DE10326506A1 - Device for injecting fuel with a stroke-stabilized injection valve member - Google Patents

Device for injecting fuel with a stroke-stabilized injection valve member Download PDF

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Achim Brenk
Martin Kropp
Reinhard Tampe
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum (10) einer Verbrennungskraftmaschine. Ein mehrteilig ausgebildetes Einspritzventilglied (11) umfasst einen ersten Düsennadelteil (15) und einen zweiten Düsennadelteil (16). Der erste Düsennadelteil (15) ist ersten Einspritzöffnungen (17), der zweite Düsennadelteil (16) ist zweiten Einspritzöffnungen (18) zugeordnet, die durch den jeweiligen Düsennadelteil (15, 16) geöffnet oder verschlossen werden. Die Düsennadelteile (15, 16) sind unabhängig voneinander über Federelemente (21, 22) beaufschlagt. Die Federelemente (21, 22) sind in voneinander getrennten Federräumen (40, 41) untergebracht. Eine hydraulisch wirksame Fläche (27, 43)), welche dem zweiten Düsennadelteil (16) zugeordnet ist, ist mit einem dessen Öffnungsdruck steigernden Druckniveau beaufschlagbar. Durch eine Veränderung der Federvorspannung eines Federelementes (22) kann der Öffnungsdruck, dem das zweite Düsennadelteil (16) ausgesetzt ist, variiert werden.The invention relates to a device for injecting fuel into a combustion chamber (10) of an internal combustion engine. A multipart injection valve member (11) comprises a first nozzle needle part (15) and a second nozzle needle part (16). The first nozzle needle part (15) is the first injection openings (17), the second nozzle needle part (16) is associated with second injection openings (18) which are opened or closed by the respective nozzle needle part (15, 16). The nozzle needle parts (15, 16) are acted upon independently by spring elements (21, 22). The spring elements (21, 22) are housed in separate spring chambers (40, 41). A hydraulically effective surface (27, 43)), which is assigned to the second nozzle needle part (16), can be acted upon by a pressure level which increases its opening pressure. By changing the spring bias of a spring element (22), the opening pressure to which the second nozzle needle part (16) is exposed can be varied.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Als Kraftstoffeinspritzsysteme für Verbrennungskraftmaschinen kommen heute hub- oder druckgesteuerte Einspritzsysteme zum Einsatz. An diese Einspritzsysteme werden zunehmend höhere Anforderungen hinsichtlich der Russ- und NOx-Emissionen einerseits und einer hohen spezifischen Leistung (kW/l) andererseits gestellt.As fuel injection systems for internal combustion engines today stroke or pressure controlled injection systems are used. Increasingly higher demands are placed on these injection systems with regard to soot and NO x emissions on the one hand and high specific power (kW / l) on the other hand.

DE 102 29 417.8 hat ein druckgesteuertes Einspritzsystem mit Druckübersetzer und Koaxial-Variodüse zum Gegenstand. Über eine Kraftstoffhochdruckquelle wird der Kraftstoffinjektor mit Kraftstoff versorgt. Zwischen einem Einspritzventil und der Kraftstoffhochdruckquelle ist ein Druckverstärker angeordnet. Der Druckverstärker weist einen Übersetzerkolben auf, welcher einen an die Kraftstoffhochdruckquelle anschließbaren Druckraum von einem, einen Düsenraum des Kraftstoffinjektors beaufschlagenden Hochdruckraum trennt. Das Einspritzventil des Kraftstoffinjektors umfasst eine Düsennadel, mit welchem dem Brennraum zuweisende Einspritzöffnungen freigebbar oder verschließbar sind. Die Düsennadel umfasst ein erstes Düsennadelteil und einen weiteren, zweiten Düsennadelteil, die druckabhängig angesteuert, verschiedene Einspritzquerschnitte an einer Einspritzdüse freigeben beziehungsweise verschließen. DE 102 29 417.8 has a pressure-controlled injection system with pressure booster and coaxial Vario nozzle on the subject. About a high-pressure fuel source, the fuel injector is supplied with fuel. Between an injection valve and the high-pressure fuel source, a pressure booster is arranged. The pressure booster has a booster piston, which separates a connectable to the high-pressure fuel source pressure chamber from a, a nozzle chamber of the fuel injector acting high-pressure chamber. The injection valve of the fuel injector comprises a nozzle needle with which injection openings facing the combustion chamber can be opened or closed. The nozzle needle comprises a first nozzle needle part and a further, second nozzle needle part which, depending on the pressure, release or close different injection cross sections at an injection nozzle.

DE 100 38 054 A1 bezieht sich auf eine nockenbetätigte Einspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten Düsennadel und einer zweiten Düsennadel. Mittels der Düsennadel sind unterschiedliche Einspritzquerschnitte für den Teillastbetrieb und den Volllastbetrieb realisierbar. Die als Doppelnadel ausgebildete Einspritzdüse umfasst eine mit ersten Einspritzöffnungen zusammenwirkende erste Düsennadel und eine mit zweiten Einspritzöffnungen zusammenwirkende zweite Düsennadel. Zumindest einer der beiden Düsennadeln ist ein an einen Druckraum grenzender Steuerkolben zugeordnet. In den Druckraum mündet eine Druckleitung ein, wobei der Druck im Druckraum über ein Ventil steuerbar ist. Vom Druckraum aus erstreckt sich eine Entlastungsleitung, in welcher das Ventil angeordnet ist. Auf die mittels des Steuerkolbens in Schließrichtung betätigte Düsennadel der beiden Düsennadeln wirkt eine Schließfeder ein. Die beiden Düsennadeln sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei die erste Düsennadel innerhalb der als Hohlnadel ausgebildeten zweiten Düsennadel verschiebbar angeordnet ist. DE 100 38 054 A1 relates to a cam-operated injector for an internal combustion engine having a first nozzle needle and a second nozzle needle. By means of the nozzle needle different injection cross sections for the partial load operation and the full load operation can be realized. The injection nozzle designed as a double needle comprises a first nozzle needle cooperating with first injection openings and a second nozzle needle cooperating with second injection openings. At least one of the two nozzle needles is associated with an adjacent to a pressure chamber control piston. In the pressure chamber opens a pressure line, wherein the pressure in the pressure chamber is controlled by a valve. From the pressure chamber extends a discharge line in which the valve is arranged. On the means of the control piston in the closing direction actuated nozzle needle of the two nozzle needles acts a closing spring. The two nozzle needles are arranged concentrically to each other, wherein the first nozzle needle is slidably disposed within the second nozzle needle designed as a hollow needle.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Es hat sich erwiesen, dass heutige hubgesteuerte Kraftstoffinjektoren für Hochdruckspeichereinspritzsysteme den Nachteil aufweisen, dass aufgrund eines rechteckförmigen Einspritzverlaufes, im Vergleich zu druckgesteuerten Systemen ohne Voreinspritzung, ein höheres Geräusch entsteht. Um dies zu umgehen, werden eine oder mehrere Voreinspritzungen realisiert. Die Voreinspritzungen gehen jedoch mit einer erhöhten Russemission einher. Eine Möglichkeit, um bei den Kraftstoffeinspritzsystemen dieses Problem abzuschwächen und bessere Russ-/NOx Emissionen zu erreichen, bieten druckgesteuerte Einspritzsysteme, die einen rampenförmigen Einspritzverlauf aufweisen. Mit diesen Systemen können aufgrund des rampenförmigen Einspritzverlaufes bei gleichbleibendem Geräusch die Emissionen verringert werden. Bei druckgesteuerten Hochdruckspeichereinspritzsystemen kann eine Drucküberhöhung am Ende des Einspritzvorganges realisiert werden. Die mit diesem Kraftstoffeinspritzsystem realisierbare Drucküberhöhung ist jedoch nicht für beliebig hohe Einspritzmengen nutzbar, so dass eine effiziente Einspritzung zum Erreichen hoher spezifischer Leistungen nicht mit der Forderung nach kleinen Einspritzöffnungen, die hinsichtlich der Emissionsentwicklung und der Geräuschreduzierung erforderlich sind, vereinbar ist.It has been found that today's stroke-controlled fuel injectors for high-pressure accumulator injection systems have the disadvantage that due to a rectangular injection curve, compared to pressure-controlled systems without pre-injection, a higher noise is produced. To avoid this, one or more pre-injections are realized. However, the pilot injections are associated with an increased soot emission. One way to mitigate this problem in the fuel injection systems and to achieve better soot / NO x emissions, offer pressure-controlled injection systems, which have a ramped course of injection. With these systems, the emissions can be reduced due to the ramped injection curve with constant noise. In pressure-controlled high-pressure accumulator injection systems, a pressure increase at the end of the injection process can be realized. However, the pressure increase that can be achieved with this fuel injection system can not be used for arbitrarily high injection quantities, so that an efficient injection for achieving high specific powers is not compatible with the requirement for small injection openings which are required with regard to emission development and noise reduction.

