EP1872008A1 - Fuel-injector with two-stage opening - Google Patents

Fuel-injector with two-stage opening

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EP1872008A1
EP1872008A1 EP06708665A EP06708665A EP1872008A1 EP 1872008 A1 EP1872008 A1 EP 1872008A1 EP 06708665 A EP06708665 A EP 06708665A EP 06708665 A EP06708665 A EP 06708665A EP 1872008 A1 EP1872008 A1 EP 1872008A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
control
valve member
injection valve
closing direction
Prior art date
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Granted
Application number
EP06708665A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1872008B1 (en
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1872008A1 publication Critical patent/EP1872008A1/en
Application granted granted Critical
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/0603—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using piezoelectric or magnetostrictive operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/70—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger
    • F02M2200/703—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic
    • F02M2200/704—Linkage between actuator and actuated element, e.g. between piezoelectric actuator and needle valve or pump plunger hydraulic with actuator and actuated element moving in different directions, e.g. in opposite directions

Definitions

  • the invention relates to a two-stage fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the invention relates to a fuel injector with direct needle control and hydraulic stroke reversal.
  • both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used.
  • fuel injection systems come next pump-injector units, pump line-nozzle units and storage injection systems are used.
  • Storage injection systems (common rail) advantageously make it possible to adapt the injection pressure to the load and speed of the internal combustion engine.
  • a fuel injector which has a valve element that cooperates with a valve seat to control a fuel injection from the injector. Furthermore, the fuel injector has an actuator and an amplifier, wherein the amplifier transmits an actuator movement to the valve element.
  • a basic idea of the present invention is to use a hydraulic stroke reversal, in particular a two-stage hydraulic stroke reversal.
  • This hydraulic stroke reversal has the effect that a longitudinal expansion of the actuator leads to an opening of the injection valve and thus to an initiation of the injection process, whereby a subsequent contraction of the actuator causes a closure of the fuel injector.
  • the actuator can, for example, in the idle state (fuel injector closed, no injection) in de-energized state, i. be acted upon with no or only a small voltage, and be acted upon accordingly only to trigger the injection process with a corresponding current or voltage.
  • a basic idea of the present invention is that a two-stage stroke reversal is used.
  • a stroke translator is used, which causes an inverse translation of the expansion of the actuator.
  • a back space of the stroke translator can be utilized.
  • the fuel injector has an injection valve member which can be moved linearly in a closing direction and which releases or closes at least one injection opening in an injector body via at least one sealing seat. Furthermore, the fuel injector has at least one actuator acting linearly in the closing direction, which may preferably be a piezoactuator. Other types of actuators are conceivable, for example, magnetic actuators or similar actuators. Furthermore, the fuel injector has at least one control piston that can be moved linearly in the closing direction by the actuator, and at least one hydraulically-inversely-coupled with the at least one control piston via a second control chamber, translating piston linearly displaceable in the closing direction. The at least one booster piston is displaceable in the closing direction against the closing direction by a movement of the at least one control piston.
  • the inverse coupling between the at least one control piston and the at least one booster piston can take place, for example, by the at least one second control chamber being essentially delimited by the injector body, at least one second sealing sleeve, the at least one booster piston and the at least one control piston.
  • the at least one booster piston and the at least one control piston within the at least one second control chamber each have at least one hydraulically effective surface, which have the same sign with respect to the closing direction. This ensures that a movement of the at least one control piston in one direction (for example in the closing direction) via a located in the at least one second control chamber hydraulic fluid (for example, fuel) movement of the at least one booster piston in the opposite direction (ie, for example, against the closing direction) entails.
  • the respective stroke ratio of the movements of control piston and booster piston is given by the inverse ratio of the respective hydraulically active surfaces within the second control chamber.
  • the fuel injector has at least one first control chamber, wherein at least one volume of the at least one first control chamber can be enlarged by a displacement of the at least one control piston in the closing direction.
  • This can be done, in particular, in that the at least one first control chamber is delimited essentially by the injector body, at least one first sealing sleeve and the control piston.
  • the at least one first control chamber is in fluid communication with a rear space, wherein a pressure reduction in the at least one rear space acts on the injection valve member against a hydraulic force against the closing direction. This can take place in that the at least one rear space is essentially limited by the at least one transfer piston and at least one hydraulically effective area of the injection valve member.
