DE102008042531A1 - Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung - Google Patents

Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung, umfassend ein Gehäuse (20) mit Spritzlöchern (11) und einem Innenelement (20a), welches den Innenraum des Gehäuses in einen ersten Druckraum (18) und einen zweiten Druckraum (19) unterteilt, wobei das Innenelement (20a) einen ersten Durchlass (12) aufweist, welcher den ersten Druckraum (18) mit dem zweiten Druckraum (19) verbindet, einen Elektromagneten (23), ein Vorventil (3) mit einem Vorventilsitz (9), einer Vorventilnadel (5), einem Anker (24), einer Vorventilfeder (6) und einer Schieberhülse (8), wobei die Schieberhülse (8) mit dem Anker (24) verbunden ist und einen Steuerungsbereich (8a) umfasst, ein Hauptventil (4) mit einem Schließelement (7), welches eine umlaufende Schließkante (7a) aufweist, um die Spritzlöcher (11) freizugeben und zu verschließen, wobei der Vorventilsitz (9) am Schließelement (7) angeordnet ist, und das Schließelement (7) im zweiten Druckraum (19) angeordnet ist, und einen Druckausgleichsraum (13), welcher zwischen dem Innenelement (20a) des Gehäuses und dem Schließelement (7) angeordnet ist, wobei das Innenelement (20a) einen zweiten Durchlass (21) aufweist, welcher den ersten Druckraum (18) mit dem Druckausgleichsraum (13) verbindet, wobei der zweite Durchlass (21) mittts (8) freigebbar und verschließbar ist und wobei das Schließelement (7) durch eine Druckabsenkung im Druckausgleichsraum (13) eine Öffnung der ...

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung mit einem Elektromagneten, wobei die Ventilanordnung insbesondere zur Einspritzung höchster Drücke bei Diesel- und Benzin-Einspritzanlagen einsetzbar ist.
  • Bei Ventilen für die Benzin-Direkteinspritzung bzw. bei Diesel-Injektoren stellen insbesondere die hohen Drücke ein großes Problem dar. Insbesondere bei nach innen öffnenden Ventilen wird eine Ventilnadel aufgrund des hohen Kraftstoffdrucks stark in den Ventilsitz gedrückt. Dies führt zu einer großen Öffnungskraft für die Ventilnadel, welche mit den geforderten kurzen Schaltzeiten nicht mittels Magnetaktoren bereitgestellt werden kann. Um derartige Ventile steuern zu können, wurden dabei Systeme vorgeschlagen, bei denen die Ventilnadel indirekt über eine Druckvariation in einem Steuerraum betätigt wird. Dies erfordert jedoch aufgrund der inneren Leckage und der Steuermenge eine Kraftstoffrückleitung zum Tank auf niedrigem Druckniveau. Von daher sind die bekannten Systeme relativ aufwendig und teuer. Ferner ist eine der Anforderungen für Ventile bei der Kraftstoffeinspritzung, dass sie in einer möglichst kurzen Zeit einen möglichst großen Strömungsquerschnitt freigeben können bzw. wieder schließen können.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass sie einen kompakten und kostengünstigen Aufbau aufweist und insbesondere mittels eines Elektromagneten betätigbar ist. Bisher wurden zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung aufgrund des hohen Kraftstoffdrucks derartige Einspritzvorgänge insbesondere mittels Piezo-Aktoren ausgeführt. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung kann dagegen mittels eines Elektromagneten betätigt werden und kann somit sehr kostengünstig bereitgestellt werden. Hierbei umfasst die erfindungsgemäße Ventilanordnung ein Vorventil und ein Hauptventil sowie ein in einem Gehäuse angeordnetes Innenelement, welches den Innenraum des Gehäuses in einen ersten und zweiten Druckraum unterteilt. Zwischen einem Schließelement des Hauptventils und dem Innenelement des Gehäuses ist ein Druckausgleichsraum angeordnet, welcher einen Öffnungsvorgang der Ventilanordnung durch Erzeugung einer Druckabsenkung im Druckausgleichsraum ermöglicht. Das Schließen der Ventilanordnung erfolgt dagegen durch eine Druckerhöhung im Druckausgleichsraum. Erfindungsgemäß können hierbei kleine Aktoren mit hoher Dynamik verwendet werden. Da keine Festkörperreibung während des Öffnungs- und Schließvorgangs auftritt, ergibt sich insbesondere ein signifikant reduzierter Verschleiß, so dass die Ventilanordnung eine lange Lebensdauer aufweist. Ferner werden nur geringe Kräfte zum Öffnen des Ventils benötigt, so dass die Ventilanordnung auch bei extrem hohen Drücken verwendet werden kann. Weiterhin ist insbesondere bei Dieseleinspritzungen keine Rückführung eines Steuervolumens mehr erforderlich, so dass der damit verbundene Systemaufwand entfällt.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorzugsweise umfasst das Innenelement des Gehäuses einen Führungsbereich zum Führen des Schließelements. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau erreicht. Weiter bevorzugt ist eine Vorventilfeder des Vorventils zwischen einer Vorventilnadel und einem Boden einer Schieberhülse angeordnet. Mittels der Schieberhülse wird insbesondere eine Druckhöhe im Druckausgleichsraum gesteuert.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Rückstellung des Schließelements des Hauptventils mittels Druck aus dem ersten Druckraum. Hierdurch kann ein sehr schneller Schließvorgang realisiert werden.