Abhilfe kann durch den Einsatz einer Variodüse geschaffen werden, mit deren Hilfe bei Teillast der Verbrennungskraftmaschine kleine Einspritzöffnungen und im Volllastbereich der Verbrennungskraftmaschine größere Einspritzquerschnitte freigegeben werden. Variodüsen werden bei Pumpe-Düse-Systemen eingesetzt. Bei hubgesteuerten Hochdruckspeichereinspritzsystemen (Common Rail) hat sich jedoch herausgestellt, dass der Einsatz einer Variodüse aufgrund des permanent druckbeaufschlagten Einspritzventilgliedes zu einer permanenten Leckage in Richtung auf den Brennraum über eine Führung eines inneren Nadelteiles auftritt, was einerseits sehr hohe HC-Emissionen und andererseits eine schleichende Schmierölverdünnung zur Folge hat.remedy can be created by using a Variodüse, with their Help with partial load of the internal combustion engine small injection openings and in the full load range of the internal combustion engine larger injection cross sections be released. Varionozzles be with pump-nozzle systems used. In stroke-controlled high-pressure accumulator injection systems (Common Rail) has been found, however, that the use of a Varionozzle due to the permanently pressurized injection valve member to a permanent leak towards the combustion chamber via a guide an inner needle part occurs, which on the one hand very high HC emissions and on the other hand has a gradual lubricating oil dilution result.

Bei Variodüsen, die in Verbindung mit druckgesteuerten Common-Rall-Einspritzsystemen werden, kann es aufgrund von Wellendynamik in einem das Einspritzventilglied umgebenden Düsenraum zu Druckschwingungen kommen, welche zu einem unbeabsichtigten Öffnen des inneren Nadelteils der Variodüse führen können. In Grenzbereichen kann dies dazu führen, dass das innere Düsennadelteil nicht bereits durch die erste Druckwelle öffnet, sondern erst aufgrund der sich einstellenden zweiten oder dritten Druckwelle ein Öffnen des inneren Nadelteils ausgelöst wird. Dies führt im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu starken Drehmomentschwankungen, die nicht akzeptabel sind. Dies führt weiterhin dazu, dass dieser Betriebsbereich der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise ein korrespondierender Bereich zwischen zwei Druckniveaus innerhalb des Hochdruckspeicherraumes (Common Rail), möglichst gemieden werden muss. Der kritische Betriebsbereich ist im Wesentlichen abhängig vom Öffnungsdruck des inneren Düsennadelteiles der Variodüse.With Variodüsen, which are in conjunction with pressure-controlled common-Rall injection systems, it may come due to wave dynamics in a nozzle chamber surrounding the injection valve member to pressure oscillations, which can lead to unintentional opening of the inner needle portion of the Vario nozzle. In border areas, this may mean that the inner nozzle needle part is not already opened by the first pressure wave, but only due to the adjusting second or third pressure wave opening of the inner needle part is triggered. This results in the operation of the internal combustion engine to strong torque fluctuations, which are unacceptable. This also leads to this operating range of the internal combustion engine or a corresponding region between two pressure levels within the high-pressure storage space (common rail), must be avoided if possible. The critical operating range is essentially dependent on the opening pressure of the inner nozzle needle part of the Vario nozzle.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann der kritische Betriebsbereich, innerhalb dessen ein mehrteiliges Einspritzventilglied eines Kraftstoffinjektors gemäß dem oben Gesagten nicht stabil und reproduzierbar betrieben werden kann, je nach Bedarf in seiner Lage hinsichtlich der applizierbaren Drücke verschoben werden, so dass sich ein stabiler Betrieb des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors innerhalb des gesamten Kennfeldes erreichen lässt. Dazu wird der Öffnungsdruck, bei welchem ein innerer Düsennadelteil eines mehrteiligen Einspritzventilgliedes öffnet, verschoben. Die Verschiebung des Öffnungsdruckes lässt sich in besonders einfacher Weise dadurch erreichen, dass ein Federraum eines den inneren Düsennadelteil beaufschlagenden Federelementes mit einem geringen Druckniveau, so zum Beispiel dem Vorförderdruck eines Kraftstoffförderaggregates, beaufschlagt wird und daher einerseits ein geringer Energieaufwand und andererseits eine Ausnutzung bereits vorhandener Gegebenheiten möglich ist.By the solution proposed according to the invention can the critical operating area, within which a multi-part Injector valve member of a fuel injector according to the above Said can not be operated stable and reproducible, shifted as needed in its position with regard to the applicable pressures become, so that a stable operation of the invention proposed Achieve fuel injector within the entire map leaves. For this purpose, the opening pressure, at which an inner nozzle needle part a multipart injection valve member opens, moved. The postponement the opening pressure let yourself in a particularly simple way achieve that a spring chamber one of the inner nozzle needle part acting spring element with a low pressure level, such as the pre-feed pressure a fuel delivery unit, is charged and therefore on the one hand a low energy consumption and On the other hand, an exploitation of existing conditions is possible.

Wird im Federraum, welcher ein das innere Düsennadelteil beaufschlagendes Federelement aufnimmt, ein Druck angelegt, so kann der Öffnungsdruck des inneren Düsennadelteiles erhöht werden. Damit lässt sich der Bereich eines instabilen Betriebes des Kraftstoffinjektors zu höheren Druckniveaus hin verschieben, so dass sich ein stabiler Betrieb einstellt. Soll hingegen auf einen Betrieb mit beiden Düsennadelteilen des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes umgeschaltet werden, kann der auf den Federraum, der dem inneren Düsennadelteil zugeordnet ist, einwirkende Druck wieder zurückgenommen werden, wodurch der Öffnungsdruck, der zum Öffnen des inneren Düsennadelteiles erforderlich ist, abgesenkt werden kann. Durch diese Maßnahme lässt sich der kritische Betriebsbereich dahingehend verschieben, dass dieser nun unterhalb des tatsächlichen Druckniveaus im Düsenraum, der das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied umgibt, abgesenkt wird.Becomes in the spring chamber, which acts on the inner nozzle needle part Spring element receives, applied a pressure, so the opening pressure the inner nozzle needle part elevated become. Leave it the range of unstable operation of the fuel injector to higher Move pressure levels out, so that a stable operation established. On the other hand, it is intended for operation with both nozzle needle parts the multi-part injection valve member switched can be assigned to the spring chamber, which is the inner nozzle needle part is to be withdrawn, acting pressure again the opening pressure, the one to open the inner nozzle needle part is required, can be lowered. This measure can be move the critical operating area to this one now below the actual Pressure levels in the nozzle chamber, which surrounds the multi-part injection valve member, lowered becomes.

