulic force is greater than the closing force of the nozzle spring 23 and the hydraulic force coming from the nozzle needle control chamber 29 on the front side of the nozzle needle 11 is exercised.

Zur Beendigung dieser Voreinspritzung wird der Aktor 35 wieder voll bestromt, so dass der Antriebskolben 37 in 1 wieder in die in 1 dargestellte unterste Position wandert und infolgedessen auch der Primärkolben 43 wieder in Anlage an den ersten Absatz 55 gelangt. Dadurch und wegen des durch die dritte Zulaufdrossel 73 nachgeströmten Kraftstoffs erhöht sich infolgedessen auch der Druck im Düsennadelsteuerraum 29 wieder auf den Druck pRail, so dass die Düsennadel 11 in an sich bekannter Weise wieder schließt.To complete this pilot injection is the actuator 35 fully energized again, so that the drive piston 37 in 1 back in the 1 shown lowest position migrates and consequently also the primary piston 43 again in contact with the first paragraph 55 arrives. Because of this and because of the third inlet throttle 73 nachgeströmten fuel increases as a result, the pressure in the nozzle needle control chamber 29 back to the pressure p rail , leaving the nozzle needle 11 closes again in a conventional manner.

Wenn nun beispielsweise eine Haupteinspritzung vorgenommen werden soll und ein großer Hub der Düsennadel 11 erreicht werden soll, wird die Bestromung des Aktors 35 deutlich stärker reduziert, so dass der Antriebskolben 37 einen größeren Hub ausführt. Infolgedessen findet auch eine stärkere Absenkung des Drucks im Aktordruckraum 49 statt.If, for example, a main injection should be made and a large stroke of the nozzle needle 11 is to be achieved, the energization of the actuator 35 significantly more reduced, so that the drive piston 37 performs a larger stroke. As a result, there is also a greater reduction in pressure in the actuator pressure chamber 49 instead of.

Diese stärkere Druckabsenkung führt zunächst dazu, dass in der bereits beschriebenen Weise der Primärkolben 43 vom ersten Absatz 55 abhebt. Sobald ein Bund 77 des Primärkolbens 43 in Anlage an den Sekundärkolben 41 gelangt, sind die Bewegungen von Primärkolben 43 und von Sekundärkolben 41 miteinander gekoppelt. Dies bedeutet, dass sich nunmehr sowohl der Primärkolben 43 als auch der Sekundärkolben 41 gegen die Vorspannkräfte der ersten Druckfeder 51 und der zweiten Druckfeder 53 in Richtung des Aktors 35 bewegen. Diese Bewegung wird, wie bereits erwähnt, durch die Druckabsenkung im Aktordruckraum 49 verursacht.This stronger pressure reduction initially leads to the fact that in the manner already described, the primary piston 43 from the first paragraph 55 takes off. Once a covenant 77 of the primary piston 43 in contact with the secondary piston 41 are the movements of primary piston 43 and of secondary pistons 41 coupled together. This means that now both the primary piston 43 as well as the secondary piston 41 against the biasing forces of the first compression spring 51 and the second compression spring 53 in the direction of the actuator 35 move. This movement is, as already mentioned, by the pressure reduction in Aktordruckraum 49 caused.

Sobald die Bewegungen des Primärkolbens 43 und des Sekundärkolbens 41 über den Bund 77 miteinander gekoppelt sind, ändert sich das Übersetzungsverhältnis des erfindungsgemäßen Kopplers. Nunmehr ist es nämlich so, dass der Hub des Antriebskolbens 37 in einen Hub sowohl des Primärkolbens 43 als auch des Sekundärkolbens 41 umgesetzt wird. Dies bedeutet, dass die Volumenänderung des Vorraums 61, die aus dem Hub des Primärkolbens 43 und des Sekundärkolbens 41 resultiert, sehr viel größer ist, als wenn sich nur der Primärkolben 43 bewegt. Infolgedessen sinkt auch der Druck im Vorraum 61 und im Düsennadelsteuerraum 29 stärker ab, so dass sich erstens eine schnellere Öffnungsbewegung der Düsennadel 11 einstellt und zweitens größere Hübe der Düsennadel 11 realisiert werden können.Once the movements of the primary piston 43 and the secondary piston 41 over the covenant 77 coupled together, the ratio of the coupler according to the invention changes. Now it is the case that the stroke of the drive piston 37 in a stroke of both the primary piston 43 as well as the secondary piston 41 is implemented. This means that the volume change of the vestibule 61 coming from the stroke of the primary piston 43 and the secondary piston 41 results, is much larger than if only the primary piston 43 emotional. As a result, the pressure in the vestibule also drops 61 and in the nozzle needle control room 29 stronger, so that, first, a faster opening movement of the nozzle needle 11 adjusts and secondly larger strokes of the nozzle needle 11 can be realized.

