DE102005042200A1 - Kraftstoffinjektoren oder Einspritzdüsen für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffinjektoren oder Einspritzdüsen für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (10) für Brennkraftmaschinen mit einem Einspritzventilglied (20). An diesem ist mindestens eine Dichtfläche (45, 47) ausgebildet, mit welcher das Einspritzventilglied (20) durch eine Längsbewegung mit mindestens einem Ventilsitz (44, 46) zusammenwirkt und dabei einen Kraftstofffluss zu mindestens einer Einspritzöffnung (18) freigibt oder schließt und die mindestens eine Dichtfläche (45, 47) mit einer Verschleißschutzschicht (58, 60) versehen ist. Am Einspritzventilglied (20) ist ein Doppelsitz (40) mit einem ersten Sitz (44) an einer ersten Dichtfläche (45) und einem zweiten Sitz (46) an einer zweiten Dichtfläche (47) ausgeführt. Die Dichtflächen (45, 47) am Einspritzventilglied (20) sind jeweils mit einer Verschleißschutzschicht (58, 60) versehen.

Description

  • Stand der Technik
  • Kraftstoffinjektoren oder Einspritzdüsen für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen weisen im Allgemeinen einen Dichtsitz auf, der im geschlossenen Zustand einen hydraulischen Raum, in welchem der Kraftstoff unter Hochdruck (Systemdruck) ansteht, gegenüber den Einspritzöffnungen in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine abdichtet. Das Öffnen eines Einspritzventilgliedes kann entweder durch Variation des Druckes vor dem Dichtsitz des Einspritzventiles erfolgen (druckgesteuertes System) oder durch eine Variation einer auf das Einspritzventilglied wirkenden Schließkraft. Die Beeinflussung der auf ein nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied wirkenden Schließkraft wird insbesondere bei Hochdruckspeichereinspritzsystemen (Common Rail) eingesetzt. Gegenwärtige Entwicklungstendenzen verlaufen dahingehend, dass in Zukunft auch Einspritzsysteme zum Einsatz kommen, bei denen das beweglich angeordnete, nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied und ein unbeweglicher Düsenkörper miteinander zwei Dichtsitze bilden, wobei die Einspritzöffnungen zwischen diesen beiden Dichtsitzen angeordnet sind und auf der jeweils von den Einspritzöffnungen abgewandten Seite eines jeden Dichtsitzes unter Hochdruck stehender Kraftstoff ansteht. Als Beispiel sei hier auf eine äußere Spritzlocheinspritzöffnungsreihe einer Koaxial-Vario-Düse, bei der sowohl oberals auch unterhalb der Einspritzöffnungen unter Hochdruck stehender Kraftstoff ansteht, gegen welchen die Einspritzöffnungen sicher abgedichtet werden müssen, verwiesen, so z.B. aus DE 102 22 196 A1 .
  • Eine solche Konstruktion setzt voraus, dass stets beide Dichtsitze im geschlossenen Zustand des Einspritzventilgliedes dicht sind und dies auch über die Lebensdauer des Kraftstoffinjektors bzw. der Einspritzdüse, d. h. also auch über die sich während des Betriebs einstellenden Verschleißerscheinungen, gewährleistet bleibt. Sobald einer der beiden Dichtsitze undicht wird, kann Kraftstoff in unerwünschter Weise durch diesen undichten Dichtsitz zu den Einspritzöffnungen und damit in den Brennraum des zugehörigen Zylinders der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine gelangen.