Über Federelemente werden beide Düsennadelteile des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes getrennt in die jeweiligen Sitze gedrückt. Damit lassen sich die Öffnungsdrücke, bei welchen die Düsennadelteile des mehrteiligen Einspritzventilgliedes öffnen, unabhängig voneinander einstellen. Der das mehrteilige Einspritzventilglied umgebende Düsenraum ist im stromlosen Zustand des den Kraftstoffinjektor betätigenden Zumessventils drucklos. Die beim Einspritzvorgang auftretende Wellendynamik lässt sich zur Erzeugung einer Drucküberhöhung ausnutzen. Da sich beim Erreichen des Öffnungsdruckes, bei dem die innere Düsennadel des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes öffnet, ein größerer Durchfluss durch die dann freigegebenen Einspritzquerschnitte einstellt, lässt sich die Einspritzdauer im Vergleich zu nur einer geöffneten Anzahl von Einspritzöffnungen verkürzen, so dass die aufgrund der Wellendynamik auftretende Drucküberhöhung auch für große Einspritzmengen ausgenutzt werden kann.About spring elements Both are nozzle needle parts of the multipart injection valve member separated in pressed the respective seats. In order to can be the opening pressures, at which the nozzle needle parts open the multi-part injection valve member, independently to adjust. The nozzle chamber surrounding the multipart injection valve member is in the de-energized state of the fuel injector actuated Metering valves depressurized. The shaft dynamics occurring during the injection process let yourself exploit to generate a pressure increase. Since when the opening pressure is reached, where the inner nozzle needle of the multipart injection valve member opens, a greater flow can be adjusted by the then approved injection cross sections the duration of injection compared to only an open number of injection ports shorten, so that the pressure increase occurring due to the wave dynamics also for large injection quantities can be exploited.

Für die Erhöhung des Öffnungsdruckes des inneren Düsennadelteils des mehrteiligen Einspritzventilgliedes kann entweder ein Druckbolzen (Steuerkolben) eingesetzt werden oder alternativ das im Niederdruckbereich des Kraftstoffinjektors herrschende Druckniveau direkt an den das innere Düsennadelteil beaufschlagenden Federraum angeschlossen werden. Eine am Ende des inneren Düsennadelteiles ausgebildete Druckfläche kann somit für eine Öffnungsdruckerhöhung des inneren Düsennadelteiles genutzt werden.For increasing the opening pressure the inner nozzle needle part the multi-part injection valve member can either be a pressure pin (Control piston) are used or alternatively in the low pressure range the fuel injector prevailing pressure level directly to the inner nozzle needle part be acted upon spring chamber. One at the end of the inner nozzle needle part trained printing surface can thus for an opening pressure increase of inner nozzle needle part be used.

In einer weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens, den Hub eines mehrteiligen Einspritzventilgliedes zu stabilisieren und demzufolge reproduzierbar zu gestalten, ist dadurch gegeben, dass das innere Düsennadelteil zu Beginn des Einspritzvorganges blockiert wird. Erst bei vollständigem Druckaufbau im das mehrteilige Einspritzventilglied umgebenden Düsenraum erfolgt ein Öffnen des inneren Düsennadelteils. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein aufgrund von im Düsenraum auftretenden Druckschwingungen undefiniertes Schwanken der Einspritzmengen, ausgelöst durch ein „Flattern" des inneren Düsennadelteiles, verhindern. Gemäß dieser Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens kann zu Beginn der Öffnungsbewegung des den Kraftstoffinjektor betätigenden Zumessventils ein ansonsten in die Leckage abgesteuerter Kraftstoffanteil auf die Rückseite des inneren Düsennadelteiles geleitet werden. Dadurch wird eine kurzzeitige Erhöhung des Öffnungsdruckes des inneren Düsennadelteils erreicht. Diese kurzzeitige Öffnungsdruckerhöhung des inneren Düsennadelteils dient zur Stabilisierung des Öffnungsverhaltens des inneren Düsennadelteils. Die Zeitspanne, innerhalb der auf der Rückseite des inneren Düsennadelteils ein Druckabbau erfolgt, kann über eine Drosselstelle eingestellt werden. Gegen Ende des Einspritzvorganges kann die Absteuermenge in vorteilhafter Weise über den dem inneren Düsennadelteil zugeordneten Federraum geführt werden. Da das das innere Düsennadelteil beaufschlagende Federelement eine geringere Vorspannung als das Federelement, welches die Außennadel beaufschlagt, aufweist, kann das Schließen des inneren Düsennadelteils gegen Ende des Einspritzvorganges erheblich beschleunigt werden. Die Druckfläche des inneren Düsennadelteils ist wesentlich kleiner bemessen als die hydraulisch wirksame Fläche des äußeren Düsennadelteils des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes.In a further embodiment of the invention, the underlying idea to stabilize the stroke of a multi-part injection valve member and thus to make it reproducible, is given by the fact that the inner nozzle needle part is blocked at the beginning of the injection process. Only with complete pressure build-up in the nozzle chamber surrounding the multi-part injection valve member does opening of the inner nozzle needle part take place. As a result, an undefined fluctuation of the injection quantities caused by "fluttering" of the inner nozzle needle part can advantageously be prevented due to pressure oscillations occurring in the nozzle chamber The temporary increase in the opening pressure of the inner nozzle needle part is achieved by this short-term opening pressure increase of the inner nozzle needle part to stabilize the opening behavior of the inner nozzle needle part can be adjusted via a throttle point at the end of the injection process, the Absteuermenge in advantageous he manner over the inner nozzle needle part associated spring chamber are performed. Since the spring element engaging the inner nozzle needle part has a lower pretension than the spring element acting on the outer needle, the closing of the inner nozzle needle part can be considerably accelerated toward the end of the injection process. The pressure surface of the inner nozzle needle part is we considerably smaller than the hydraulically effective area of the outer nozzle needle part of the multipart injection valve member.

Zeichnungdrawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:It shows:

1 den schematischen Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems, 1 the schematic structure of a fuel injection system,

2 eine erste Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxialnadel ausgebildeten Einspritzventilgliedes, 2 a first embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial needle injection valve member,

3 eine zweite Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxialnadel ausgebildeten Einspritzventilgliedes und 3 a second embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial needle injection valve member and

4 eine weitere Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxialdüse ausgebildeten Einspritzventilgliedes. 4 a further embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial nozzle injection valve member.

Ausführungsvariantenvariants

1 ist der schematische Aufbau eines Kraftstoffeinspritzsystems für eine Verbrennungskraftmaschine zu entnehmen. 1 is the schematic structure of a fuel injection system for an internal combustion engine refer.