Es versteht sich von selbst, dass die Dynamik des Öffnungsvorgangs der Düsennadel 11 und des Schließvorgangs der Düsennadel 11 durch die geeignete Abstimmung beispielsweise der Zulaufdrosseln 73, 69, 71 und 75 beeinflusst werden kann.It goes without saying that the dynamics of the opening process of the nozzle needle 11 and the closing operation of the nozzle needle 11 by the appropriate vote, for example, the inlet throttles 73 . 69 . 71 and 75 can be influenced.

Wenn die Düsennadel 11 wieder geschlossen werden soll, wird der Aktor 35 wieder bestromt, so dass sich der Antriebskolben 37 in Richtung der Düsennadel 11 bewegt und dabei den Primärkolben 43 und den Sekundärkolben 41 ebenfalls in Richtung der Düsennadel 11 bewegt, bis diese an ihren Anschlägen 55 und 57 in Anlage gekommen sind. Dadurch steigt der Druck im Düsennadelsteuerraum 29 an und die Düsennadel 11 schließt.If the nozzle needle 11 is to be closed again, the actor 35 energized again so that the drive piston 37 in the direction of the nozzle needle 11 moves while keeping the primary piston 43 and the secondary piston 41 also in the direction of the nozzle needle 11 moved until these at their stops 55 and 57 have come into contact. This increases the pressure in the nozzle needle control chamber 29 on and the nozzle needle 11 closes.

In 2 sind zwei Diagramme untereinander dargestellt, anhand derer sich das Betriebsverhalten des erfindungsgemäßen Injektors ebenfalls erläutern lässt. In dem oberen Diagramm ist auf der Y-Achse der Hub aufgetragen, während in dem darunter liegenden Diagramm auf der Y-Achse der Druck aufgetragen ist. Die X-Achse ist in beiden Fällen als Zeitachse ausgebildet. Alle Hub- und Druckverläufe sind schematisch dargestellt.In 2 two diagrams are shown with each other, by means of which the operating behavior of the injector according to the invention can also be explained. In the upper diagram, the stroke is plotted on the Y-axis, while in the diagram below, the pressure is plotted on the Y-axis. The X-axis is formed in both cases as a time axis. All lifting and pressure curves are shown schematically.

Beide Diagramme von 2 sind jeweils in einen ersten Abschnitt A1 und in einen zweiten Abschnitt A2 unterteilt. Im ersten Abschnitt A1 ist lediglich der Primärkolben 43 aktiv, während im zweiten Abschnitt A2 sowohl der Primärkolben 43 als auch der Sekundärkolben 41 aktiv sind.Both diagrams of 2 are each divided into a first section A 1 and a second section A 2 . In the first section A 1 is only the primary piston 43 active, while in the second section A 2, both the primary piston 43 as well as the secondary piston 41 are active.

Im oberen Diagramm von 2 ist der Hub des Antriebskolbens 37 als Ursprungsgerade H37 eingetragen.In the upper diagram of 2 is the stroke of the drive piston 37 entered as original straight H37.

Eine zweite Ursprungsgerade H43 verdeutlicht, dass eine Kopplung zwischen dem Hub des Antriebskolbens 37 und dem Hub des Primärkolbens 43 besteht. Wie sich aus der Betrachtung der beiden Ursprungsgeraden H37 und H43 ergibt, ist das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebskolben 37 und dem Primärkolben 43 über den gesamten Hub konstant.A second straight line H43 illustrates that a coupling between the stroke of the drive piston 37 and the stroke of the primary piston 43 consists. As can be seen from the consideration of the two original lines H37 and H43, the transmission ratio between the drive piston 37 and the primary piston 43 constant over the entire stroke.