  • the at least one first control chamber and the at least one rear chamber can be fluidly connected via at least one pressure compensation channel embedded in the at least one control piston and / or the at least one booster piston.
  • this at least one pressure equalization channel has at least one throttle element, for example a throttle element in the form of a constriction of the at least one pressure equalization channel.
  • the fuel injector may in particular be designed such that the at least one control piston is at least partially formed as a sleeve and at least partially surrounds the at least one booster piston, wherein the at least one control piston and the at least one booster piston are linearly against each other.
  • the at least one booster piston may be at least partially formed as a sleeve and partially enclose the injection valve member, wherein the at least one booster piston and the injection valve member are closer to each other displaceable.
  • the at least one linear actuator is actuated, for example supplied with current, then there is a longitudinal expansion of the at least one actuator and the at least one Control piston is moved in the closing direction.
  • a first pressure P 1 of a hydraulic fluid in the at least one first control chamber is briefly lowered and a second pressure p 2 of a hydraulic fluid in the at least one second control chamber is increased. Due to the pressure increase of the pressure p 2 , the at least one booster piston is displaced counter to the closing direction, the second pressure p 2 of the hydraulic fluid dropping again.
  • hydraulic fluid flows from the at least one rear space through the at least pressure equalization channel into the at least one first control space (if necessary delayed by the throttle element), pressure equalization essentially taking place between the at least one rear space and the at least one first control space.
  • a third pressure p 3 of the hydraulic fluid drops into the at least one rear space, whereby the injection valve member is lifted counter to the closing direction and releases the at least one injection opening.
  • the invention may also be designed so that the at least one booster piston has a driving device, for example a mechanical stop, which is suitable for entrainment of the injection valve member in a movement of the at least one booster piston against the closing direction.
  • a driving device for example a mechanical stop
  • the at least one booster piston moves in the opposite direction to the closing direction, first a take-up of the injection valve member against the closing direction and thus a rapid opening of the injection valve member.
  • the pressure drop in the at least one rear space caused by the pressure reduction of the pressure P 1 in the at least one first control chamber then causes an additional lifting of the injection valve member against the closing direction and thus an additional stroke of the injection valve member.
  • this configuration has the effect that, even with comparatively short actuators, for example piezo actuators, a sufficient stroke of the injection valve member can be achieved and thus sufficient injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine is ensured.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a fuel injector with direct needle control and two-stage stroke reversal.
  • the single figure ( Figure 1) shows a preferred embodiment of a fuel injector 110 for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 110 has an injector body 112, which has a modular design and comprises an actuator chamber body 114, a first intermediate element 116, a pressure chamber body 118, a second intermediate element 120 and a nozzle chamber body 122.
  • the fuel injector 110 is connected via a high-pressure line (not shown), which opens into an actuator chamber 124 of the fuel injector 110 (fuel supply symbolically represented by the arrow 126) with a pressure accumulator (common rail), of which the Kraftstoff ⁇ njektor 110 with pressurized fuel is fed.
  • the fuel injector 110 has an injection valve member 128, which is mounted by means of a guide section 130 in the second intermediate element 120 such that the injection valve member 128 is displaceable parallel to a closing direction 134.
  • the injection valve member 128 is designed conically in its lower end in the closing direction 134. When a force is applied to the injection valve member 128 in the closing direction 134, the injection valve member 128 is pressed into a sealing seat 136, sealing a blind-shaped region 138 of a needle chamber 140 tightly against fuel, whereby injection openings 142 introduced into a wall of the blind-shaped region 138 are sealed off be sealed fuel-tight.
  • the fuel flowing from the fuel inlet 126 into the actuator chamber 124 of the fuel injector 110 can be moved from the actuator chamber 124 into a pressure chamber 146 through first fuel channels 144 (for example in the form of bores in the first intermediate element 116) and from there via further fuel channels 148 in the second Intermediate element 120 enter the needle chamber 140.
  • first fuel channels 144 for example in the form of bores in the first intermediate element 116
  • further fuel channels 148 in the second Intermediate element 120 enter the needle chamber 140.
  • the fuel can pass along an annular gap 151 between the injection valve member 128 and the nozzle chamber body 122 up to the sealing seat 136.
  • the fuel injector 110 has a piezoactuator 150, which is embedded in the actuator chamber 124 and can be energized or supplied with voltage via electrical contacts (not shown) such that a change in length of the piezoactuator 150 in the closing direction 134 can take place.