  • Das technische Problem liegt darin, dass beide Dichtsitze an ein und demselben nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die beiden Dichtsitze nicht unabhängig voneinander bewegt bzw. unabhängig voneinander mit unterschiedlichen Kräften beaufschlagt werden können. Die Verteilung einer insgesamt auf das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied aufgebrachten Schließkraft auf die beiden Dichtsitze ergibt sich aus der Feingeometrie des Sitzes des Einspritzventilgliedes und der Feingeometrie des Sitzes in den das Einspritzventilglied umgebenden Düsenkörper des Kraftstoffinjektors sowie unter Berücksichtigung der Elastizität der Spitze des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes und der Elastizität von dessen Sitz im Kraftstoffinjektor, so z. B. im Düsenkörper. Demzufolge reagiert die angesprochene Kraftverteilung auf die beiden Dichtsitze äußerst empfindlich auf Änderungen der oben dargelegten Feingeometrie. Dies kann im Extremfall dazu führen, dass bei einem teilweise verschlissenen Dichtsitz, insbesondere in Betriebsfällen mit geringer Gesamtschließkraft, diese vollständig auf nur noch einen der beiden Dichtsitze geleitet wird und der andere Dichtsitz folglich undicht wird. Geringfügige Unterschiede in der lokalen Verschleißfähigkeit des Düsenkörpers eines Kraftstoffinjektors können dieses Risiko weiterhin erhöhen.
  • DE 10 2004 013 600.9 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Gemäß dieser Lösung umfasst ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen eine Ventilnadel, an der eine Ventildichtfläche ausgebildet ist. Mit dieser wirkt die Ventilnadel durch eine Längsbewegung mit einem Ventilsitz zusammen und gibt dabei entweder einen Kraftstofffluss zu wenigstens einer Einspritzöffnung frei oder unterbindet den Kraftstofffluss. Die Ventildichtfläche ist teilweise mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen. Der Ventilsitz gemäß dieser Lösung ist im Wesentlichen konisch geformt, wobei die Ventildichtfläche ebenfalls eine im Wesentlichen konisch gestaltete Form annimmt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend wird ein Kraftstoffinjektor mit einem vorzugsweise nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied mit mindestens zwei Dichtsitzen vorgeschlagen, welche auch bei fortschreitendem Verschleiß der Dichtflächen dicht bleiben. Als Verschleißschutzschicht wird ein ausgezeichnete Abriebeigenschaften aufweisendes Material, so z. B. eine amorphe, diamantartige Kohlenstoffschicht eingesetzt. Unter Belastung wird die Verschleißschutzschicht aus diesem Material langsam durchgerieben, was an der Stelle erfolgt, an der die höchste Flächenpressung vorliegt. Dies ist im Allgemeinen an den Sitzkanten der Fall. Aufgrund des Umstandes, dass die Verschleißgeschwindigkeit des Gegenkörpers des nadelförmig ausgespritzten Einspritzventilgliedes, d. h. des Düsenkörpers, über den gesamten Sitzbereich hinweg nicht über einen längeren Zeit raum ungleichförmig bleibt, bildet sich ein Verschleißprofil heraus, bei dem das Maximum der Flächenpressung in einem Bereich liegt, innerhalb dessen die auf entsprechende Flächen des Einspritzventilgliedes aufgebrachte Verschleißschutzschicht noch intakt ist. In der Regel liegt das Flächenpressungsmaximum stets am Übergang zwischen einem noch intakten Bereich der Verschleißschutzschicht und einem bereits durchgeriebenen Bereich der Verschleißschutzschicht. Da sich ein solcher Übergang stets an beiden Sitzen in gleicher Weise ausbildet, wird sich an jeden der beiden Dichtsitze eines Doppelkegelsitzes ein solches Flächenpressungsmaximum ausbilden, so dass gewährleistet ist, dass die beiden Sitze eines Doppelkegelsitzes stets dichten. Sind die Dichtkräfte, mit denen das vorzugsweise nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied beaufschlagt wird, klein, wird das Einspritzventilglied genau in diesen beiden Übergangsbereichen zwischen intakter und bereits durchgeriebener Verschleißschutzschicht mit maximaler Flächenpressung auf der Innenseite eines Düsen- oder Injektorkörpers des Kraftstoffinjektors aufsitzen. Da jeder der beiden Dichtsitze eines Doppelkegelsitzes einen solchen Übergangsbereich aufweist, bleiben beide Dichtsitze des Doppelkegelsitzes über deren Lebensdauer dicht. Vorzugsweise werden die Dichtsitze des Doppelkegelsitzes so ausgelegt, dass über die angestrebte Lebensdauer des Kraftstoffinjektors bei der zu erwartenden Belastung auf keinem der beiden Sitze die Verschleißschutzschicht vollständig abgerieben wird.
  • Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispieles der vorgeschlagenen Erfindung kann diese auch an einem Kraftstoffinjektor eingesetzt werden, bei dem unter Hochdruck stehender Kraftstoff nur an einem von zwei ausgebildeten Dichtsitzen ansteht, wobei der andere Sitz nicht als Dichtsitz, sondern als Stützsitz dient.
  • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
  • Es zeigt:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor,
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnittes der Darstellung gemäß 1 im Bereich eines Doppelkegelsitzes,
  • 3 einen Schnitt durch ein in seiner Schließstellung stehendes Einspritzventilglied mit Doppelsitz,
  • 3.1 eine in vergrößertem Maßstab dargestellte Abwicklung des Einspritzventilgliedes zwischen den zwei Sitzen des Doppelkegelsitzes, einer Einspritzöffnung im Düsenkörper gegenüberliegend,
  • 4 einen Schnitt durch ein geringfügig ungleichmäßig verschlissenes Einspritzventilglied mit Doppelsitz in geschlossenem Zustand,
  • 5 ein Doppelkegelsitz an einem Einspritzventilglied, wobei die Flächen der beiden Sitze mit einer Verschleißschutzschicht versehen sind,
  • 6 ein sich einstellendes Verschleißprofil sowohl an der Innenfläche eines Düsenkörpers als auch im Bereich der Dichtflächen der beiden Sitze des Doppelkegelsitzes und
  • 7 ein Einspritzventilglied im gebrauchten Zustand, welches mit geringer Schließkraft beaufschlagt ist und dargestellte Übergängen zwischen intakter und durchgeriebener Verschleißschutzschicht an beiden Sitzen des Doppelkegelsitzes.
  • Ausführungsbeispiele
  • Der Darstellung gemäß 1 ist ein Längsschnitt durch einen Kraftstoffinjektor zu entnehmen. Der Kraftstoffinjektor 10 weist einen Injektorkörper 12 auf, in dem eine Bohrung 14 ausgebildet ist. Die Bohrung 14 wird am brennraumseitigen Ende von einem konischen Ventilsitz 16 begrenzt, von dem mehrere Einspritzöffnungen 18 ausgehen, die in Einbaulage in einen Brennraum der Brennkraftmaschine münden. In der Bohrung 14 ist ein kolbenförmig ausgebildetes Einspritzventilglied 20 längsverschiebbar angeordnet, wobei das Einspritzventilglied 20 an seinem Ventilsitz abgewandten Ende einen Führungsbereich 22 aufweist, mit dem es in einem entsprechenden Führungsabschnitt 24 der Bohrung 14 dichtend geführt ist. Ausgehend vom Führungsbereich 22 verjüngt sich das Einspritzventilglied 20 dem Ventilsitz 16 zu unter Bildung einer Druckstufe 26 und geht am ventilsitzseitigen Ende in eine im Wesentlichen konische Dichtfläche 28 über, mit der das Einspritzventilglied 20 mit dem Ventilsitz 16 zusammenwirkt. Zwischen der Wand der Bohrung 14 und dem Einspritzventilglied 20 ist zwischen dem Führungsbereich 22 und dem Ventilsitz 16 ein das Einspritzventilglied 20 umgebender Druckraum 30 ausgebildet, der auf Höhe der Druckstufe 26 radial erweitert ist. Der Druckraum 30 kann über einen im Injektorkörper 12 ausgebildeten Zulauf 32 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllt werden. Der Darstellung gemäß 2 ist der in 1 mit II bezeichnete Ausschnitt in einem vergrößerten Maßstab zu entnehmen.