Der daraus resultierende Hub der Düsennadel 11 ist durch eine dritte Linie H11 dargestellt. Im ersten Abschnitt A1 folgt der Hub der Düsennadel 11 mit einer gewissen Verzögerung dem Hub des Antriebskolbens 37 beziehungsweise des Primärkolbens 43. Im ersten Abschnitt A1 ist der Hub H41 des Sekundärkolbens gleich null.The resulting stroke of the nozzle needle 11 is represented by a third line H11. In the first section A 1 follows the stroke of the nozzle needle 11 with a certain delay the stroke of the drive piston 37 or the primary piston 43 , In the first section A 1 , the stroke H41 of the secondary piston is equal to zero.

Am Übergang zwischen dem ersten Abschnitt A1 und dem zweiten Abschnitt A2 beginnt der Sekundärkolben 41 sich zu bewegen, so dass der Hub H41 den in 2 dargestellten Verlauf hat. Aus dem Verlauf des Hubs H11 der Düsennadel 11 ist das zweistufige Übersetzungsverhältnis des Kopplers gut erkennbar.At the transition between the first section A 1 and the second section A 2 , the secondary piston begins 41 to move, so that the hub H41 the in 2 has shown course. From the course of the stroke H11 of the nozzle needle 11 is the two-stage gear ratio of the coupler clearly visible.

In dem unteren Teil von 2 sind die Druckverläufe schematisch dargestellt.In the lower part of 2 the pressure curves are shown schematically.

Der Druck im Aktordruckraum 49 ist in 2 als p49 dargestellt. Der Verlauf des Drucks im Vorraum 61 weist einen Knick am Übergang zwischen dem ersten Abschnitt A1 und dem zweiten Abschnitt A2 auf. Dieser Druckverlauf ist in 2 mit der Bezeichnung p61 bezeichnet. Der Druck p29 des Düsennadelsteuerraums 29 weist einen qualitativ ähnlichen Verlauf wie der Druck p61 auf. Die Druckdifferenz wird durch die Drosselwirkung der Verbindungsbohrung 63 verursacht. Ein vierter Druckverlauf ist im unteren Teil von 2 dargestellt und mit p67 bezeichnet. Dabei fällt auf, dass der Druck p67 im ersten Abschnitt A1 vergleichsweise stark abfällt, am Übergang vom ersten Abschnitt A1 zum zweiten Abschnitt A2 einen Anstieg erfährt und danach mit einer flacheren Steigung als im ersten Abschnitt weiter sinkt.The pressure in the actuator pressure chamber 49 is in 2 shown as p49. The course of the pressure in the vestibule 61 has a kink at the transition between the first section A 1 and the second section A 2 . This pressure curve is in 2 designated p61. The pressure p29 of the nozzle needle control chamber 29 has a qualitatively similar course to the pressure p61. The pressure difference is due to the throttling action of the connecting hole 63 caused. A fourth pressure curve is in the lower part of 2 represented and designated p67. In this case, the pressure p67 relatively strongly decreases in the first section A 1, A 2 to the second portion experiences an increase on the transition from the first section A 1 and thereafter decreases further with a flatter slope than in the first section is striking.

