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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Injektor, insbesondere einen
Common-Rail-Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Brennraum
einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die
Einhaltung von Schadstoffgrenzwerten hat bei der Entwicklung von
Verbrennungsmotoren die höchste Priorität. Gerade
das Common-Rail-Einspritzsystem hat einen entscheidenden Beitrag
zur Reduzierung der Schadstoffe geleistet. Der Vorteil des Common-Rail-Systems
liegt in seiner Unabhängigkeit des Einspritzdruckes von
Drehzahl und Last. Für die Einhaltung zukünftiger
Abgaswerte ist jedoch gerade bei diesen Motoren eine signifikante
Erhöhung des Einspritzdruckes notwendig.
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Bekannt
sind hubgesteuerte Common-Rail-Injektoren, deren Einspritzventilelement servobetrieben
ist. Als Drucksteller sind Piezo- und Magnetventile im Einsatz,
mit denen der Servokreislauf gesteuert wird. Durch eine leichte
Drosselung im Düsenzulauf mit Hilfe einer Schließdrossel
wird eine hydraulische Schließkraft erzeugt, um eine ausreichend
hohe Schließgeschwindigkeit der Düsennadel zu
erreichen.
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Weiterhin
ist es bekannt, in einem Kraftstoff-Injektor ein integriertes Speichervolumen
(Mini-Rail) vorzusehen, da dadurch Einspritztoleranzen bei der Mehrfacheinspritzung
reduziert werden können. Der Speicherraum sorgt ferner
dafür, dass Schwingungen minimiert werden.
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Vorteilhaft
ist ein Injektoraufbau mit einem sogenannten langen Einspritzventilelement
(> 100 mm) und obenliegendem
Servosteuerraum (Steuerkammer) sowie Steuerventil, wobei der Speicherraum
aus einem Ringraum zwischen Einspritzventilelement und Injektorkörper
besteht. Hier wird eine gute Hochdruckfestigkeit des Kraftstoff-Injektors
erreicht. Um die Fertigung eines langen Einspritzventilelementes
zu vereinfachen, kann ein mehrteiliger Aufbau aus einer kurzen Düsennadel
und einem zusätzlichen Steuerkolben verwendet werden, wobei der
Steuerkolben und die Düsennadel mechanisch oder hydraulisch
gekoppelt sind.
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Ein
Kraftstoff-Injektor mit langem Einspritzventilelement ist aus der
zum Anmeldezeitpunkt vorliegender Anmeldung noch nicht veröffentlichten
DE 10 2008 001 425 (Anmeldetag
28. April 2008) bekannt. Der bekannte Kraftstoff-Injektor ist als
so genannter leckagefreier Injektor, d. h. ohne dauerhafte Niederdruckstufe
am Einspritzventilelement ausgebildet. Zum Erzeugen einer hydraulischen
Schließkraft ist eine Schließdrossel in einem
oberen, das Einspritzventilelement führenden Ventilkörper
vorgesehen. In
2 ist eine Ausführungsform
gezeigt, bei der zusätzlich zu dem die Schließdrossel
aufweisenden Ventilstück eine Führungshülse
zur Führung des Einspritzventilelementes in einem brennraumnahen Abschnitt
vorgesehen ist, wobei in der Hülse mehrere über
den Umfang verteilt angeordnete radiale (nicht drosselnde) Strömungskanäle
eingebracht sind.
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Bei
alternativen, bekannten Kraftstoff-Injektoren ist die Schließdrossel
nicht eingangsseitig vor dem Speichervolumen (Mini-Rail), sondern
düsennah nach dem Speichervolumen angeordnet. Bei Kraftstoff-Injektoren
mit einer im unteren Bereich angeordneten Schließdrossel
wird aufgrund der kleineren zur Verfügung stehenden Druckangriffsfläche
am Einspritzventilelement ein höherer, sich negativ auf die
Höhe des Einspritzdrucks aufwirkenden Druckabbau benötigt.