  • In 2 ist ein Einspritzventilglied 20 mit seinem brennraumseitigen Ende dargestellt. Das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 20 umfasst einen Doppelsitz 40, welcher einen ersten Sitz 44 und einen zweiten Sitz 46 aufweist, die durch eine Ringnut 42 voneinander getrennt sind. Das Einspritzventilglied gemäß 2 ist im Halbschnitt dargestellt, da es symmetrisch zur Symmetrieachse 48 ausgebildet ist. Bezugszeichen 26 bezeichnet die Druckstufe des Einspritzventilgliedes 20. Sowohl der erste Sitz 44 des Doppelsitzes 40 als auch der zweite Sitz 46 des Doppelsitzes 40 wirken mit einer Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. eines Düsenkörpers zusammen. Ein abgedichteter Raum 54, von dem aus mehrere Einspritzöffnungen 18 in den Brennraum der Brennkraftmaschine münden, ist durch den zweiten Sitz 46 des Doppelsitzes 40 verschlossen. Ein unter hohem Kraftstoffdruck stehender Raum ist durch Bezugszeichen 50 angedeutet und durch den ersten Sitz 44 des Doppelsitzes 40 von der Ringnut 42 getrennt. Die Räume 50 und 54 stehen beide unter Hochdruck aufgrund einer beidseitigen Versorgung mit Kraftstoff bei der hier vorgestellten Einspritzvorrichtung. Ein Raum 52, der identisch mit der Ringnut 42 ist, ist durch die Sitze 44, 46 des Doppelsitzes 40 abgedichtet.
  • Der Darstellung gemäß 3 ist ein Schnitt durch ein in seiner Schließstellung stehendes Einspritzventilglied mit Doppelsitz zu entnehmen.
  • Das Einspritzventilglied 20 ist symmetrisch bezüglich seiner Symmetrieachse 48 aufgebaut und umfasst die Ringnut 42, die vom ersten Sitz 44 und vom zweiten Sitz 46 des Doppelsitzes 40 begrenzt ist. Die Ringnut 42 liegt einer Einspritzöffnung 18 gegenüber, die in der Wand des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers ausgeführt ist.
  • 3.1 ist eine im Maßstab 50:1 überhöhte Darstellung des Spalts zwischen dem Doppelsitz und der Innenfläche des Injektorkörpers bzw. des Düsenkörpers zu entnehmen. Die Ringnut 42 hat in der Darstellung gemäß 3.1 infolge der Überhöhung ein stark verzerrtes Aussehen.
  • Der Darstellung gemäß 3.1 ist zu entnehmen, dass der erste Sitz 44 und der zweite Sitz 46 des Doppelsitzes 40 sich in Anlage an einer Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers befinden. Durch den ersten Sitz 44 ist der unter hohem Kraftstoffdruck stehende Raum 50 von der Ringnut 42 getrennt. Die Ringnut 42 ist von einem abgedichteten Bereich 54 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 12 durch den ebenfalls in seine Schließstellung gestellten zweiten Sitz 46 des Doppelsitzes 40 getrennt. Die Einspritzöffnung 18 im Injektorkörper 12 ist daher vollständig vom unter Hochdruck stehenden Kraftstoff abgetrennt, so dass kein Kraftstoff in den Brennraum der selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine gelangen kann.
  • Der Darstellung gemäß 4 ist ein Schnitt durch ein geringfügig ungleichmäßig abgenutztes Einspritzventilglied mit Doppelsitz im geschlossenen Zustand zu entnehmen.
  • Bei fortschreitendem Betrieb des Einspritzventilgliedes 20 des Kraftstoffinjektors 10 bilden sich an der Innendichtfläche 56 des Düsenkörpers 12 zur Geometrie des ersten Sitzes 44 und des zweiten Sitzes 46 des Doppelsitzes 40 korrespondierende Anlageflächen, in der Darstellung gemäß 4 schematisch und stark vergrößert dargestellt. Aufgrund fortschreitenden Verschleißes zwischen der Innendichtfläche 56 und dem ersten Sitz 44 sowie dem zweiten Sitz 46 unterscheidet sich der geschlossene Zustand gemäß 4 vom in 3.1 dargestellten geschlossenen Zustand des Einspritzventilgliedes 20 im neuen Zustand.