Das in 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzsystem umfasst ein Kraftstoffförderaggregat 1 sowie ein Vorförderaggregat 1.1, mit welchem dem Kraftstoffförderaggregat 1 vorverdichteter Kraftstoff zugeführt wird. Der Kraftstoff wird aus einem Kraftstofftank 2 gefördert, der mit Kraftstoff 3 befüllt ist, und in welchen niederdruckseitig abströmender Kraftstoff aufgefangen wird. Das Kraftstoffförderaggregat 1 beaufschlagt einen Speicherraum 4 (Common Rail) mit unter sehr hohem Druck stehenden Kraftstoff, wobei das Druckniveau variabel geregelt werden kann.This in 1 shown fuel injection system comprises a fuel delivery unit 1 as well as a pre-feed unit 1.1 , with which the fuel delivery unit 1 precompressed fuel is supplied. The fuel gets out of a fuel tank 2 promoted with fuel 3 is filled, and in which low pressure side flowing fuel is collected. The fuel delivery unit 1 applies a memory space 4 (Common Rail) with under very high pressure fuel, the pressure level can be variably controlled.

Vom Speicherraum 4 aus erstrecken sich Hochdruckleitungen zu einem ersten Injektor 5, einem zweiten Injektor 6, einem dritten Injektor 7 sowie einem vierten Injektor 8. Aus der Darstellung des vierten Injektors 8 gemäß 1 geht hervor, dass der vierte Injektor 8 einen Injektorkörper 9 aufweist, in welchem ein mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilglied 11 aufgenommen ist. Die Betätigung des vierten Injektors 8 erfolgt über ein Steuerventil 12.From the storage room 4 From high pressure lines extend to a first injector 5 , a second injector 6 , a third injector 7 and a fourth injector 8th , From the illustration of the fourth injector 8th according to 1 it turns out that the fourth injector 8th an injector body 9 in which a multipart injection valve member 11 is included. Actuation of the fourth injector 8th via a control valve 12 ,

Das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 11 umfasst einen Federraum 13, in welchem ein als Bolzen ausgebildeter Anschlag 14 angeordnet ist. Das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 11 weist einen ersten Düsennadelteil 15 sowie einen zweiten, weiteren Düsennadelteil 16 auf. Die Hubbewegung des außenliegenden ersten Düsennadelteils 15 ist durch einen im Federraum 13 aufgenommenen ringförmigen Anschlag begrenzt, während die Hubbewegung des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 durch den im Federraum 13 angeordneten bolzenförmig ausgebildeten Anschlag 14 begrenzt ist.The multipart injection valve member 11 includes a spring chamber 13 , in which a designed as a bolt stop 14 is arranged. The multipart injection valve member 11 has a first nozzle needle part 15 and a second, further nozzle needle part 16 on. The lifting movement of the outer first nozzle needle part 15 is through one in the spring room 13 recorded annular stop limited, while the lifting movement of the internally disposed second nozzle needle part 16 through the spring room 13 arranged bolt-shaped stop 14 is limited.

Durch das außenliegende erste Düsennadelteil 15 werden erste Einspritzöffnungen 17 in der Wandung eines Brennraumes 10 verschlossen beziehungsweise freigegeben. Dem innenliegend angeordneten, zweiten Düsennadelteil 16 sind zweite Einspritzöffnungen 18 zugeordnet, die entsprechend der Hubbewegung des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 verschlossen beziehungsweise freigegeben werden.Through the outer first nozzle needle part 15 become first injection openings 17 in the wall of a combustion chamber 10 closed or released. The internally arranged, second nozzle needle part 16 are second injection ports 18 assigned, according to the lifting movement of the internally arranged second nozzle needle part 16 be closed or released.

Im Injektorkörper 9 des vierten Kraftstoffinjektors 8 ist ein Düsenraum 19 ausgebildet, welcher das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 11 im Bereich einer Druckstufe umgibt. Durch die die jeweiligen Stirnseiten der Düsennadelteile 15, 16 beaufschlagenden Federelemente 21, 22 sind gemäß der Darstellung in 1 sowohl das erste Düsennadelteil 15 wie auch das zweite Düsennadelteil 16 jeweils in ihren brennraumseitig ausgebildeten Sitz gedrückt. Vom Düsenraum 19 über einen Ringspalt 20, den Einspritzöffnungen 17, 18 zuströmender Kraftstoff steht aufgrund der Schließstellung des ersten Düsennadelteiles 15 beziehungsweise des zweiten Düsennadelteiles 16 oberhalb der geschlossenen Sitze der beiden Düsennadelteile 15, 16 des mehrteiligen Einspritzventilgliedes 11 an.In the injector body 9 of the fourth fuel injector 8th is a nozzle space 19 formed, which the multipart injection valve member 11 surrounds in the region of a pressure stage. By the respective end faces of the nozzle needle parts 15 . 16 acting spring elements 21 . 22 are as shown in 1 both the first nozzle needle part 15 as well as the second nozzle needle part 16 each pressed into their combustion chamber side formed seat. From the nozzle room 19 over an annular gap 20 , the injection openings 17 . 18 inflowing fuel is due to the closed position of the first nozzle needle part 15 or the second nozzle needle part 16 above the closed seats of the two nozzle needle parts 15 . 16 of the multipart injection valve member 11 at.

Der Düsenraum 19 im Injektorkörper 9 des vierten Kraftstoffinjektors 8 wird über einen Düsenraumzulauf 23 bei geöffnetem Steuerventil 12 (Zumessventil) mit dem im Speicherraum herrschenden Kraftstoffdruck beaufschlagt. Das Steuerventil 12 weist ferner zur Absteuerung von Kraftstoff eine Verbindung zu einem niederdruckseitigen Ablauf 24 auf. Der Federraum 13 im Injektorkörper 9 des vierten Injektors 8 ist ebenfalls mit dem niederdruckseitigen Ablauf 24 verbunden.The nozzle room 19 in the injector body 9 of the fourth fuel injector 8th is fed via a nozzle chamber 23 with open control valve 12 (Metering valve) acted upon by the pressure prevailing in the storage space fuel pressure. The control valve 12 also has for connection to fuel a connection to a low-pressure side sequence 24 on. The spring chamber 13 in the injector body 9 of the fourth injector 8th is also on the low pressure side 24 connected.

2 ist eine erste Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxial-Vario-Düse ausgebildeten, mehrteiligen Einspritzventilgliedes zu entnehmen. 2 is a first embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial Vario nozzle, multi-part injection valve member refer.

Wie aus der Darstellung gemäß 2 hervorgeht, erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Düsenraumes 19 über einen Düsenraumzulauf 23, der sich zwischen dem Steuerventil 12 und dem Düsenraum 19 erstreckt. Der Speicherraum 4 (Common Rail) ist mit dem Steuerventil 12 verbunden.As shown in the illustration 2 shows, there is a pressurization of the nozzle chamber 19 via a nozzle chamber inlet 23 that is between the control valve 12 and the nozzle space 19 extends. The storage space 4 (Common rail) is with the control valve 12 connected.

Im Injektorkörper 9 des Kraftstoffinjektors ist das mehrteilige Einspritzventilglied 11 aufgenommen, welches den äußeren Düsennadelteil 15 sowie den koaxial zu diesem angeordneten zweiten, inneren Düsennadelteil 16 aufweist. Jedem der beiden Düsennadelteile 15 beziehungsweise 16 sind Einspritzöffnungen 17 beziehungsweise 18 zugeordnet. In der Darstellung gemäß 2 ist das erste Düsennadelteil 15 in seinen brennraumseitigen Sitz 25 gestellt, während das innenliegend angeordnete, zweite Düsennadelteil 16 in seinen brennraumseitigen Sitz 26, die zweiten Einspritzöffnungen 18 verschließend, gedrückt wird.In the injector body 9 the fuel injector is the multipart injection valve member 11 taken, which is the outer nozzle needle part 15 and the coaxially arranged to this second, inner nozzle needle part 16 having. Each of the two nozzle needle parts 15 respectively 16 are injection openings 17 respectively 18 assigned. In the illustration according to 2 is the first nozzle needle part 15 in his combustion chamber side seat 25 placed, while the internally arranged, second nozzle needle part 16 in his combustion chamber side seat 26 , the second injection openings 18 closing, is pressed.