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Bei
den bekannten Kraftstoff-Injektoren, bei denen die Schließdrossel
am Ventilstück vorgesehen ist, ergibt sich der Nachteil
eines großen Volumens (Speicherraum) nach der Schließdrossel,
was zu einer langsamen Reaktion des Einspritzventilelementes führt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen reaktionsschnellen Kraftstoff-Injektor
vorzuschlagen, bei dem der erforderliche Druckabbau zum Erzeugen
einer hydraulischen Schließkraft minimiert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Kraftstoff-Injektor mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der
Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest
zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den
Figuren offenbarten Merkmalen.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Reihenschaltung von mindestens
zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei, Schließdrosseln
zu realisieren, um hierdurch eine verbesserte Gesamtabstimmung der
Injektorfunktion zu ermöglichen. Dabei liegt es im Rahmen
der Erfindung zumindest eine der Schließdrosseln als eine
einzige Drossel, insbesondere Drosselbohrung, oder als Anordnung
mehrerer Drosseln, insbesondere Drosselbohrungen, auszubilden. Auch
ist es möglich, zumindest eine der Schließdrosseln
als Spaltdrossel auszubilden.
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Ganz
besonders bevorzugt ist es dabei, wenn eine erste Schließdrossel
brennraumfern, vorzugsweise in der Nähe eines Hochdruckanschlusses,
insbesondere in einem das Einspritzventilelement führenden
Ventilstück vorgesehen ist, da hierdurch bereits mit einer
geringen Druckabsenkung eine hohe Schließkraft erzeugt
werden kann, da die größtmögliche hydraulische
Fläche am Einspritzventilelement als Druckangriffsfläche
für den durch die Schließdrossel (etwas) reduzierten
Kraftstoffdruck zur Verfügung steht. Die zweite Schließdrossel
befindet sich bevorzugt brennraumnah, vorzugsweise so nah, dass
zwischen der unteren Schließdrossel und dem Einspritzventilelementsitz
nur ein minimales Kraftstoffvolumen, vorzugsweise aus einem Volumenbereich
zwischen etwa 1 und 10 mm3, vorzugsweise
zwischen etwa 2 und 6 mm3 vorgesehen ist. Vorteil
der einspritzventilelementnahen Schließdrossel ist ein
aufgrund des geringen nachgeordneten Kraftstoffvolumens schneller
Druckeinbruch in einem Bereich unterhalb des Einspritzventilelementsitzes und
damit ein schneller Schließkraftüberschuss.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass, insbesondere
axial, zwischen der ersten und der zweiten Schließdrossel
ein Speicherraum für Kraftstoff (Mini-Rail) vorgesehen
ist. Durch die Realisierung einer obenliegenden Schließdrossel,
also einer im Bereich des Hochdruckanschlusses bzw. in einem oberen
Führungsbereich für das Einspritzventilelement
vorgesehenen Schließdrossel in Verbindung mit dem vorgenannten
(großen) Speichervolumen kann eine gute Dämpfung
von Schwingungen mindestens einer Hochdruck-Zuleitung zum Kraftstoff-Injektor
erreicht werden. Bei geringeren Einspritzmengen wird durch eine
derartige obere Schließdrossel hier jedoch noch keine genügende Schließkraft
aufgebaut. Durch die gleichzeitige Verwendung einer untenliegenden,
brennraumnahen Schließdrossel wird eine sofort nach dem Öffnen
des Einspritzventilelementes, d. h. nach dem Abheben des Einspritzventilelementsitz
wirksame Schließkraft erzeugt. In Verbindung mit beiden
Schließdrosseln lässt sich eine besonders vorteilhafte
Injektorabstimmung erreichen, bei der eine gute Dämpfung
der Leitungsschwingungen und eine große hydraulische Schließkraft
erreicht wird, die auch bei kleinen Einspritzmengen wirksam ist.