  • Vorzugsweise umfasst die Ventilanordnung eine zweite Rückstellfeder, welche die Schieberhülse in eine Ausgangsposition zurückstellt.
  • Weiterhin ist bevorzugt auch ein zweiter Elektromagnet vorgesehen, welcher die Schieberhülse betätigt. Hierdurch kann eine Betätigung der Schieberhülse unabhängig von dem ersten Elektromagneten erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorventilnadel zweiteilig aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil hergestellt. Der erste Teil ist nadelartig ausgebildet und gibt den Vorventilsitz frei bzw. verschließt diesen. Der zweite Teil umfasst den Anker und ist mit dem ersten Teil über ein mechanisches Verzögerungsglied verbunden. Das mechanische Verzögerungsglied ist vorzugsweise ein Aufnahmeraum mit einer Anschlagfläche und einem separaten Mitnehmer, wobei der Aufnahmeraum am ersten Teil angeordnet ist und der Mitnehmer, der im Aufnahmeraum angeordnet ist, am zweiten Teil angeordnet ist und nach einer vorbestimmten Wegstrecke gegen die Anschlagfläche anstößt und somit den ersten Teil mitnimmt. Alternativ kann selbstverständlich auch der Mitnehmer am ersten Teil und der Aufnahmeraum am zweiten Teil vorgesehen sein. Somit wird bei einer Betätigung des Vorventils zuerst nur der Anker mit dem daran angeordneten Teil der Vorventilnadel bewegt und erst nach Ineingriffbringen des Mitnehmers mit dem Aufnahmeraum auch der andere Teil mitbewegt und somit das Vorventil geöffnet.
  • Zeichnung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung eine Ventilanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Ventilanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im geschlossenen Zustand und
  • 2 bis 6 Schnittansichten der in 1 gezeigten Ventilanordnung in unterschiedlichen Betriebszuständen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 eine Ventilanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Ventilanordnung 1 einen Elektromagneten 23, ein Vorventil 3 und ein Hauptventil 4. Das Vorventil 3 umfasst einen Anker 24 und eine Ventilnadel 5, welche zweiteilig ausgebildet ist. Die Ventilnadel 5 umfasst einen ersten Teil 5a, welcher die Nadel aufweist, und einen zweiten Teil 5b, welcher den Anker umfasst. Der erste Teil 5a ist mit dem zweiten Teil 5b über ein mechanisches Verzögerungsglied 15 verbunden. Das mechanische Verzögerungsglied 15 umfasst einen Mitnehmer 15a und einen Aufnahmeraum 15b, welcher eine Anschlagfläche 15c umfasst. Das mechanische Verzögerungsglied 15 bewirkt dabei eine verzögerte Öffnung der Ventilnadel 5a, nämlich so lange, bis der Mitnehmer 15a mit der Anschlagfläche 15c bei einer Bestromung des Elektromagneten 23 in Kontakt kommt. Ferner ist eine Vorventilfeder 6 vorgesehen, welche zwischen dem mechanischen Verzögerungsglied 15, genauer der Außenseite des Aufnahmeraums 15b, und einer Schieberhülse 8 angeordnet ist. Die Schieberhülse 8 ist, wie aus 1 ersichtlich ist, mit dem zweiten Teil 5b der Ventilnadel 5 fest, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden. Die Schieberhülse 8 weist dabei eine Topf-Form auf und weist an ihrem offenen Endbereich einen Steuerbereich 8a auf, welcher eine Öffnung 21 freigibt bzw. verschließt. Die Öffnung 21 ist dabei in einem Innenelement 20a eines Gehäuses 20 ausgebildet. Das Innenelement 20a unterteilt dabei einen Innenraum des Gehäuses 20 in einen ersten Druckraum 18 und einen zweiten Druckraum 19. Der erste Druckraum 18 ist mit dem zweiten Druckraum 19 über eine am Innenelement 20 ausgebildete Verbindungsbohrung 12 verbunden. Sowohl im ersten Druckraum als auch im zweiten Druckraum herrscht jeweils der hohe Einspritzdruck P1.