Im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 werden die beiden Düsennadelteile 15, 16 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 über Federelemente 21, 22 beaufschlagt, die in getrennt voneinander angeordneten Federräumen 40 beziehungsweise 41 aufgenommen sind.In contrast to the representation according to 2 be the two nozzle needle parts 15 . 16 of the multipart injection valve member 11 via spring elements 21 . 22 acted upon, in separately arranged spring chambers 40 respectively 41 are included.

Das eine erste federraumseitig ausgebildete Stirnfläche des ersten, äußeren Düsennadelteils 15 beaufschlagende Federelement 21 ist in dem ersten Federraum 40 aufgenommen, während das zweite, eine Stirnseite 27 des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 beaufschlagende Federelement 22 innerhalb eines zweiten Federraumes 41 angeordnet ist. Darüber hinaus ist im zweiten Federraum 41 ein Steuerkolben 42 ausgebildet, der eine niederdruckseitig beaufschlagbare Stirnfläche 43 aufweist. Eine Absteuerung von Leckölvolumen aus dem ersten Federraum 40 erfolgt über einen Rücklauf 44; die Führungsleckage zwischen dem außenliegend angeordneten ersten Düsennadelteil 15 sowie dem innenliegend angeordneten, relativ zu diesem bewegbaren zweiten Düsennadelteil 16 erfolgt über Öffnungen 48, die mit einem zweiten niederdruckseitigen Rücklauf 45 in Verbindung stehen.The first spring space side formed end face of the first, outer nozzle needle part 15 acting spring element 21 is in the first spring room 40 while the second, a front page 27 the internally arranged second nozzle needle part 16 acting spring element 22 within a second spring space 41 is arranged. In addition, in the second spring chamber 41 a control piston 42 formed, which is a low-pressure side acted upon end face 43 having. A control of leakage oil volume from the first spring chamber 40 via a return 44 ; the guide leakage between the externally arranged first nozzle needle part 15 and arranged on the inside, relative to this movable second nozzle needle part 16 via openings 48 that with a second low-pressure side return 45 keep in touch.

In der Darstellung gemäß 2 sind das erste Düsennadelteil 15 sowie das zweite Düsennadelteil 16 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 durch die diese beaufschlagenden Federelemente 21, 22 jeweils in ihre brennraumseitigen Sitze 25 beziehungsweise 26 gestellt. Aufgrund dessen sind die Einspritzquerschnitte 17 beziehungsweise 18 geschlossen. Über die in den voneinander getrennten Steuerräumen 40, 41 angeordneten Federelemente 21, 22 werden die beiden Düsennadelteile 15, 16 jeweils in ihre Düsennadelsitze 25, 26 gedrückt. Damit lassen sich die beiden Öffnungsdrücke der Düsennadelteile 15, 16 unabhängig voneinander einstellen. Der Düsenraum 19 ist im unbestromten Zustand des Steuerventils 12 drucklos. Aufgrund der Wellendynamik beim Einspritzvorgang lässt sich eine sich einstellende Drucküberhöhung nutzen. Bei Erreichen des Öffnungsdruckes des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 stellt sich ein größerer Durchfluss durch die dann freigegebenen ersten und zweiten Einspritzöffnungen 17, 18 ein. Demzufolge kann die Spritzdauer verkürzt werden. Im Vergleich zu einem druckgesteuerten Kraftstoffinjektor mit einer konventionell ausgebildeten einteiligen Düse kann die Drucküberhöhung für größere Einspritzmengen im Rahmen einer Haupteinspritzung ausgenutzt werden.In the illustration according to 2 are the first nozzle needle part 15 and the second nozzle needle part 16 of the multipart injection valve member 11 by acting on these spring elements 21 . 22 each in their combustion chamber side seats 25 respectively 26 posed. Because of this, the injection cross sections 17 respectively 18 closed. About in the separate control rooms 40 . 41 arranged spring elements 21 . 22 be the two nozzle needle parts 15 . 16 each in their nozzle needle seats 25 . 26 pressed. This allows the two opening pressures of the nozzle needle parts 15 . 16 set independently. The nozzle room 19 is in the de-energized state of the control valve 12 depressurized. Due to the shaft dynamics during the injection process, an adjusting pressure increase can be used. Upon reaching the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 there is a greater flow through the then released first and second injection ports 17 . 18 one. As a result, the injection time can be shortened. Compared to a pressure-controlled fuel injector with a conventionally formed one-piece nozzle, the pressure increase can be exploited for larger injection quantities in the context of a main injection.

Wird im zweiten Federraum 41, der dem innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteil 16 zugeordnet ist, ein Druck angelegt, so kann der Öffnungsdruck des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 erhöht werden. Der Betriebsbereich, in welchem sich ein instabiler Betrieb einstellen kann, wird zu höheren Druckniveaus hin verschoben. Wird auf einen Injektorbetrieb mit beiden Düsennadelteilen 15, 16 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 umgeschaltet, wird der Druck im zweiten Federraum 41, der die Stirnfläche 27 des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 beaufschlagt, wieder zurückgenommen, so dass der Öffnungsdruck, dem das innenliegend angeordnete zweite Düsennadelteil 16 ausgesetzt ist, abgesenkt wird.Will in the second spring chamber 41 of the internally disposed second nozzle needle part 16 is assigned, a pressure applied, the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 increase. The operating range in which unstable operation may occur is shifted to higher pressure levels. Is on an injector operation with both nozzle needle parts 15 . 16 of the multipart injection valve member 11 switched, the pressure in the second spring chamber 41 , the end face 27 the internally arranged second nozzle needle part 16 acted upon, again withdrawn, so that the opening pressure, the internally arranged second nozzle needle part 16 is suspended, lowered.

Für die Erhöhung des Öffnungsdruckes des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 kann entweder ein Steuerkolben 42 eingesetzt werden, dessen niederdruckseitige Stirnfläche 43 dem Niederdruck unmittelbar ausgesetzt ist.For increasing the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 can either be a control piston 42 be used, the low-pressure side face 43 is directly exposed to the low pressure.

Wird über einen Leckagerücklauf 47 auf die niederdruckseitig beaufschlagbare erste Stirnfläche 43 des Steuerkolbens 42 über das Vorförderaggregat 1.1 eine Druckerhöhung ausgeübt, so kann der Steuerkolben 42 nach unten bewegt werden. Über diese Bewegung wird die Federvorspannung und damit die Federkraft des Federelementes 22 erhöht. Gleichzeitig steigt aufgrund der unterschiedlichen hydraulisch wirksamen Flächen, nämlich der Stirnfläche 43 des Steuerkolbens 42 und der dieser gegenüberliegenden, den zweiten Federraum 41 begrenzenden zweiten Stirnfläche 43* der Druck im Federraum 41 an, so dass der Öffnungsdruck, dem der innere Düsennadelteil 16 ausgesetzt ist, ebenfalls zunimmt.Is via a leakage return 47 on the low pressure side acted upon first end face 43 of the control piston 42 via the pre-feed unit 1.1 exerted an increase in pressure, so the control piston 42 to be moved down. About this movement, the spring preload and thus the spring force of the spring element 22 elevated. At the same time increases due to the different hydraulically active surfaces, namely the end face 43 of the control piston 42 and the opposite, the second spring chamber 41 limiting second end face 43 * the pressure in the spring chamber 41 so that the opening pressure to which the inner nozzle needle part 16 is also increasing.