Dies ermöglicht toleranzgünstige Auslegungen mit
flachen Mengenkennlinien.
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Ganz
besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der
Speicherraum, also das Mini-Rail, der Raum innerhalb des Kraftstoff-Injektors ist,
der die größte Menge an Kraftstoff aufnehmen kann.
Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei dem Speicherraum
um den volumenmäßig größten Raum
innerhalb des Kraftstoff-Injektors.
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Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz von mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich
zwei, hydraulisch in Reihe angeordneten Schließdrosseln
bei gleichzeitiger Verwendung eines sogenannten langen Einspritzventilelementes
(> 100 mm). Dabei kann
das Einspritzventilelement einteilig ausgebildet werden, oder aus
mindestens zwei, vorzugsweise ausschließlich zwei Einspritzventilelementteilen
bestehen, die hydraulisch oder mechanisch gekoppelt sind. Weiter
bevorzugt ist es, wenn dieses lange Einspritzventilelement durch
eine Führungshülse gegenüber dem Einspritzventilelementsitz
geführt ist und keine weitere Führung des Einspritzventilelementes im
brennraumnahen Düsenkörper vorgesehen ist. Bei
einer derartigen Ausführungsform ist die Wirkfläche
der unteren Schließdrossel reduziert, wodurch durch die
Verwendung von insgesamt mindes tens zwei, vorzugsweise ausschließlich
zwei Schließdrosseln eine stark verbesserte Auslegung möglich
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der mindestens
eine der Schließdrosseln, vorzugsweise die düsennahe
Schließdrossel schaltbar ist, vorzugsweise derart, dass
diese nur bei kleinen, d. h. nicht bei maximalen Einspritzventilelementhüben
aktiv ist bzw. bei großen Hüben umströmt werden
kann. Idealerweise erfolgt die Schaltung (Steuerung) durch die Hubbewegung
des Einspritzventilelementes, so dass bei größeren
Einspritzventilelementhüben ein vergrößerter
Strömungsquerschnitt freigegeben wird. Bei größeren
Einspritzventilelementhüben ist bereits ausreichend Kraftstoffmenge
eingespritzt worden, so dass an der eingangsseitigen Schließdrossel
eine ausreichende Druckdifferenz aufgebaut worden ist. Hierdurch
lässt sich der Druckverlust während der Einspritzung
minimieren und der Injektorwirkungsgrad verbessern.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die
erste (obere) Schließdrossel als mindestens eine, vorzugsweise
als Radialbohrung ausgebildete, Bohrung in einem das Einspritzventilelement,
vorzugsweise an seinem brennraumfernen Endbereich führenden
Ventilstück ausgebildet ist. Durch die Ausbildung der oberen
Schließdrossel als mindestens eine Bohrung werden Temperatureinflüsse
auf die Drosselwirkung im Vergleich mit Ringspaltdrosseln minimiert.
Die untere, d. h. brennraumnahe Schließdrossel kann beispielsweise
in einer Einspritzventilelementführung und/oder als Bohrung durch
das Einspritzventilelement, insbesondere im Führungsbereich
realisiert werden. Besonders bevorzugt ist, wenn die untere, d.
h. brennraumnahe Schließdrossel als mindestens eine Bohrung
in einer Führungshülse zur Führung des
Einspritzventilelementes in einem brennraumnahen Endbereich eingebracht
ist. Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn die untere Schließdrossel
als Radialbohrung ausgeführt ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass es
sich bei dem Kraftstoff-Injektor um einen so genannten leckagefreien
Injektor handelt, also um einen Injektor, bei der, bis auf eine
gegebenenfalls an einem Steuerventil auftretende Leckage, keine
Leckage auftritt. Anders ausgedrückt ist das Einspritzventilelement
ohne dauerhafte Niederdruckstufe ausgebildet und die hydraulische
Schließkraft wird über die Schließdrosselreihenschaltung
erzeugt.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese
zeigen in:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Injektors mit
einer Schließdrosselreihenschaltung, wobei eine untere,
brennraumnahe Schließdrossel in einer Führungshülse
zur Führung des Einspritzventilelementes ausgebildet ist,
und
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2 eine
alternative Ausführungsform eines Kraftstoff-Injektors,
bei dem die untere Schließdrossel schaltbar und als Bohrung
im Einspritzventilelement ausgeführt ist.