  • Der in der Darstellung gemäß 4 geringfügig ungleichmäßig dargestellte Doppelsitz 40 kann bei ungleichmäßigem Verschleißverhalten an einem seiner Dichtsitze 44 oder 46 undicht werden. Ursache kann z. B. eine leicht unterschiedliche Verschleißfestigkeit des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers im Bereich der Dichtsitze 44 und 46 sein.
  • 5 zeigt den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Doppelsitz des Einspritzventilgliedes, an dessen beiden Sitzen jeweils eine Verschleißschutzschicht aufgebracht ist. Der Darstellung gemäß 5 ist entnehmbar, dass eine erste Dichtfläche 45 am ersten Dichtsitz 44 mit einer ersten Verschleißschutzschicht 58 versehen ist. Gleiches gilt für eine zweite Dichtfläche 47 im Bereich des zweiten Sitzes 46. Unter erster Verschleißschutzschicht 58 und zweiter Verschleißschutzschicht 16 werden nachfolgend die Bereiche ein und derselben Verschleißschutzschicht verstanden, die im Bereich des Doppelsitzes 40 an der ersten Dichtfläche 45 und an der zweiten Dichtfläche 47 ausgebildet sind. Aus fertigungstechnischen Gründen wird der Doppelsitz 40 in einem Arbeitsgang mit einer Verschleißschutzschicht beschichtet.
  • Die Verschleißschutzschichten 58 bzw. 60 des Doppelsitzes 40 werden bevorzugt mit einem abriebfesten Material, z. B. amorphes, diamantartiges Kohlenstoffmaterial, beschichtet. Aufgabe dieser Verschleißschutzschichten 58 und 60 ist es, die Verschleißgeschwindigkeit in der Dichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers stark zu reduzieren gegenüber jener Verschleißgeschwindigkeit, die sich ohne das Vorhandensein dieser Verschleißschutzschichten 58 und 60 einstellen würde. Im in 5 dargestellten neuen Zustand des Einspritzventilgliedes 20 stehen die Spitzen der ersten Verschleißschutzschicht 58 und der zweiten Verschleißschutzschicht 60, die den ersten Sitz 44 und den zweiten Sitz 46 bilden, an der Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers an und dichten die Einspritzöffnung 18 gegen das hohe Kraftstoffdruckniveau ab.
  • Aus der Darstellung gemäß 6 geht ein sich einstellendes Verschleißprofil sowohl an der Innendichtfläche des Injektorkörpers bzw. Düsenkörpers als auch an den Dichtflächen des Einspritzventilgliedes im Bereich des Doppelsitzes näher hervor.
  • In der Darstellung gemäß 6 sind in der Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers Vertiefungen 64 zu erkennen, welche der erste Sitz 44 und der zweite Sitz 46 des Doppelsitzes 40 in der Innendichtfläche 56 im Laufe des Betriebes eingeprägt haben. Die Geometrie der Vertiefungen 64 bildet sich korrespondierend zur Geometrie des ersten Sitzes 44 bzw. des zweiten Sitzes 46 des Doppelsitzes 40 aus. Die Vertiefungen 64 an der Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers können auch ein anderes Aussehen haben wie in 6 dargestellt. Mit den Vertiefungen 64 ist das Verschleißprofil angedeutet, welches sich an der Innendichtfläche 56 im Laufe des Betriebs des Kraftstoffinjektors einstellt.
  • Das Einspritzventilglied 20 zeigt das Verschleißprofil 62 an seiner ersten Dichtfläche 45 bzw. an seiner zweiten Dichtfläche 47, welches durch einen abriebbehafteten Bereich 66 unmittelbar neben den Sitzkanten des ersten Sitzes 44 und des zweiten Sitzes 46 charakterisiert ist. An den abriebbehafteten Bereichen 66 der ersten Dichtfläche 45 und der zweiten Dichtfläche 47 ist die jeweilige erste oder zweite Verschleißschutzschicht 58 bzw. 60 abgetragen, wobei die erste Verschleißschutzschicht 58 und die zweite Verschleißschutzschicht 60 jeweils Teile ein und derselben Verschleißschutzschicht im Bereich des Doppelsitzes 40 darstellen. Die Verschleißschutzschichten 58 bzw. 60 an der ersten Dichtfläche 45 bzw. an der zweiten Dichtfläche 47 sind jedoch nicht vollständig abgetragen, sondern bilden an den Übergangsstellen 74 bzw. 76 eine Dichtkante 68 nach Verschleiß des ersten Sitzes 44 bei sich einstellendem Verschleiß des ersten Sitzes 44 sowie bei sich einstellendem Verschleiß des zweiten Sitzes 46 eine Dichtkante 70.