Alternativ kann – vgl. Darstellung gemäß 3 – der niederdruckseitig durch das Vorförderaggregat 1.1 erzeugte Druck auf den zweiten Federraum 41 übertragen werden, so dass unmittelbar die den zweiten Federraum 41 begrenzende Stirnfläche 27 des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 als Druckfläche für die Öffnungsdruckerhöhung dient. Der niederdruckseitig herrschende Druck liegt im Bereich des Vorförderdruckes, der durch das Vorförderaggregat 1.1 aufgebracht werden kann und üblicherweise zwischen 3 und 10 bar beträgt.Alternatively - cf. Representation according to 3 - The low pressure side by the pre-feed unit 1.1 generated pressure on the second spring chamber 41 be transmitted, so that immediately the second spring space 41 limiting face 27 the internally arranged second nozzle needle part 16 serves as a pressure surface for the opening pressure increase. The pressure prevailing on the low pressure side is in the region of the prefeed pressure which flows through the prefeed aggregate 1.1 can be applied and is usually between 3 and 10 bar.

In vorteilhafter Weise dient die Stirnfläche 27 des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 einerseits als hydraulisch wirksame Fläche für das niederdruckseitig herrschende Druckniveau; andererseits dient die dem zweiten Federraum 41 zuweisende Stirnfläche 27 des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 als Auflagefläche für das im zweiten Federraum 41 angeordnete, den zweiten Düsennadelteil 16 in Schließstellung beaufschlagende Federelement 22.Advantageously, the end face serves 27 the internally arranged second nozzle needle part 16 on the one hand as a hydraulically effective surface for the low pressure side prevailing pressure level; on the other hand, the second spring chamber serves 41 assigning face 27 the internally arranged second nozzle needle part 16 as bearing surface for the second spring chamber 41 arranged, the second nozzle needle part 16 in the closed position acting spring element 22 ,

3 ist eine weitere, zweite Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxialnadel ausgebildeten, mehrteiligen Einspritzventilgliedes zu entnehmen. 3 is another, second embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial needle, multi-part injection valve member refer.

Im Unterschied zur oben beschriebenen Ausführungsvariante gemäß 2 wird der zweite Federraum 41, in welchem das zweite Federelement 22 aufgenommen ist, unmittelbar dem niederdruckseitig herrschenden Druckniveau ausgesetzt. Enthält die Niederdruckseite des Kraftstoffeinspritzsystems ein in 1 dargestelltes Vorförderaggregat 1.1, so kann der Niederdruckbereich in vorteilhafter Weise durch das Druckniveau des Vorförderaggregates 1.1 beaufschlagt werden, so dass das im zweiten Federraum 41 die Stirnseite 27 beaufschlagende Druckniveau verschieden vom Atmosphärendruck, d.h. höher als dieser, liegt. Im Übrigen ist die in 3 dargestellte Ausführungsvariante eines mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 mit getrennten Federräumen 41, 42 identisch zur in 2 dargestellten Ausführungsvariante.In contrast to the embodiment described above according to 2 becomes the second spring space 41 in which the second spring element 22 recorded, directly exposed to the low pressure side prevailing pressure level. Contains the low pressure side of the fuel injection system in 1 illustrated feed conveyor 1.1 , so the low pressure region in an advantageous manner by the pressure level of the pre-supply 1.1 be acted upon, so that in the second spring chamber 41 the front side 27 beaufschlagende pressure level different from atmospheric pressure, ie higher than this, is. Incidentally, the in 3 illustrated embodiment of a multi-part injection valve member 11 with separate spring chambers 41 . 42 identical to in 2 illustrated embodiment.

Der Darstellung gemäß 4 ist eine weitere Ausführungsvariante eines hubstabilisierten, als Koaxialdüse ausgebildeten mehrteiligen Einspritzventilgliedes zu entnehmen.The representation according to 4 is a further embodiment of a stroke-stabilized, designed as a coaxial multi-part injection valve member refer.

Die Ausführungsvariante gemäß 4 zeigt einen Speicherraum 4 (Common Rail), der unter Zwischenschaltung eines Steuerventils 12 über den Düsenraumzulauf 23 den Düsenraum 19 beaufschlagt. Der Düsenraum 19 umschließt das mehrteilig ausgebildete Ein spritzventilglied 11 an einer Druckstufe 46. Sowohl der erste Federraum 40 als auch das mehrteilige Einspritzventilglied 11 stehen mit niederdruckseitigen Rückläufen 44 beziehungsweise 45 in Verbindung, über welche Leckage abgeführt werden kann. Dazu sind sowohl am ersten Düsennadelteil 15 wie auch am zweiten Düsennadelteil 16 Öffnungen 48 ausgebildet, über welche die Führungsleckage in den zweiten niederdruckseitigen Rücklauf 45 abzuströmen vermag.The embodiment according to 4 shows a memory space 4 (Common rail), with the interposition of a control valve 12 over the nozzle chamber inlet 23 the nozzle space 19 applied. The nozzle room 19 encloses the multi-part trained A injection valve member 11 at a pressure level 46 , Both the first spring chamber 40 as well as the multi-part injection valve member 11 stand with low-pressure side returns 44 respectively 45 in connection, via which leakage can be dissipated. These are both at the first nozzle needle part 15 as well as on the second nozzle needle part 16 openings 48 formed, via which the guide leakage into the second low-pressure side return 45 can flow away.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsvariante gemäß 4 steht der zweite Federraum 41 über eine Überströmleitung 49 mit dem Steuerventil 12 in Verbindung. Von der Überströmleitung 49 zweigt ein weiterer niederdruckseitiger Rücklauf 47 ab, in welchem eine Drosselstelle 50 aufgenommen ist.In the embodiment variant according to the invention 4 is the second spring chamber 41 via an overflow line 49 with the control valve 12 in connection. From the overflow line 49 branches another low-pressure side return 47 in which a throttle point 50 is included.