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In
den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 1 ist
ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter Kraftstoff-Injektor 1 zum
Einspritzen von Kraftstoff in einen nicht gezeigten Brennraum einer
ebenfalls nicht gezeigten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs
dargestellt.
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Eine
Hochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff aus einem
Vorratsbehälter 3 in einen Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 (Rail).
In diesem ist Kraftstoff, insbesondere Diesel oder Benzin, unter
hohem Druck, von in diesem Ausführungsbeispiel über
2000 bar, gespeichert. An den Kraftstoff-Hochdruckspeicher 4 ist der
Kraftstoff-Injektor 1 neben anderen, nicht gezeigten Kraftstoff-Injektoren über
eine Versorgungsleitung 5 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 5 mündet
in einen als Ringraum ausgebildeten Vorraum 6 (Hochdruckbereich)
des Kraftstoff-Injektors 1. Der Vorraum 6 ist über
eine erste, später noch im Detail zu erläuternde
Schließdrossel 7 mit einem Speicherraum 8 (Mini-Rail)
verbunden. Der Speicherraum 8 ist der Raum mit dem größten
Kraftstoffvolumen innerhalb des Kraftstoff-Injektors 1.
Aus dem Speicherraum 8 strömt Kraftstoff bei einem
Einspritzvorgang durch eine ebenfalls später noch zu erläuternde
zweite, mit der ersten Schließdrossel 7 in Reihe
angeordnete, Schließdrossel 9 in einen Düsenraum 10,
aus dem der Kraftstoff bei dem Einspritzvorgang unmittelbar durch
Einspritz öffnungen 11 in den Brennraum strömen
kann. Der Kraftstoff-Injektor 1 ist über einen Injektorrücklaufanschluss 12 an
eine Rücklaufleitung 13 und über diese
an den Vorratsbehälter 3 angeschlossen. Über
die Rücklaufleitung 13 kann eine später
noch zu erläuternde Steuermenge an Kraftstoff von dem Kraftstoff-Injektor 1 zu
dem Vorratsbehälter 3 abfließen und von
dort aus dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt werden.
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Innerhalb
eines Injektorkörpers 14 ist ein Einspritzventilelement 15 axial
verstellbar aufgenommen. Das Einspritzventilelement 15 ist
zweiteilig ausgebildet und umfasst eine (obere) Steuerstange 16 und
eine (untere) Düsennadel 17, wobei Steuerstange 16 und
Düsennadel 17 über mechanische Verbindungsmittel 18 fest
miteinander verbunden sind. Alternativ können die Steuerstange 16 und
die Düsennadel 17 hydraulisch gekoppelt sein oder
aus einem einzigen Bauteil bestehen. Bei dem Einspritzventilelement 15 handelt
es sich um ein sogenanntes langes Einspritzventilelement 15,
deren Länge größer ist als 100 mm. Das
Einspritzventilelement 15 ragt in axialer Richtung in einen
Düsenkörper 19 hinein. Der Düsenkörper 19 ist
mittels einer nicht dargestellten Überwurfmutter mit dem
Injektorkörper 14 verspannt.