  • the piezoelectric actuator 150 is jacketed in a fuel-tight manner in order to prevent damage to the piezoactuator 150 as a result of the pressurized fuel in the actuator cavity 124.
  • the piezoelectric actuator 150 is biased by a biasing member 153 and is fixedly connected to a control surface 152 with a control piston 154.
  • the control piston 154 is linearly displaceably mounted in the first intermediate element 116 in the closing direction 134 by means of a guide region 156.
  • the control piston 154 is embodied in its upper region guided within the guide region 156 as a solid cylinder with a diameter do and is widened in its lower region, which is mounted within the pressure chamber 146, to a diameter d].
  • a shoulder 158 At the transition between the area with diameter do and the area with diameter d] is a shoulder 158 in the form of a surface 158th formed perpendicular to the closing direction 134.
  • This shoulder 158 acts as a hydraulic surface 158 of the control piston 154.
  • the control piston 154 is surrounded by a first sealing sleeve 160, which has the shape of a hollow cylinder with inner diameter d].
  • the first sealing sleeve 160 is provided with a biting edge 162.
  • first sealing sleeve 160 is pressed against the first intermediate element 116, whereby between the first sealing sleeve 160, the first intermediate member 116 and the control piston 154, a first control chamber 166 is formed which has the shape of a concentric around the control piston 154 circular cylinder and which is sealed by the sealing sleeve 160 fuel-tight against the remaining pressure chamber 146.
  • the control piston 154 is formed in its lower region as a hollow cylinder and has a cylindrical cavity 168 with diameter d 2 . Within this cavity 168, a translator piston 170 with an outer diameter d 2, which is likewise substantially cylindrical in its outer dimensions, is introduced. This booster piston 170 is displaceable within the cavity 168 linearly parallel to the closing direction 134 against the control piston 154. In this case, a discharge channel 172 in the control piston 154 ensures that the cavity 168 remaining between the booster piston 170 and the control piston 154 always has the same fuel pressure as the remaining pressure chamber 146.
  • the booster piston 170 has a substantially cylindrical cavity 174 in its interior.
  • the injection valve member 128 with its upper portion 176 is movable in the cavity 174 such that the rear space 178 is substantially fuel-tight against the environment (ie in particular against a second control chamber 192, see below).
  • the injection valve member 128 also has in its upper portion 176 a recess 180th within which a nozzle spring 182 is mounted, via which the injection valve member 128 is supported against the booster piston 170. This nozzle spring 182 exerts a force on the injection valve member 128 in the closing direction 134.
  • the cavity 174 of the booster piston 170 has a circular mechanical stop 184.
  • this mechanical stop 184 engages in an annular shoulder 186 of the injection valve member 128, which at the transition between the diameter d 3 and the diameter ser Cl 4 of the injection valve member 128 is formed.
  • the injection valve member 128 is mechanically entrained and raised counter to the closing direction 134.
  • the booster piston 170 can be constructed from two individual parts bolted together. In this case, first the injection valve member 128 can be inserted into a first item and then the second item to be screwed onto the first item to the structure shown in Figure 1, in which the booster piston 170, the injection valve member 128 partially encloses to achieve.
  • control piston 154 is surrounded by a second sealing sleeve 188, which in turn has an annular shape with inner diameter d] and which has a biting edge 190 at its lower end.
  • the second sealing sleeve 180 is supported by the spring element 164 against the first sealing sleeve 160 is pressed fuel-tight manner against the second intermediate element 120.
  • each hydrau- lisch effective surfaces 194, 196 for the control piston 154 and the booster piston 170th have the same sign with respect to the closing direction 134.
  • the first control chamber 166 and the rear chamber 178 are connected to one another by a pressure compensation channel 198.
  • This pressure equalization channel 198 is formed in this embodiment as a bore in the control piston 154 and the booster piston 170, wherein the bore in the control piston 154 for manufacturing simplification of a parallel to the closing direction 134 extending blind hole and a perpendicular thereto bore, which outwardly with a screw is closed, composed.
  • the diameter of these holes, in particular the bore in the booster piston 170 is chosen so large that even with a relative displacement between the control piston 154 and booster piston 170 in the closing direction 134, a flow through this pressure equalization channel 198 is ensured with fuel.