  • Das Hauptventil 4 der Ventilanordnung 1 umfasst im Wesentlichen ein Hauptventil-Schließelement 7, welches in einem Führungsbereich 22 geführt ist. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Führungsbereich 22 am Innenelement 20a ausgebildet. Ferner ist am Schließelement 7 ein Vorventilsitz 9 vorgesehen, welcher mittels des ersten Teils 5a der Vorventilnadel 5 freigebbar und verschließbar ist. Die Ventilnadel 5 gibt dabei eine Verbindung 29 frei, welche mit Spritzlöchern 11 verbunden ist, die im Gehäuse 20 ausgebildet sind. Am Schließelement 7 ist ferner eine Schließkante 7a ausgebildet, welche die Spritzlöcher 11 im geschlossenen Zustand gegenüber dem Druck P1, welcher im zweiten Druckraum 19 herrscht, abdichtet.
  • Weiterhin ist zwischen dem Innenelement 20a und dem Schließelement 7 ein Druckausgleichsraum 13 angeordnet. Der Druckausgleichsraum 13 ist über die Öffnung 21 mit dem ersten Druckraum 18 verbunden. Hierzu ist in der Schieberhülse 8 eine Verbindungsöffnung 8b vorgesehen. Weiterhin ist eine zweite Rückstellfeder 14 vorgesehen, welche die Schieberhülse 8 in der in 1 gezeigten Ausgangsposition hält. Hierbei stützt sich die zweite Rückstellfeder 14 an einem weiteren Gehäuseteil 20b ab.
  • Die Funktion der erfindungsgemäßen Ventilanordnung 1 ist dabei wie folgt: 1 zeigt den geschlossenen Zustand der Ventilanordnung 1. Hierbei ist sowohl das Schließelement 7 mit der Schließkante 7a an einem Hauptventilsitz 10 als auch das Vorventil 3 geschlossen. Der hohe Druck P1, welcher beispielsweise bis zu 3000 × 105 Pascal bei Diesel-Injektoren betragen kann, liegt im ersten Druckraum 18 und im zweiten Druckraum 19 vor. Ferner gelangt der hohe Druck P1 auch über die Öffnung 8b sowie die Öffnung 21 im Innenelement 20a in den Druckausgleichsraum 13. Im Bereich der Einspritzlöcher 11 und an der Bohrung 29 herrscht dagegen ein deutlich kleinerer Druck P0. Wenn nun eine Einspritzung erfolgen soll und das Hauptventil 4 geöffnet werden soll, wird der Elektromagnet 23 bestromt. Hierdurch wird der Anker 24 mitsamt dem zweiten Teil 5b der Ventilnadel 5 angezogen. Dies ist in 2 durch den Pfeil A angedeutet. Da die Schieberhülse 8 fest mit dem zweiten Teil 5b der Ventilnadel 5 verbunden ist, wird diese ebenfalls gegen die Federkraft der zweiten Rückstellfeder 14 bewegt. Dies ist in 2 durch den Pfeil B angedeutet. Nach einer kurzen zurückgelegten Wegstrecke kommt der mit dem zweiten Teil 5b verbundene Mitnehmer 15a mit der Anschlagfläche 15b am Aufnahmeraum 15b des ersten Teils 5a in Kontakt. Wenn diese Position, die in 2 dargestellt ist, eingenommen wurde, verschließt der Steuerbereich 8a der Schieberhülse 8 die Öffnung 21. Hierdurch ist die Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 18 und dem Druckausgleichsraum 13 unterbrochen. Im Druckausgleichsraum 13 liegt jedoch noch der hohe Druck P1 an. Wenn dann die Ventilnadel 5 weiter bewegt wird, nimmt der zweite Teil 5b über das mechanische Verzögerungsglied 15 den ersten Teil 5a mit, was in 3 durch den Pfeil C angedeutet ist. Dadurch hebt die Ventilnadel 5 von dem Vorventilsitz 9 ab, so dass eine Verbindung zwischen dem Druckausgleichsraum 13 und den Spritzlöchern 11 vorhanden ist. Dadurch sinkt der Druck im Druckausgleichsraum 13 schlagartig ab. Da am Schließelement 7 des Hauptventils 4 eine äußere Ringfläche 7b vorgesehen ist, an welcher der hohe Druck P1 anliegt, wird das Schließelement 7, wie in 3 durch den Pfeil D angedeutet, in Öffnungsrichtung bewegt. Die öffnende Kraft resultiert daraus, dass der Außendurchmesser der Ringfläche 7b dem des Druckausgleichsraums 13 entspricht und unterhalb der Ringfläche der hohe Druck P1 anliegt, während im Druckausgleichsraum nach erfolgter Druckabsenkung ein geringerer Druck herrscht. Hierdurch ist die Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum 19 und den Spritzlöchern 11 freigegeben, so dass eine Einspritzung von Kraftstoff erfolgt. Dieser Zustand ist in 4 dargestellt. In diesem Zustand ist der Elektromagnet 23 immer noch bestromt. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist der Druckausgleichsraum 13 dabei vollständig verschwunden, da das Schließelement 7 durch den hohen Druck P1 gegen das Innenelement 20a gedrückt wird.
  • Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird die Bestromung des Elektromagneten 23 unterbrochen und die Vorventilfeder 6 sowie die zweite Rückstellfeder 14 stellen die Vorventilnadel 5 wieder in Richtung auf ihren geschlossenen Ausgangszustand zurück 5). Hierbei wird die Schieberhülse 8 durch die zweite Rückstellfeder 14 nach unten gedrückt, wie durch den Pfeil E angedeutet, und der Aufnahmeraum 15b und damit der erste Teil 5a der Ventilnadel 5 wird durch die Vorventilfeder 6 zurückgestellt, wie durch den Pfeil F angedeutet. Dadurch wird die Vorventilnadel 5 wieder auf ihren Vorventilsitz 9 gedrückt und gleichzeitig gibt der Steuerbereich 8a der Schieberhülse 8 die Öffnung 21 wieder frei. Somit herrscht an der dem Druckausgleichsraum 13 zugewandten Druckfläche des Schließelements 7 wieder der hohe Druck P1, welcher auch an der den Spritzlöchern zugewandten Druckseite des Schließelements 7 herrscht. Da mittels der Vorventilfeder 6 über den ersten Teil 5a der Vorventilnadel 5 jedoch eine zusätzliche Federkraft auf das Schließelement 7 ausgeübt wird, bewegt sich das Schließelement 7 weiter in Richtung auf den geschlossenen Zustand, was in 6 durch den Pfeil G angedeutet ist. Hierdurch kommt die Schließkante 7a des Schließelements 7 wieder in Kontakt mit dem Gehäuse 20, so dass eine Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum 19 und den Spritzlöchern 11 wieder unterbrochen ist. Dadurch ist die Einspritzung beendet.
  • Somit wird erfindungsgemäß durch eine Drucksenkung im Druckausgleichsraum 13 eine Öffnung der Ventilanordnung 1 und somit eine Einspitzung von Kraftstoff erreicht. Zum Schließen der Ventilanordnung wird der Druck im Druckausgleichsraum 13 wieder erhöht. Zwar strömt beim Ausführen der Drucksenkung im Druckausgleichsraum 13 etwas Kraftstoff über die Spritzlöcher 11 in den Brennraum, jedoch handelt es sich hierbei nur um eine kleine Menge, da unmittelbar nach der Druckabsenkung das Schließelement 7 nach oben bewegt wird und die Einspritzung beginnt. Zur Beendigung der Einspritzung wird der Druck im Druckausgleichsraum 13 wieder erhöht, so dass in Verbindung mit der Kraft der Vorventilfeder 6 wieder ein Schließen des Schließelements 7 ausgeführt wird und die Einspritzung beendet wird. Erfindungsgemäß kann dies durch die Verwendung eines kostengünstigen Elektromagneten erreicht werden, wobei insbesondere auch während des Öffnungs- und Schließvorgangs keine Festkörperreibung auftritt, was zu einem minimalen Verschleiß der Ventilanordnung 1 führt. Hierdurch weist diese eine sehr lange Lebensdauer und auch eine sehr große Betätigungssicherheit auf. Weiterhin kann der Betrieb bei verschiedenen Drücken uneingeschränkt ausgeführt werden. Auch sind Druckänderungen während des Betriebes, wie z. B. ein geänderter Einspritzdruck, möglich, ohne dass hierzu Umstellungen an der Ventilanordnung 1 notwendig sind. Dabei weist die erfindungsgemäße Ventilanordnung 1 trotzdem einen sehr kompakten und insbesondere kostengünstigen Aufbau auf.