In den 3–5 sind alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kopplers dargestellt. Dabei werden für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet und es gilt das bezüglich 1 Gesagte entsprechend. Die wesentlichen Unterschiede zwischen den verschiedenen Ausführungsformen bestehen darin, dass der Versatz zwischen der Mittelachse des Aktors 35 beziehungsweise des Aktorraums 33 einerseits und der Düsennadel 11 andererseits auf verschiedene Weisen realisiert wird.In the 3 - 5 Alternative embodiments of the coupler according to the invention are shown. Here, the same reference numerals are used for the same components and it applies the respect 1 Said accordingly. The essential differences between the various embodiments are that the offset between the central axis of the actuator 35 or the actuator room 33 on the one hand and the nozzle needle 11 on the other hand is realized in various ways.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird dieser Versatz dadurch realisiert, dass der Primärkolben 43 nicht konzentrisch zum Sekundärkolben 41 angeordnet ist, sondern außermittig oder exzentrisch zu dem Sekundärkolben 41 angeordnet ist.In the first embodiment according to 1 this offset is realized by the fact that the primary piston 43 not concentric with the secondary piston 41 is arranged, but off-center or eccentric to the secondary piston 41 is arranged.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind sowohl der Antriebskolben 37 als auch der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 41 als rotationssymmetrische Teile ausgebildet, was deren Herstellung vereinfacht. Die gewünschte Exzentrizität, welche zu einer verbesserten Bauraumausnutzung vor allem im Bereich des Zwischenkörpers 5 und des Injektorkörpers 7 führt, wird dadurch erreicht, dass die Bohrungen im Zwischenkörper 5 und im Injektorkörper 7 relativ zur Führungsbohrung 9 im Düsenkörper 3 versetzt angeordnet sind. Bei dieser Ausführung ist die Herstellung der Bauteile 37, 43 und 41, die mit sehr hoher Präzision zu erfolgen hat, vergleichsweise einfach, da die rotationssymmetrischen Bauteile relativ gut gespannt werden können bei der Bearbeitung und auch das Vermessen der Bauteile relativ einfach ist.In the embodiment according to 3 are both the drive piston 37 as well as the primary piston 43 and the secondary piston 41 designed as rotationally symmetrical parts, which simplifies their production. The desired eccentricity, resulting in an improved space utilization especially in the area of the intermediate body 5 and the injector body 7 leads, is achieved by the holes in the intermediate body 5 and in the injector body 7 relative to the guide bore 9 in the nozzle body 3 are arranged offset. In this embodiment, the manufacture of the components 37 . 43 and 41 , which has to be done with very high precision, comparatively simple, since the rotationally symmetric components can be relatively well stretched in the processing and the measurement of the components is relatively simple.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist die Sacklochbohrung 39 exzentrisch im Antriebskolben 37 angeordnet.In the embodiment according to 4 is the blind hole 39 eccentric in the drive piston 37 arranged.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 besteht ein wesentlicher Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 darin, dass der Primärkolben 43 auch in dem Antriebskolben 37 geführt ist. Dadurch wird die Sacklochbohrung 39 zu einer Stufenbohrung und der Aktordruckraum besteht aus zwei Teilen 49a und 49b. Da der Teil 49b des Aktordruckraums keine Zulaufdrossel aufweist, sind die Bewegungen des Antriebskolbens 37 und des Primärkolbens 43 direkt und ohne Übersetzung miteinander gekoppelt. Dadurch können besonders kleine Hübe der Düsennadel 11 im ersten Abschnitt A1 (siehe 2) realisiert werden.In the embodiment according to 5 there is a significant difference to the first embodiment according to 1 in that the primary piston 43 also in the drive piston 37 is guided. This will be the blind hole 39 to a stepped bore and the Aktordruckraum consists of two parts 49a and 49b , Because the part 49b the Aktordruckraums has no inlet throttle, are the movements of the drive piston 37 and the primary piston 43 coupled directly and without translation. This allows particularly small strokes of the nozzle needle 11 in the first section A1 (see 2 ) will be realized.

Sobald der Primärkolben 43 und der Sekundärkolben 41 dadurch miteinander gekoppelt sind, dass der Bund 77 des Primärkolbens 43 in Anlage an den Sekundärkolben 41 gelangt, ist das Betriebsverhalten dieser Ausführungsform genau gleich wie das der ersten Ausführungsform gemäß 1.Once the primary piston 43 and the secondary piston 41 thereby coupled with each other, that the federal government 77 of the primary piston 43 in contact with the secondary piston 41 reaches the operating behavior of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment according to 1 ,

Claims (24)