  • the pressure compensation channel 198 in this exemplary embodiment has a throttle element 200 in the form of a constriction of the bore of the pressure compensation channel 198.
  • the mode of operation of the fuel injector 110 results from the following description of the initiation of an injection process. If the piezoelectric actuator 150 is acted on by a voltage, it expands in the closing direction 134 and acts on the control piston 154 via the control surface 152, so that the control piston 154 is moved in the closing direction 134. As a result, the volume of the first control chamber 166 is increased, as a result of which the fuel pressure P 1 in the first control chamber 166 drops. Furthermore, the volume of the second control chamber 192 is reduced in the short term, whereby a fuel pressure p 2 in the second control 192 rises.
  • the booster piston 170 is thus lifted by the stroke 1I 1 counter to the closing direction 134.
  • the booster piston 170 thereby takes the injection valve member 128 by means of the annular shoulder 186 so that it is lifted out of its seat 136, whereby a faster first stroke of the injection valve member 128 takes place.
  • the drop in the pressure P 1 in the first control chamber 166 causes fuel to flow through the pressure equalization channel 198 from the rear space 178 above the injection valve member 128 into the first control chamber 166.
  • the pressure p 3 in the back space 178 gradually adjusts to the pressure P 1 in the second control chamber 166, wherein, however, this pressure compensation, due to the throttle element 200, takes place with a time delay to the stroke of the booster piston 170. Due to this pressure drop of the pressure p 3 in the rear space 178, an additional hydraulic force is exerted on the injection valve member 128 against the closing direction 134.
  • the rear space 178 thus acts, together with the first control chamber 166, as a second stage of a Hubüber hypothesis.
  • the injection valve member 128 is additionally lifted in addition to the upward movement caused by the mechanical stop 184 and the upward movement of the multiplier piston 170 and is further removed from its seat 136. Overall, this raising of the injection valve member 128 causes fuel to pass through the annulus 151 into the blind-hole shaped region 138, from where it is injected through the injection ports 142 into the combustion chamber. As a result of the two-stage stroke ratio and the partially mechanical, partially hydraulic lifting of the injection valve member 128, a rapid opening of the injection valve can take place, and a sufficient stroke of the injection valve member 128 can be achieved even with small lengths of the piezoactuator 150.
  • the electrical control of the piezoactuator 150 is accordingly changed again in such a way that the piezoelectric actuator 150 contracts, as a result of which the control piston 154 is raised again counter to the closing direction 134.
  • the pressure P 1 in the first control chamber 166 increases again in the short term and the pressure p 2 in the second control chamber 192 decreases.
  • the booster piston 170 is moved downwards, ie in the closing direction 134.
  • the pressure p 3 in the rear chamber 178 increases, so that a hydraulic force is exerted on the injection valve member 128, whereby the injection valve member 128 in Closing direction 134 moves until the injection valve member 128 rests again against the sealing seat 136 and closes the blind-hole-shaped region 138 in a fuel-tight manner.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a fuel injector (110), which has the advantages of a direct needle regulation by means of a piezoelectric actuator (150), without using an inverse needle regulation. To achieve this, the stroke of the fuel injector (110) is reversed by means of a two-stage pressure converter. If the piezoelectric actuator (150) is extended, a pressure p<SUB>2</SUB> in a second control chamber (192) is temporarily increased by means of a control piston (154). This pushes a converter piston (170) against a closing direction (134), which again increases the pressure p<SUB>2</SUB> of the hydraulic fluid in the second control chamber (192). The converter piston (170) carries an injection valve member (128) along with it during the upwards displacement by means of a mechanical stop (184) and an annular collar (186), thus initiating a first opening displacement of the injection valve member (128). In addition, a pressure p<SUB>1</SUB> in a first control chamber (166) is temporarily decreased by the displacement of the control piston (154) in the closing direction (134). The first control chamber (166) is linked to a rear chamber (178) of the injection valve member (128) via a pressure compensation channel (198). The pressure p<SUB>3</SUB> in the rear chamber (178) thus decreases, exerting an additional hydraulic force on the injection valve member (128), which causes the latter (128) to be raised again.

Description

Zweistufig öffnender KraftstoffinjektorTwo-stage fuel injector
Die Erfindung betrifft einen zweistufig öffnenden Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Kraftstoffinjektor mit direkter Nadelsteuerung und hydraulischer Hubumkehr.The invention relates to a two-stage fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. In particular, the invention relates to a fuel injector with direct needle control and hydraulic stroke reversal.