Claims (8)

  1. Ventilanordnung zur Kraftstoffhochdruckeinspritzung, umfassend – ein Gehäuse (20) mit Spritzlöchern (11) und einem Innenelement (20a), welches den Innenraum des Gehäuses in einen ersten Druckraum (18) und einen zweiten Druckraum (19) unterteilt, wobei das Innenelement (20a) einen ersten Durchlass (12) aufweist, welcher den ersten Druckraum (18) mit dem zweiten Druckraum (19) verbindet, – einen Elektromagneten (23), – ein Vorventil (3) mit einem Vorventilsitz (9), einer Vorventilnadel (5), einem Anker (24), einer Vorventilfeder (6) und einer Schieberhülse (8), wobei die Schieberhülse (8) mit dem Anker (24) verbunden ist und einen Steuerungsbereich (8a) umfasst, – ein Hauptventil (4) mit einem Schließelement (7), welches eine umlaufende Schließkante (7a) aufweist, um die Spritzlöcher (11) freizugeben und zu verschließen, wobei der Vorventilsitz (9) am Schließelement (7) angeordnet ist, und das Schließelement (7) im zweiten Druckraum (19) angeordnet ist, und – einen Druckausgleichsraum (13), welcher zwischen dem Innenelement (20a) des Gehäuses und dem Schließelement (7) angeordnet ist, wobei das Innenelement (20a) einen zweiten Durchlass (21) aufweist, welcher den ersten Druckraum (18) mit dem Druckausgleichsraum (13) verbindet, wobei der zweite Durchlass (21) mittels des Steuerungsbereichs (8a) des Schieberelements (8) freigebbar und verschließbar ist und wobei das Schließelement (7) durch eine Druckabsenkung im Druckausgleichsraum (13) eine Öffnung der Ventilanordnung ausführt.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenelement (20a) einen Führungsbereich (20c) zum Führen des Schließelements (7) umfasst.
  3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorventilfeder (6) zwischen der Vorventilnadel (5) und der Schieberhülse (8) angeordnet ist.
  4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellung des Schließelements (7) mittels einer Druckerhöhung im Druckausgleichsraum (13) und der Federkraft der Vorventilfeder (6) erfolgt.
  5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zweite Rückstellfeder (14), welche die Schieberhülse (8) in eine Ausgangsposition zurückstellt.
  6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen zweiten Elektromagneten, welcher die Schieberhülse (8) betätigt.
  7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorventilnadel (5) einen ersten Teil (5a) und einen zweiten Teil (5b) umfasst, wobei der erste Teil (5a) den Vorventilsitz (9) freigibt und verschließt und der zweite Teil (5b) den Anker (24) umfasst, und wobei der erste Teil (5a) mit dem zweiten Teil (5b) über ein mechanisches Verzögerungsglied (15) für eine zeitlich versetzte Betätigung des ersten (5a) und zweiten Teils (5b) der Vorventilnadel (5) verbunden ist.
  8. Vorventilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Verzögerungsglied (15) einen Aufnahmebereich (15b) mit Anschlagfläche (15c) und einen Mitnehmer (15a) umfasst, wobei der Mitnehmer (15a) im Aufnahmebereich (15b) angeordnet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016134814A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Mtu Friedrichshafen Gmbh Mehrstoff-injektor für eine brennkraftmaschine, verfahren zum betreiben eines mehrstoff-injektors, und brennkraftmaschine
CN112197468A (zh) * 2020-09-28 2021-01-08 珠海格力电器股份有限公司 一种压缩机回油装置、空调***及回油控制方法
WO2022207287A1 (de) * 2021-03-29 2022-10-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016134814A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Mtu Friedrichshafen Gmbh Mehrstoff-injektor für eine brennkraftmaschine, verfahren zum betreiben eines mehrstoff-injektors, und brennkraftmaschine
US10570861B2 (en) 2015-02-27 2020-02-25 Mtu Friedrichshafen Gmbh Multi-fuel injector for an internal combustion engine, method for operating a multi-fuel injector and internal combustion engine
CN112197468A (zh) * 2020-09-28 2021-01-08 珠海格力电器股份有限公司 一种压缩机回油装置、空调***及回油控制方法
WO2022207287A1 (de) * 2021-03-29 2022-10-06 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil

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