Bei der Ansteuerung des das Steuerventil 12 betätigenden Aktors wird dieses geöffnet. Dabei sind zu Beginn der Öffnungsbewegung entsprechend einem bestimmten Hubbereich des Steuerventils 12 beide Durchflussquerschnitte dieses Ventils gleichzeitig geöffnet. Dies bedeutet, dass ein geringer Anteil an Kraftstoff bereits zu Beginn der Öffnungsphase des Steuerventils 12 direkt in die Leckage über die Überströmleitung in den niederdruckseitigen Rücklauf 47 abgesteuert wird. Dieser Anteil kann erfindungsgemäß auf die Rückseite, d.h. die Stirnfläche 27, des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 gelenkt werden und somit zur kurzzeitigen Erhöhung des Öffnungsdruckes des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 genutzt werden. Die kurzzeitige Öffnungsdruckerhöhung am zweiten, innenliegend angeordneten Düsennadelteil 16 dient zur Stabilisierung des Öffnungsverhaltens des zweiten Düsennadelteils 16. Dies bedeutet, dass die im Düsenraum 19 bei dessen Druckbeaufschlagung sich einstellenden Druckschwingungen noch nicht zu einem vorzeitigen Öffnen des zweiten, innenliegend angeordneten Düsennadelteils 16 führen. Erst wenn nach einer bestimmten, von der Dimensionierung der Drosselstelle 50 abhängigen Zeit der Druck auf die Stirnfläche 25 des zweiten Düsennadelteils 16 abgebaut ist, erfolgt ein Öffnen des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16. Ein Öffnen des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 kann somit unabhängig von Druckschwingungen im Düsenraum 19 für alle Kraftstoffinjektoren (vgl. 1, Positionen 5, 6, 7, 8) gleichförmig gestaltet werden. Dies erlaubt einen Ausgleich von Bauteiltoleranzen beziehungsweise einen Ausgleich von Hub-Hubstreuungen. Das Steuerventil 12 kann kurz vor der Einspritzung angesteuert werden. Die Ansteuerdauer des Steuerventils 12 ist so kurz bemessen, dass noch keine Kraftstoffeinspritzung aufgrund einer Öffnung des äußeren Nadelteils 15 erfolgt. Demnach gelangt Kraftstoff über die Überströmleitung 49 in den Federraum 41 und führt dort zu einer Erhöhung des Druckniveaus. Dies führt zu einer Erhöhung des Öffnungsdruckes des inneren Nadelteils 16. Durch die Auslegung der Drosselstelle 50 wird die Zeit bestimmt, innerhalb der der Druck innerhalb des Federrau mes 41 wieder auf Leckagedruckniveau abgebaut wird. Damit lässt sich eine variable Steuerung des Öffnungszeitpunktes des inneren Nadelteils 16 erreichen.When controlling the control valve 12 actuating actuator is opened this. In this case, at the beginning of the opening movement corresponding to a certain stroke range of the control valve 12 both flow cross sections of this valve open simultaneously. This means that a small amount of fuel already at the beginning of the opening phase of the control valve 12 directly into the leakage via the overflow line in the low-pressure side return 47 is diverted. This proportion can according to the invention on the back, ie the end face 27 , the internally arranged second nozzle needle part 16 be steered and thus for a short-term increase in the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 be used. The short-term opening pressure increase at the second, internally arranged nozzle needle part 16 serves to stabilize the opening behavior of the second nozzle needle part 16 , This means that in the nozzle chamber 19 when pressure is applied, pressure oscillations do not yet result in premature opening of the second internally arranged nozzle needle part 16 to lead. Only if after a certain, from the dimensioning of the throttle point 50 dependent time the pressure on the face 25 the second nozzle needle part 16 dismantled, there is an opening of the internally arranged second nozzle needle part 16 , Opening the internally arranged second nozzle needle part 16 can thus be independent of pressure oscillations in the nozzle chamber 19 for all fuel injectors (cf. 1 , Positions 5 . 6 . 7 . 8th ) are made uniform. This allows a compensation of component tolerances or compensation of Hub Hubstrereuungen. The control valve 12 can be activated shortly before the injection. The activation duration of the control valve 12 is so short that no fuel injection due to an opening of the outer needle part 15 he follows. Accordingly, fuel passes through the overflow line 49 in the spring chamber 41 and leads there to an increase in the pressure level. This leads to an increase in the opening pressure of the inner needle part 16 , By the design of the throttle point 50 The time is determined within which the pressure within the Federrau mes 41 is reduced again to leakage pressure level. This allows a variable control of the opening time of the inner needle part 16 to reach.

Gleichzeitig kann durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gegen Ende der Einspritzung die Absteuermenge über den zweiten Federraum 41, welche die Stirnfläche 27 des zweiten, innenliegenden Düsennadelteils 16 beaufschlagt, geführt werden. Da das zweite Federelement 22 eine geringere Vorspannung erzeugt als das Federelement 21, welches das erste Düsennadelteil 15 beaufschlagt, kann das Schließen des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 gegen Einspritzende beschleunigt werden.At the same time by the proposed solution according to the invention towards the end of the injection, the Absteuermenge on the second spring chamber 41 which the end face 27 the second, inner nozzle needle part 16 be guided. Because the second spring element 22 produces a lower bias than the spring element 21 which is the first nozzle needle part 15 beauf suggests closing the internally disposed second nozzle needle part 16 be accelerated towards the end of injection.

Durch die Dimensionierung des Drosselelementes 50 in Leckagerücklauf 47 kann die Zeit bestimmt werden, während der die Öffnungsdruckerhöhung am zweiten Düsennadelteil 16 wirksam ist. Dadurch ist ein Öffnen des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 während bestimmter, im Düsenraum 19 auftretender Druckschwingungsamplituden ausgeschlossen. Damit wird ein Mengenspringen, welches durch die bei Druckbeaufschlagung des Düsenraumes 19 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff einhergehenden Druckschwingungen verursacht wird, ausgeschlossen. Weitere Einflussmöglichkeiten hinsichtlich der Hubstabilisierung des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteils 16 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 sind durch die Dimensionierung der hydraulisch wirksamen, den zweiten Federraum 41 begrenzenden Stirnfläche 27 am zweiten, innenliegend angeordneten Düsennadelteil 16 gegeben. Schließlich kann durch die Auslegung des zweiten Federelementes 22, welches im zweiten Federraum 41 aufgenommen ist, der Öffnungsdruck des zweiten Düsennadelteils 16 gezielt eingestellt werden. Auch gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens erfolgt eine Absteuerung der Führungsleckage zwischen den Düsennadelteilen 15, 16 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 11 über die Öffnungen 48, die ihrerseits mit einem zweiten Ablauf 45 in den Niederdruckbereich in Verbindung stehen.By dimensioning the throttle element 50 in leakage return 47 the time can be determined while the opening pressure increase at the second nozzle needle part 16 is effective. This is an opening of the internally arranged second nozzle needle part 16 while certain, in the nozzle chamber 19 occurring pressure oscillation amplitudes excluded. This is a quantity jump, which by the pressurization of the nozzle chamber 19 caused by high pressure fuel associated pressure oscillations, excluded. Further possibilities of influence with regard to the lifting stabilization of the internally arranged second nozzle needle part 16 of the multipart injection valve member 11 are by the dimensioning of the hydraulically effective, the second spring chamber 41 limiting face 27 on the second, internally arranged nozzle needle part 16 given. Finally, by the design of the second spring element 22 which is in the second spring chamber 41 is received, the opening pressure of the second nozzle needle part 16 be targeted. Also according to the in 4 illustrated embodiment of the invention, the underlying idea is a control of the pilot leakage between the nozzle needle parts 15 . 16 of the multipart injection valve member 11 over the openings 48 , in turn, with a second expiration 45 in the low pressure area.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann verhindert werden, dass bei einem mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilglied 11, einen äußeren, ersten Düsennadelteil 15 und einen von diesem umschlossenen zweiten, innenliegend angeordneten Düsennadelteil 16 umfassend, das innenliegend angeordnete zweite Düsennadelteil 16 öffnet, sobald der Druck im Düsenraum 19 das Öffnungsdruckniveau des innenliegend angeordneten Düsennadelteils 16 erreicht. Sich abhängig von der Genauigkeit der Einstellung des Öffnungsdruckes des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteiles 16 einstellende Schwankungen des Öffnungsdruckes des innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteil 16, sind nunmehr ausgeschlossen. Dies gilt ebenso für von den Bauteiltoleranzen und deren Veränderung über die Betriebszeit des Injektors abhängige Schwankungen des Öffnungsdruckes am innenliegend angeordneten zweiten Düsennadelteil 16. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gemäß der in 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsvarianten vermieden, dass die sich bei Druckbeaufschlagung des Düsenraumes 19 mit dem aus dem Speicherraum 4 zuströmenden, unter hohem Druck stehenden Kraftstoff einstellenden Druckamplituden das innenliegend angeordnete zweite Düsennadelteil 16 unbeabsichtigt öffnet.By inventively proposed solution can be prevented that in a multi-part injection valve member 11 , an outer, first nozzle needle part 15 and an enclosed by this second, internally disposed nozzle needle part 16 comprising, the internally arranged second nozzle needle part 16 opens as soon as the pressure in the nozzle chamber 19 the opening pressure level of the internally arranged nozzle needle part 16 reached. Depending on the accuracy of the setting of the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 adjusting fluctuations of the opening pressure of the internally arranged second nozzle needle part 16 , are now excluded. This also applies to the component tolerances and their change over the operating time of the injector dependent fluctuations of the opening pressure on the internally arranged second nozzle needle part 16 , In particular, by the solution proposed according to the invention according to the in 2 . 3 and 4 illustrated embodiments avoided that during pressurization of the nozzle chamber 19 with that from the storage room 4 inflowing, under high pressure fuel adjusting pressure amplitudes, the internally arranged second nozzle needle part 16 unintentionally opens.