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Die
Düsennadel 17 des Einspritzventilelementes 15 weist
an ihrer Spitze 20 eine Schließfläche 21 auf,
mit welcher das Einspritzventilelement 15 an eine dichte
Anlage an einen innerhalb des Düsenkörpers 19 ausgebildeten
Einspritzventilelementsitz 22 bringbar ist. Wenn das Einspritzventilelement 15,
genauer die dem Einspritzventilelementsitz 22 zugewandte
Düsennadel 17, am Einspritzventilelementsitz 22 anliegt,
d. h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt
aus den in den Düsenkörper 19 eingebrachten
Einspritzöffnungen 11 gesperrt. Ist das Einspritzventilelement 15 dagegen vom
Einspritzventilelementsitz 22 abgehoben, kann Kraftstoff
aus dem radial außen von einer Führungshülse 23 begrenzten
Düsenraum 10 am Einspritzventilelementsitz 22 vorbei
zu den Einspritzöffnungen 11 strömen
und dort im Wesentlichen unter Raildruck abzüglich der
Druckreduzierung durch die Schließdrosseln 7, 9 stehend
in den Brennraum gespritzt werden.
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Wie
sich aus 1 ergibt, ist dem gesamten Einspritzventilelement 15 mit
Axialabstand zu einer später noch zu erläuternden
Steuerkammer 27 keine Niederdruckstufe zugeordnet, so dass
die über den Injektorrücklaufanschluss 12 wäh rend
des Betriebs des Kraftstoff-Injektors 1 abströmende
Kraftstoffmenge minimiert und dadurch der Wirkungsgrad des Kraftstoff-Injektors 1 optimiert
ist.
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Von
einer oberen Stirnseite 24 der Steuerstange 16 und
einem in der Zeichnungsebene unteren, hülsenförmigen
Abschnitt 25 eines Ventilstücks 26 wird
die vorerwähnte Steuerkammer 27 (Servokammer)
begrenzt, die über eine radial in dem hülsenförmigen
Abschnitt 25 des Ventilstücks 26 verlaufende
Zulaufdrossel 28 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff
aus dem unter Raildruck stehenden Vorraum 6 versorgt wird.
Der hülsenförmige Abschnitt 25 mit darin
eingeschlossener Steuerkammer 27 ist radial außen
vollständig von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff, genauer
vom Vorraum 6, umschlossen, so dass ein ringförmiger
Führungsspalt 29 radial zwischen dem hülsenförmigen
Abschnitt 25 und der Steuerstange 16 vergleichsweise
kraftstoffdicht ist.
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Die
Steuerkammer 27 ist über einen, in dem Ventilstück 26 angeordneten
Ablaufkanal 30 mit Ablaufdrossel 31 mit einer
Ventilkammer 32 verbunden, die radial außen von
einem, als in axialer Richtung verstellbare Ventilhülse
ausgebildeten Steuerventilelement 33 eines als 2/2-Wegeventil
ausgebildeten Steuerventils 34 (Servoventil) begrenzt ist.
Das Steuerventilelement 33 ist im geschlossenen Zustand
des Steuerventils 34 in axialer Richtung druckausgeglichen.
Aus der Ventilkammer 32 kann bei geöffnetem Steuerventil 34 Kraftstoff
in einen Niederdruckbereich 35 des Kraftstoff-Injektors 1 und
von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss 12 strömen.
Bei geöffnetem Steuerventil 34 ist das einstückig
mit einer Ankerplatte 36 ausgebildete Steuerventilelement 33 von ihrem
am Ventilstück 26 ausgebildeten Steuerventilsitz
abgehoben. Zum Verstellen des Steuerventilelementes 33 in
der Zeichnungsebene nach oben ist ein elektromagnetischer Aktuator 37 vorgesehen,
der mit der in einem Ankerraum angeordneten Ankerplatte 36,
in der Folge auch mit einem Steuerventilelement 33, zusammenwirkt.
Anstelle eines elektromagnetischen Aktuators 37 kann auch
ein piezoelektrischer Aktuator vorgesehen werden.