  • Demzufolge bildet sich ein Verschleißprofil 62 am Einspritzventilglied 20 und ein Verschleißprofil 64 an der Innendichtfläche 56, in 6 durch die Vertiefungen dargestellt, bei dem zwei Maxima 72 der Flächenpressung (vgl. Darstellung gemäß 7) entstehen, deren erstes in einem Bereich liegt, in dem die erste Verschleißschutzschicht 58 des ersten Sitzes 44 noch intakt ist und deren zweites in einem Bereich liegt, in dem die zweite Verschleißschutzschicht 60 des zweiten Sitzes 46 des Einspritzventilgliedes 20 noch intakt ist. Das Verschleißprofil 64 des Doppelsitzes 40 weist an den Dichtflächen 45 bzw. 47 daher neue Dichtkanten 68 bzw. 70 auf, die durch die Übergänge 74 bzw. 76 zwischen den intakten und bereits abgeriebenen Bereichen der Verschleißschutzschichten 58, 60 des Doppel sitzes 40 liegen. Derartige Übergänge 72 bzw. 74 bilden sich an beiden Sitzen 44, 46 des Doppelsitzes 40 in gleicher Weise aus, so dass sich an jedem der beiden Sitze 44, 46 ein Flächenpressungsmaximum 72, wie in 7 dargestellt, ausbildet.
  • 7 ist ein Einspritzventilglied entnehmbar, welches unter geringer Schließkraft in seinen Schließzustand gestellt ist.
  • Aus der Darstellung gemäß 7 ist entnehmbar, dass der erste Sitz 44 und der zweite Sitz 46 des Doppelsitzes 40 nunmehr die Dichtkante 68 nach Verschleiß der Verschleißschutzschicht 58 bzw. die zweite Dichtkante 70 nach Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht 60 ausbilden. An den Übergängen 74 bzw. 76 zwischen den intakten und den bereits abgeriebenen Bereichen der Verschleißschutzschichten 58, 60 stellt sich das Maximum 72 der Flächenpressung zwischen dem Einspritzventilglied 20 und der Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. des Düsenkörpers ein. Aus der Darstellung gemäß 7 ist entnehmbar, dass die Einspritzöffnung 18, die gegenüber der Ringnut 42 des Einspritzventilgliedes 20 durch die erste Dichtkante 68 des ersten Sitzes 44 gegen den mit unter hohem Druck stehenden, kraftstoffbeaufschlagten Bereich 50 abgedichtet ist. Die Abdichtwirkung wird durch das Maximum 72 der Flächenpressung am Übergang zwischen dem abriebbehafteten Bereich 66 der ersten Dichtfläche 45 erreicht. Aufgrund des in seiner Dichtposition befindlichen ersten Sitzes 44 ist die Ringnut 42 gegen den Hochdruckbereich 50 abgedichtet. Durch den zweiten Sitz 46 des Doppelsitzes 40 ist hingegen der hochdruckführende Raum 54 gegen die Ringnut 42 abgedichtet. Das Maximum 72 der Flächenpressung des zweiten Sitzes 46 liegt am Übergang 76 zwischen dem abriebbehafteten Bereich 66 der zweiten Dichtfläche 47 des zweiten Sitzes 46. Hier bildet sich die zweite Dichtkante 70, die die Ringnut 42 gegen Hochdruck abdichtet, nach Verschleiß der zweiten Verschleißschutzschicht 60. Aus der Darstellung gemäß 7 geht hervor, dass sich die beiden neuen Dichtkanten 68 bzw. 70 nach Verschleiß stets an beiden Sitzen 44, 46 des Doppelsitzes 40 gleichermaßen ausbilden, so dass die Abdichtwirkung durch das sich an diesen Dichtkanten 68, 70 einstellende Maximum 72 der Flächenpressung zwischen dem Einspritzventilglied 20 und der Innendichtfläche 56 des Injektorkörpers 12 bzw. Düsenkörpers ausbildet. Bei kleinen Dichtkräften liegt das Einspritzventilglied 20 genau in diesen beiden Bereichen, an welchen sich die Maxima 72 der Flächenpressung am Injektorkörper 12 bzw. Düsenkörper ausbilden, auf. Da jeder der beiden Sitze 44 bzw. 46 einen solchen Bereich aufweist, bleiben beide Sitze 44, 46 des Doppelsitzes 40 über die Lebensdauer des Kraftstoffinjektors 10 dauerhaft dicht.