11
KraftstoffförderaggregatFuel supply unit
1.11.1
VorförderaggregatVorförderaggregat
22
KraftstofftankFuel tank
33
Kraftstofffuel
44
Speicherraum (Common Rail)storage space (Common rail)
55
erster Injektorfirst injector
66
zweiter Injektorsecond injector
77
dritter Injektorthird injector
88th
vierter Injektorfourth injector
99
Injektorkörperinjector
1010
Brennraumcombustion chamber
1111
EinspritzventilgliedInjection valve member
1212
Steuerventilcontrol valve
1313
Federraumspring chamber
1414
Anschlagattack
1515
erstes Düsennadelteilfirst Nozzle needle part
1616
zweites Düsennadelteilsecond Nozzle needle part
1717
erste Öffnungenfirst openings
1818
zweite Öffnungensecond openings
1919
Düsenraumnozzle chamber
2020
Ringspaltannular gap
2121
erstes Federelementfirst spring element
2222
zweites Federelementsecond spring element
2323
DüsenraumzulaufNozzle chamber inlet
2424
niederdruckseitiger Rücklauflow-pressure side returns
2525
Sitz des ersten Düsennadelteils 15 Seat of the first nozzle needle part 15
2626
Sitz des zweiten Düsennadelteils 16 Seat of the second nozzle needle part 16
2727
Stirnseite zweites Düsennadelteil 16 Front side second nozzle needle part 16
4040
erster Federraumfirst spring chamber
4141
zweiter Federraumsecond spring chamber
4242
Steuerkolbenspool
4343
erste Stirnseite Steuerkolbenfirst Front side spool
43*43 *
zweite Stirnseite Steuerkolbensecond Front side spool
4444
weiterer niederdruckseitiger AblaufAnother low pressure side sequence
4545
weiterer niederdruckseitiger AblaufAnother low pressure side sequence
4646
Druckstufepressure stage
4747
Leckageablaufleakage drain
4848
Leckageöffnungenleakage openings
4949
Überströmleitungoverflow
5050
Drosselstellerestriction

Claims (9)

Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum (10) einer Verbrennungskraftmaschine mit einem mehrteiligen Einspritzventilglied (11), welches ein mit ersten Einspritzöffnungen (17) zusammenwirkendes erstes Düsennadelteil (15) und ein mit zweiten Einspritzöffnungen (18) zusammenwirkendes zweites Düsennadelteil (16) aufweist, wobei die Düsennadelteile (15, 16) des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes (11) unabhängig voneinander über Federelemente (21, 22) beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Düsennadelteile (15, 16) vorspannenden Federelemente (21, 22) in voneinander getrennten Federräumen (40, 41) untergebracht sind, wobei eine dem zweiten Düsennadelteil (16) zugeordnete hydraulisch wirksame Fläche (27, 43) mit einem das Öffnungsdruckniveau des zweiten Düsennadelteils (16) erhöhenden Druck beaufschlagbar ist.Device for injecting fuel into a combustion chamber ( 10 ) of an internal combustion engine with a multipart injection valve member ( 11 ), one with first injection openings ( 17 ) cooperating first nozzle needle part ( 15 ) and one with second injection openings ( 18 ) cooperating second nozzle needle part ( 16 ), wherein the nozzle needle parts ( 15 . 16 ) of the multipart injection valve member ( 11 ) independently of each other via spring elements ( 21 . 22 ) are acted upon, characterized in that the Nozzle Needle Parts ( 15 . 16 ) biasing spring elements ( 21 . 22 ) in separate spring chambers ( 40 . 41 ), wherein one of the second nozzle needle part ( 16 ) associated hydraulic surface ( 27 . 43 ) with an opening pressure level of the second nozzle needle part ( 16 ) increasing pressure can be acted upon. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Düsennadelteil (16) des mehrteiligen Einspritzventilgliedes (11) eine den zweiten Federraum (41) begrenzende Stirnfläche (27) aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the second nozzle needle part ( 16 ) of the multipart injection valve member ( 11 ) one the second spring space ( 41 ) limiting face ( 27 ) having. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem zweiten Düsennadelteil (16) zugeordnete zweite Federraum (41) über einen oder mehrere niederdruckseitige Rückläufe (47) oder über eine sich von einem Steuerventil (12) aus erstreckende Überströmleitung (49) druckbeaufschlagbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the second nozzle needle part ( 16 ) associated second spring chamber ( 41 ) via one or more low-pressure refluxes ( 47 ) or via a control valve ( 12 ) from extending overflow line ( 49 ) is pressurizable. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das im zweiten Federraum (41) aufgenommene zweite Federelement (22) an einem Steuerkolben (42) anliegt, dessen Stirnseite (43) niederdruckseitig druckbeaufschlagt ist.Device according to claim 1, characterized in that in the second spring chamber ( 41 ) received second spring element ( 22 ) on a control piston ( 42 ) is applied, the end face ( 43 ) is pressurized on the low pressure side. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Federraum (41) bei Betätigung des Steuerventils (12) über die Überströmleitung (49) mit einem abgesteuerten Kraftstoffvolumen beaufschlagbar ist.Device according to claim 3, characterized in that the second spring space ( 41 ) upon actuation of the control valve ( 12 ) via the overflow line ( 49 ) can be acted upon with a reduced fuel volume. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmleitung (49) einen ein Druckhalteelement (50) aufweisenden niederdruckseitigen Rücklauf (47) enthält.Device according to claim 3, characterized in that the overflow line ( 49 ) a pressure retaining element ( 50 ) having low-pressure-side reflux ( 47 ) contains. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckhalteelement als Drosselstelle (50) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the pressure-retaining element as throttle point ( 50 ) is trained. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Federraum (41), welcher dem zweiten Düsennadelteil (16) zugeordnet ist, über ein Vorförderaggregat (1.1), welches dem Kraftstoffförderaggregat (1) zur Beaufschlagung eines Speicherraumes (4) vorgeschaltet ist, mit dem Vorförderdruckniveau beaufschlagt ist.Device according to claim 1, characterized in that the second spring space ( 41 ), which the second nozzle needle part ( 16 ), via a pre-feed unit ( 1.1 ), which the fuel delivery unit ( 1 ) for loading a memory space ( 4 ) is connected upstream, is applied to the Vorförderdruckniveau. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (42) mit einem dessen Maximalhub begrenzenden Anschlag des zweiten Federraumes (41) zusammenwirkt.Device according to claim 4, characterized in that the control piston ( 42 ) with a maximum stroke limiting stop of the second spring chamber ( 41 ) cooperates.
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