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Bei
Bestromung des elektromagnetischen Aktuators 37 hebt das
Steuerventilelement 33 von seinem als Flachsitz ausgebildeten
Steuerventilsitz ab. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel 28 und
der Ablaufdrossel 31 sind dabei derart aufeinander abgestimmt,
dass bei geöffnetem Steuerventil 34 ein Nettoabfluss
von Kraftstoff (Steuermenge) aus der Steuerkammer 27 über
die Ventil kammer 32 in den Niederdruckbereich 35 und
von dort aus über den Injektorrücklaufanschluss 12 und
die Rücklaufleitung 13 in den Vorratsbehälter 3 resultiert.
Hierdurch sinkt der Druck in der Steuerkammer 27 rapide ab,
wodurch das Einspritzventilelement 15 von seinem Einspritzventilelementsitz 22 abhebt,
so dass Kraftstoff aus dem Düsenraum 10 durch
die Einspritzöffnungen 11 ausströmen
kann.
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Zum
Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung des elektromagnetischen
Aktuators 37 unterbrochen, wodurch das Steuerventilelement 33 mittels
einer Steuerschließfeder 38, die sich auf der
Ankerplatte 36 abstützt, in der Zeichnungsebene nach
unten auf seinen Steuerventilsitz verstellt wird. Der durch die
Zulaufdrossel 28 in die Steuerkammer 27 nachströmende
Kraftstoff sorgt für eine schnelle Druckerhöhung
in der Steuerkammer 27 und damit für eine auf
das Einspritzventilelement 15 wirkende Schließkraft.
Die daraus resultierende Schließbewegung des Einspritzventilelementes 15 wird
von einer Schließfeder 39 unterstützt,
die sich einenends an einem Umfangsbund 40 des Einspritzventilelementes 15 und
anderenends an der in der Zeichnungsebene unteren Stirnseite 41 des
hülsenförmigen Abschnitts 25 des Ventilstücks 26 abstützt.
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Wie
sich weiterhin aus 1 ergibt, ist zentrisch innerhalb
des als Ventilhülse ausgebildeten Steuerventilelements 33 ein
Druckstift 42 aufgenommen. Dieser stützt sich
bei in Betrieb befindlichem Kraftstoff-Injektor 1 durch
den Druck in der Ventilkammer 32 in axialer Richtung nach
oben an einem Injektordeckel 43 ab. Aufgabe des Druckstiftes 42 ist es,
die Ventilkammer 32 in axialer Richtung nach oben abzudichten.
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Wie
eingangs erwähnt, handelt es sich bei dem dargestellten
Kraftstoff-Injektor 1 um einen so genannten leckagefreien
Injektor, bei dem bis auf eine Leckage im Bereich des Steuerventils 34 keine Leckage
in dem Niederdruckbereich stattfindet – dies ist darauf
zurückzuführen, dass dem Einspritzventilelement 15 keine
dauerhafte Niederdruckstufe zugeordnet ist. Die beiden Schließdrosseln 7, 9 sorgen stattdessen
für die notwendige hydraulische Schließkraft zur
Gewährleistung eines schnellen Nadelschließens.
Um die obere, erste Schließdrossel 7 einfach und
kostengünstig zu realisieren, ist zwischen dem als Führungsbauteil
dienenden Ventilstück 26 und dem Injektorkörper 14 eine
Ringdichtung 44 vorgesehen, die den Vorraum 6 in
axialer Richtung begrenzt. Die erste Schließdrossel 7 besteht
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer einzigen
Radialbohrung, wobei die erste Schließdrossel auch aus einer
Anzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Bohrungen,
insbesondere Radialbohrungen, gebildet sein kann. Unterhalb eines
oberen, verdickten Führungsabschnitts 45 weist
das Einspritzventilelement 15 einen durchmesserreduzierten Abschnitt 46 auf,
so dass radial zwischen dem Ventilstück 26 und
dem Einspritzventilelement 15 ein zum Speicherraum 8 gehörender
Zulaufraum 47 gebildet ist. Die zweite Schließdrossel 9,
also die brennraumnahe Schließdrossel 9, ist in
der Führungshülse 23 als Radialbohrung
ausgebildet, kann jedoch bei Bedarf auch von mehreren, insbesondere
als Radialbohrungen ausgebildeten Bohrungen gebildet sein. Der Zulauf
zur zweiten Schließdrossel 9 aus dem Speicherraum 8 ist
ungedrosselt, da die Düsennadel 17 einen ausreichenden
Radialabstand zum Düsenkörper 19 aufweist.