Injektor mit einem Injektorgehäuse (1), das einen Kraftstoffzulauf aufweist, mit einem Antriebskolben (37), wobei der Antriebskolben (37) von einem Aktor betätigt wird und wobei der Antriebskolben (37) einen Aktordruckraum (49) begrenzt, mit einer Düsennadel (11), deren eines Ende einen Düsennadelsteuerraum (29) begrenzt, wobei der Aktordruckraum (49) und der Düsennadelsteuerraum (29) durch einen Koppler miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Koppler einen Primärkolben (43) und einen Sekundärkolben (41) aufweist, dass der Sekundärkolben (41) in einer Sacklochbohrung (39) des Antriebskolbens (37) geführt ist, und dass der Primärkolben (43) in einer Durchgangsbohrung des Sekundärkolbens (41) geführt ist.Injector with an injector housing ( 1 ), which has a fuel inlet, with a drive piston ( 37 ), wherein the drive piston ( 37 ) is actuated by an actuator and wherein the drive piston ( 37 ) an actuator pressure chamber ( 49 ), with a nozzle needle ( 11 ), one end of which is a nozzle needle control chamber ( 29 ), wherein the actuator pressure chamber ( 49 ) and the nozzle needle control room ( 29 ) are interconnected by a coupler, characterized in that the coupler is a primary piston ( 43 ) and a secondary piston ( 41 ), that the secondary piston ( 41 ) in a blind hole ( 39 ) of the drive piston ( 37 ), and that the primary piston ( 43 ) in a through hole of the secondary piston ( 41 ) is guided. Injektor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklochbohrung (39) des Antriebskolbens (37) sowie eine erste Stirnseite (45) des Primärkolbens (43) und eine erste Stirnseite (47) des Sekundärkolbens (41) den Aktordruckraum (49) begrenzen.Injector according to claim 1, characterized in that the blind hole ( 39 ) of the drive piston ( 37 ) and a first end face ( 45 ) of the primary piston ( 43 ) and a first end face ( 47 ) of the secondary piston ( 41 ) the actuator pressure space ( 49 ) limit. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktordruckraum (49) und dem Kraftstoffzulauf eine vierte Zulaufdrossel (75) vorgesehen ist.Injector according to claim 2, characterized in that between the actuator pressure chamber ( 49 ) and the fuel feed a fourth inlet throttle ( 75 ) is provided. Injektor nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Grund der Sacklochbohrung (39) und der ersten Stirnseite (45) des Primärkolbens (43) eine erste Druckfeder (51) eingespannt ist.Injector according to one of claims 2 or 3, characterized in that between a bottom of the blind hole ( 39 ) and the first face ( 45 ) of the primary piston ( 43 ) a first compression spring ( 51 ) is clamped. Injektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grund der Sacklochbohrung (39) und der ersten Stirnseite (47) des Sekundärkolbens (41) eine zweite Druckfeder (53) eingespannt ist.Injector according to one of claims 2 to 4, characterized in that between the bottom of the blind hole ( 39 ) and the first face ( 47 ) of the secondary piston ( 41 ) a second compression spring ( 53 ) is clamped. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Stirnseite (59) des Primärkolbens (43) und das Injektorgehäuse (1) einen Vorraum (61) begrenzen, und dass der Vorraum (61) mit dem Düsennadelsteuerraum (29) hydraulisch verbunden ist.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that a second end face ( 59 ) of the primary piston ( 43 ) and the injector housing ( 1 ) an anteroom ( 61 ), and that the vestibule ( 61 ) with the nozzle needle control chamber ( 29 ) is hydraulically connected. Injektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorraum (61) und dem Düsennadelsteuerraum (29) eine Kopplerdrossel vorgesehen ist.Injector according to claim 6, characterized in that between the vestibule ( 61 ) and the nozzle needle control room ( 29 ) a coupler choke is provided. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem über den Sekundärkolben hinausragenden Teil des Primärkolbens (43) und dem Injektorgehäuse (1) ein erster Ringraum (65) ausgebildet ist.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that between a projecting beyond the secondary piston part of the primary piston ( 43 ) and the injector housing ( 1 ) a first annulus ( 65 ) is trained. Injektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Ringraum (65) und dem Kraftstoffzulauf eine erste Zulaufdrossel (69) vorgesehen ist.Injector according to claim 8, characterized in that between the first annulus ( 65 ) and the fuel inlet a first inlet throttle ( 69 ) is provided. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem über den Antriebskolben (37) hinausragenden Teil des Sekundärkolbens (41) und dem Injektorgehäuse (1) ein zweiter Ringraum (67) ausgebildet ist.