Stand der TechnikState of the art
Zur Versorgung von Brennräumen selbstzündender Verbrennungskraftmaschinen mit Kraftstoff können sowohl druckgesteuerte als auch hubgesteuerte Einspritzsysteme eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzsysteme kommen neben Pumpe-Düse-Einheiten, Pumpe- Leitung-Düse-Einheiten auch Speichereinspritzsysteme zum Einsatz. Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) ermöglichen in vorteilhafter Weise, den Einspritzdruck an Last und Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine anzupassen.To supply combustion chambers of self-igniting internal combustion engines with fuel, both pressure-controlled and stroke-controlled injection systems can be used. As fuel injection systems come next pump-injector units, pump line-nozzle units and storage injection systems are used. Storage injection systems (common rail) advantageously make it possible to adapt the injection pressure to the load and speed of the internal combustion engine.
Aus dem Stand der Technik sind Common-Rail-Injektoren mit Piezo-Aktoren bekannt, bei welchen eine Düsennadel über den Druck in einem oder mehreren Steuerräumen gesteuert wird. Der Druck in diesem beziehungsweise diesen Steuerräumen wird über den Piezo- Aktor und gegebenenfalls ein oder mehrere Steuerventile gesteuert. Bei derartigen Aufbauten wird also die Düsennadel indirekt durch den Piezo-Aktor gesteuert.Common rail injectors with piezo actuators are known from the prior art, in which a nozzle needle is controlled by the pressure in one or more control chambers. The pressure in this or these control chambers is controlled by the piezo actuator and possibly one or more control valves. In such structures, therefore, the nozzle needle is indirectly controlled by the piezoelectric actuator.
Neben diesen indirekt gesteuerten Common-Rail-Injektoren sind mittlerweile aus dem Stand der Technik auch Systeme bekannt, bei denen eine Düsennadel direkt von einem Piezo- Aktor gesteuert wird. Derartige Injektoren weisen eine große Öffhungs- und Schließgeschwindigkeit sowie zumeist einen vergleichsweise einfachen Injektoraufbau auf. Derartige Injektoren benötigen jedoch lange Piezo-Aktoren, um den notwendigen Düsennadelhub zu erreichen.In addition to these indirectly controlled common rail injectors systems are now known from the prior art, in which a nozzle needle is controlled directly by a piezoelectric actuator. Such injectors have a large opening and closing speed and usually a comparatively simple Injektoraufbau. However, such injectors require long piezo actuators to achieve the necessary Düsennadelhub.
Aus der EP 1 174 615 A2 ist ein Kraftstoffinjektor bekannt, welcher ein Ventilelement aufweist, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, um eine Kraftstoffeinspritzung aus dem Injektor zu steuern. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor einen Aktor und einen Verstärker auf, wobei der Verstärker eine Aktorbewegung auf das Ventilelement überträgt.From EP 1 174 615 A2 a fuel injector is known, which has a valve element that cooperates with a valve seat to control a fuel injection from the injector. Furthermore, the fuel injector has an actuator and an amplifier, wherein the amplifier transmits an actuator movement to the valve element.