Zur Führung der Düsennadel 17 ist die
Führungshülse 23 vorgesehen, die von
einer Druckfeder 48 in axialer Richtung nach unten in Richtung
federkraftbeaufschlagt ist. Der Zulauf aus dem Zulaufraum 47 zum
eigentlichen Speicherraum 8 verläuft ungedrosselt.
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Das
hydraulisch betrachtet, der zweiten Schließdrossel 9 nachgeordnete
Volumen 52 ist minimal (hier etwa 4 mm3),
so dass bei geöffnetem Einspritzventilelement 15 ein
schneller Druckeinbruch innerhalb des Düsenraums 10 und
insbesondere unterhalb der Spitze 20 resultiert. Aufgrund
des vergleichsweise großen Kraftstoffvolumens im Speicherraum 8 ist
dieser im Hinblick auf einen Druckabfall bei sich öffnendem
Einspritzventilelement 15 eher träge – es
steht jedoch die größtmögliche hydraulische
Angriffsfläche für den im Vergleich zum Vorraum 6 durch
die erste Schließdrossel 7 reduzierten Druck im
Speicherraum 8 zur Verfügung.
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Das
Ausführungsbeispiel eines Kraftstoff-Injektors 1 gemäß 2 entspricht
im Wesentlichen dem in 1 gezeigten und dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen
im Folgenden im Wesentlichen nur auf die Unterschiede hierzu eingegangen
wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf 1 mit zugehöriger
Figurenbeschreibung verwiesen.
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Im
Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist
die zweite (untere) Schließdrossel 9 als Schrägbohrung
im Einspritzventilelement 15, genauer in der Düsennadel 17 ausgebildet.
Die Düsennadel 17 ist nicht innerhalb einer Führungshülse
sondern unmittelbar am Innenumfang einer Stufenbohrung im Düsenkörper 19 geführt.
Die schräg axial verlaufende zweite Schließdrossel 9 verbindet
den Speicherraum 8 (Mini-Rail) hydraulisch mit dem in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel von dem Düsenkörper 19 begrenzten
Düsenraum 10.
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Die
zweite Schließdrossel 9 ist schaltbar. Hierzu
weist die Düsennadel 17 eine Schaltkante 49 auf,
die mit dem der Stufenbohrung im Düsenkörper 19,
genauer mit einem Durchmessersprung 50 der Stufenbohrung
zusammenwirkt. Sobald das Einspritzventilelement 15 einen
Hub 51 zurückgelegt hat, kann Kraftstoff unmittelbar
aus dem Speicherraum 8 unter Umgehung der zweiten Schließdrossel 9 in
den Düsenraum 10 strömen – anders
ausgedrückt wirkt die Schließdrossel 9 nur
bis maximal zu einem Hub 51 und nicht bei Maximalhüben
des Einspritzventilelementes 15. Durch den bei geöffnetem Einspritzventilelement 15 ungedrosselten
Zustrom von Kraftstoff aus dem Speicherraum 8 zum Düsenraum 10 kann
die Einspritzung durch die Einspritzöffnungen 11 mit
einem höheren Einspritzdruck realisiert werden, der im
Wesentlichen nur mit vergleichsweise geringem Druckabfall an der
ersten Schließdrossel 7 gegenüber dem
Rail-Druck reduziert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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