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that between one via the drive piston ( 37 ) protruding part of the secondary piston ( 41 ) and the injector housing ( 1 ) a second annulus ( 67 ) is trained. Injektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Ringraum (71) und dem Kraftstoffzulauf eine zweite Zulaufdrossel (71) vorgesehen ist.Injector according to claim 10, characterized in that between the second annulus ( 71 ) and the fuel inlet, a second inlet throttle ( 71 ) is provided. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsennadelsteuerraum (29) in radialer Richtung von einer Hülse (27) begrenzt wird.Injector according to one of the preceding claims, characterized, in that the Nozzle needle control chamber ( 29 ) in the radial direction of a sleeve ( 27 ) is limited. Injektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hülse (27) eine dritte Zulaufdrossel (73) vorgesehen ist.Injector according to claim 12, characterized in that in the sleeve ( 27 ) a third inlet throttle ( 73 ) is provided. Injektor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hülse (27) und einer Düsennadel (11) eine Düsenfeder (23) eingespannt ist.Injector according to claim 12 or 13, characterized in that between the sleeve ( 27 ) and a nozzle needle ( 11 ) a nozzle spring ( 23 ) is clamped. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (11) und das Injektorgehäuse (1) einen Druckraum (17) begrenzen.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle ( 11 ) and the injector housing ( 1 ) a pressure chamber ( 17 ) limit. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenfeder (23) in einem Düsenfederraum (21) des Injektorgehäuses (1) angeordnet ist, und dass der Düsenfederraum (21) und der Druckraum (17) hydraulisch miteinander in Verbindung stehen.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle spring ( 23 ) in a nozzle spring chamber ( 21 ) of the injector housing ( 1 ) is arranged, and that the nozzle spring chamber ( 21 ) and the pressure chamber ( 17 ) communicate hydraulically with each other. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffzulauf in einen Aktorraum (33) mündet, und dass ein Hochdruckkanal (31) den Aktorraum (33) und den Düsenfederraum (21) verbindet.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel feed into an actuator chamber ( 33 ) and that a high pressure channel ( 31 ) the actuator space ( 33 ) and the nozzle spring chamber ( 21 ) connects. Injektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkanal (31) als Drossel ausgebildet ist.Injector according to claim 17, characterized in that the high-pressure channel ( 31 ) is designed as a throttle. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsennadel (11) und der Antriebskolben (37) axial versetz zueinander angeordnet sind.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle needle ( 11 ) and the drive piston ( 37 ) are axially offset from each other. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (43) konzentrisch zur Düsennadel (11) und exzentrisch in dem Sekundärkolben (41) angeordnet ist, und dass der Sekundärkolben konzentrisch in dem Antriebskolben (37) angeordnet ist. (1)Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the primary piston ( 43 ) concentric with the nozzle needle ( 11 ) and eccentrically in the secondary piston ( 41 ) is arranged, and that the secondary piston concentrically in the drive piston ( 37 ) is arranged. ( 1 ) Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (43) exzentrisch zur Düsennadel (11) und konzentrisch in dem Sekundärkolben (41) angeordnet ist, und dass der Sekundärkolben (41) konzentrisch in dem Antriebskolben (37) angeordnet ist. (3)Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the primary piston ( 43 ) eccentric to the nozzle needle ( 11 ) and concentrically in the secondary piston ( 41 ) is arranged, and that the secondary piston ( 41 ) concentrically in the drive piston ( 37 ) is arranged. ( 3 ) Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (43) konzentrisch zur Düsennadel (11) und konzentrisch in dem Sekundärkolben (41) angeordnet ist, und dass der Sekundärkolben (41) exzentrisch in dem Antriebskolben (37) angeordnet ist. (4)Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the primary piston ( 43 ) concentric with the nozzle needle ( 11 ) and concentrically in the secondary piston ( 41 ) is arranged, and that the secondary piston ( 41 ) eccentrically in the drive piston ( 37 ) is arranged. ( 4 ) Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (43) in dem Antriebskolben (37) geführt wird. (5)Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the primary piston ( 43 ) in the drive piston ( 37 ) to be led. ( 5 ) Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (35) ein Piezo-Aktor ist.Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 35 ) is a piezo actuator.
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DE10347769B3 (en) * 2003-10-14 2005-01-13 Siemens Ag Final control device has 2 pistons in common cylindrical body coupled by hydraulic volume in cylinder so axial deflection of first piston is converted into opposite axial deflection of second piston

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