Claims (9)

  1. Kraftstoffinjektor (10) für Brennkraftmaschinen mit einem Einspritzventilglied (20), an dem mindestens eine Dichtfläche (45, 47) ausgebildet ist, mit welcher das Einspritzventilglied (20) durch eine Längsbewegung mit mindestens einem Ventilsitz (44, 46) zusammenwirkt und dabei einen Kraftstofffluss zu mindestens einer Einspritzöffnung (18) freigibt oder schließt und die mindestens eine Dichtfläche (45, 47) mit einer Verschleißschutzschicht (58, 60) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Einspritzventilglied (20) ein Doppelsitz (40) mit einem ersten Sitz (44) an einer ersten Dichtfläche (45) und ein zweiter Sitz (46) an einer zweiten Dichtfläche (47) ausgeführt ist, wobei die Dichtflächen (45, 47) jeweils mit einer Verschleißschutzschicht (58, 60) versehen sind.
  2. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschichten (58, 60) als Schichten aus amorphem, diamantartigem Kohlenstoff gefertigt sind.
  3. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im neuwertigen Zustand des Einspritzventilgliedes (20) die erste Verschleißschutzschicht (58) die erste Dichtfläche (45) vollständig und die zweite Verschleißschutzschicht (60) die zweite Dichtfläche (47) vollständig bedeckt.
  4. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich während der Lebensdauer des Einspritzventilgliedes (20) an der ersten Dichtfläche (45) und an der zweiten Dichtfläche (47) mit Abrieb behaftete Bereiche (66) ausbilden, an denen die jeweiligen Verschleißschutzschichten (58, 60) abgetragen sind.
  5. Kraftstoffinjektor gemäß der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich während des Betriebs des Einspritzventilgliedes (20) an diesem ein Verschleißprofil (64) mit einer ersten Übergangsstelle (74) an der ersten Dichtfläche (451 zwischen dem mit Abrieb behafteten Bereich (66) und der ersten Verschleißschutzschicht (58) und eine zweite Übergangsstelle (76) an der zweiten Dichtfläche (47) zwischen dem mit Abrieb behafteten Bereich (66) und der zweiten Verschleißschutzschicht (60) ausbildet.
  6. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Maxima (72) der Flächenpressung zwischen Einspritzventilglied (20) und Innendichtfläche (56) des Injektorkörpers (12) an der ersten Ubergangsstelle (74) und an der zweiten Übergangsstelle (76) liegen.
  7. Kraftstoffinjektor gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein unter Hochdruckniveau stehender Raum (50) des Kraftstoffinjektors (10) durch den ersten Sitz (44) gegen eine Ringnut (42) des Einspritzventilgliedes (20) und ein weiterer hochdruckbeaufschlagter Raum (54) am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors (10) durch den zweiten Sitz (46) gegen die Ringnut (42) abgedichtet sind.
  8. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere unter Hochdruck stehende Raum (54) durch ein abgeschlossenes Kraftstoff-Totvolumen gebildet ist.
  9. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verschleißschutzschicht (58) und die zweite Verschleißschutzschicht (60) Teile ein und derselben Verschleißschutzschicht sind, die im Bereich eines Doppelsitzes (40) auf die Dichtflächen (45, 47) aufgebracht ist.
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