Die in der EP 1 174 615 A2 beschriebene Anordnung weist, wie auch viele andere aus dem Stand der Technik bekannte Anordnungen mit direkter Nadelsteuerung, verschiedene Nachteile auf. So handelt es sich insbesondere bei dem beschriebenen Injektor um einen Injektor mit einer so genannten „inversen Nadelsteuerung". Damit der Kraftstoffinjektor geschlossen ist, muss das Ventilglied in den Ventilsitz gepresst werden, um die Einspritzöffnungen zu verschließen. In diesem Zustand befindet sich der Kraftstoffinjektor jedoch nur, wenn der Aktor bestromt ist und somit seine maximal mögliche Längenausdehnung auf- weist. Im Ruhezustand hingegen, d.h. bei unbestromtem Aktor, werden die Einspritzöffhun- gen freigegeben. Dies hat insbesondere den Nachteil, dass der Aktor weitgehend immer bestromt werden muss, was den Aktor ständig belastet und die Lebensdauer der Aktoren und somit der Kraftstoffinjektoren erheblich verringert.The arrangement described in EP 1 174 615 A2, as well as many other arrangements known from the prior art with direct needle control, has various disadvantages. So it is in particular in the described injector to a Injector with a so-called "inverse needle control." In order for the fuel injector to be closed, the valve member must be pressed into the valve seat to close the injection ports, but in this state, the fuel injector is only energized when the actuator is energized In the idle state, however, ie when the actuator is de-energized, the injection openings are released, which has the disadvantage in particular that the actuator must always be supplied with current, which constantly loads the actuator and prolongs the life of the actuators and thus of the actuator Fuel injectors significantly reduced.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Es wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welcher die Vorteile einer direkten Nadelsteuerung aufweist und gleichzeitig die oben beschriebenen Nachteile einer inversen Nadelsteuerung vermeidet. Ein Grundgedanke der vorliegenen Erfindung besteht darin, eine hydrauli- sehe Hubumkehr, insbesondere eine zweistufige hydraulische Hubumkehr, einzusetzen.It is proposed a fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, which has the advantages of a direct needle control and at the same time avoids the disadvantages of an inverse needle control described above. A basic idea of the present invention is to use a hydraulic stroke reversal, in particular a two-stage hydraulic stroke reversal.
Diese hydraulische Hubumkehr bewirkt, dass eine Längenausdehnung des Aktors zu einem Öffnen des Einspritzventils und damit zu einem Auslösen des Einspritzvorganges führt, wo- hingehend eine anschließende Kontraktion des Aktors ein Schließen des Kraftstoffinjektors bewirkt. Auf diese Weise kann der Aktor beispielsweise im Ruhezustand (Kraftstoffinjektor geschlossen, kein Einspritzen) in unbestromtem Zustand, d.h. mit keiner oder nur mit einer geringen Spannung beaufschlagt, gehalten werden und entsprechend nur zum Auslösen des Einspritzvorgangs mit einer entsprechenden Bestromung bzw. Spannung beaufschlagt werden.This hydraulic stroke reversal has the effect that a longitudinal expansion of the actuator leads to an opening of the injection valve and thus to an initiation of the injection process, whereby a subsequent contraction of the actuator causes a closure of the fuel injector. In this way, the actuator can, for example, in the idle state (fuel injector closed, no injection) in de-energized state, i. be acted upon with no or only a small voltage, and be acted upon accordingly only to trigger the injection process with a corresponding current or voltage.
Weiterhin besteht ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung darin, dass eine zweistufige Hubumkehr eingesetzt wird. Bei dieser zweistufigen Hubumkehr wird ein Hubübersetzer eingesetzt, welcher eine inverse Übersetzung der Ausdehnung des Aktors bewirkt. Als zweite Stufe der Hubübersetzung kann ein Rückraum des Hubübersetzers ausgenutzt wer- den.Furthermore, a basic idea of the present invention is that a two-stage stroke reversal is used. In this two-stage stroke reversal, a stroke translator is used, which causes an inverse translation of the expansion of the actuator. As the second stage of the stroke translation, a back space of the stroke translator can be utilized.
Der Kraftstoffinjektor weist ein linear in einer Schließrichtung bewegbares Einspritzventilglied auf, welches über mindestens einen Dichtsitz mindestens eine Einspritzöffnung in einem Injektorkörper freigibt oder verschließt. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindes- tens einen linear in der Schließrichtung wirkenden Aktor auf, wobei es sich vorzugsweise um einen Piezoaktor handeln kann. Auch andere Typen von Aktoren sind denkbar, beispielsweise Magnet- Aktoren oder ähnliche Aktoren. Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindestens einen linear in der Schließrichtung durch den Aktor bewegbaren Steuerkolben auf, sowie mindestens einen mit dem mindestens einen Steuerkolben über einen zweiten Steuerraum hydraulisch invers gekopppelten, linear in Schließrichtung verschiebbaren Übersetzerkolben. Der mindestens eine Übersetzerkolben ist durch eine Bewegung des mindestens einen Steuerkolbens in Schließrichtung entgegen der Schließrichtung verschiebbar. Die inverse Kopplung zwischen dem mindestens einen Steuerkolben und dem mindestens einen Übersetzerkolben kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der mindestens eine zweite Steuerraum im Wesentlichen durch den Injektorkörper, mindestens eine zweite Dichthülse, den mindestens einen Übersetzerkolben und den mindestens einen Steuerkolben begrenzt wird. Dabei sollen der mindestens eine Übersetzerkolben und der mindestens eine Steuerkolben innerhalb des mindestens einen zweiten Steuerraums jeweils mindestens eine hydraulisch wirksame Fläche aufweisen, welche bezüglich der Schließrichtung gleiche Vorzeichen haben. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Bewegung des mindestens einen Steuerkolbens in eine Richtung (beispielsweise in Schließrichtung) über eine in dem mindestens einen zweiten Steuerraum befindliche Hydraulikflüssigkeit (beispielsweise Kraftstoff) eine Bewegung des mindestens einen Übersetzerkolbens in der entgegengesetzten Richtung (also beispielsweise entgegen der Schließrichtung) zur Folge hat. Das jeweilige Hubverhältnis der Bewegungen von Steuerkolben und Übersetzerkolben ist dabei durch das inverse Verhältnis der jeweiligen hydraulisch wirksamen Flächen innerhalb des zweiten Steuerraums gegeben.The fuel injector has an injection valve member which can be moved linearly in a closing direction and which releases or closes at least one injection opening in an injector body via at least one sealing seat. Furthermore, the fuel injector has at least one actuator acting linearly in the closing direction, which may preferably be a piezoactuator. Other types of actuators are conceivable, for example, magnetic actuators or similar actuators. Furthermore, the fuel injector has at least one control piston that can be moved linearly in the closing direction by the actuator, and at least one hydraulically-inversely-coupled with the at least one control piston via a second control chamber, translating piston linearly displaceable in the closing direction. The at least one booster piston is displaceable in the closing direction against the closing direction by a movement of the at least one control piston. The inverse coupling between the at least one control piston and the at least one booster piston can take place, for example, by the at least one second control chamber being essentially delimited by the injector body, at least one second sealing sleeve, the at least one booster piston and the at least one control piston. In this case, the at least one booster piston and the at least one control piston within the at least one second control chamber each have at least one hydraulically effective surface, which have the same sign with respect to the closing direction. This ensures that a movement of the at least one control piston in one direction (for example in the closing direction) via a located in the at least one second control chamber hydraulic fluid (for example, fuel) movement of the at least one booster piston in the opposite direction (ie, for example, against the closing direction) entails. The respective stroke ratio of the movements of control piston and booster piston is given by the inverse ratio of the respective hydraulically active surfaces within the second control chamber.
Weiterhin weist der Kraftstoffinjektor mindestens einen ersten Steuerraum auf, wobei durch eine Verschiebung des mindestens einen Steuerkolbens in Schließrichtung mindestens ein Volumen des mindestens einen ersten Steuerraums vergrößerbar ist. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass der mindestens eine erste Steuerraum im wesentlichen durch den Injektorkörper mindestens eine erste Dichthülse und den Steuerkolben begrenzt wird. Der mindestens eine erste Steuerraum steht fluidisch in Verbindung mit einem Rückraum, wobei eine Druckabsenkung in dem mindestens einen Rückraum das Einspritzventilglied mit einer hydraulischen Kraft entgegen der Schließrichtung beaufschlagt. Dies kann dadurch erfolgen, dass der mindestens eine Rückraum im Wesentlichen durch den mindestens einen Überset- zerkolben und mindestens eine hydraulisch wirksame Fläche des Einspritzventilglieds begrenzt wird.Furthermore, the fuel injector has at least one first control chamber, wherein at least one volume of the at least one first control chamber can be enlarged by a displacement of the at least one control piston in the closing direction. This can be done, in particular, in that the at least one first control chamber is delimited essentially by the injector body, at least one first sealing sleeve and the control piston. The at least one first control chamber is in fluid communication with a rear space, wherein a pressure reduction in the at least one rear space acts on the injection valve member against a hydraulic force against the closing direction. This can take place in that the at least one rear space is essentially limited by the at least one transfer piston and at least one hydraulically effective area of the injection valve member.
Insbesondere können der mindestens eine erste Steuerraum und der mindestens eine Rückraum über mindestens einen in den mindestens einen Steuerkolben und/oder den mindestens einen Übersetzerkolben eingelassenen Druckausgleichskanal fluidisch verbunden sein. Vorteilhafterweise weist dieser mindestens eine Druckausgleichskanal mindestens ein Drosselelement, beispielsweise ein Drosselelement in Form einer Engstelle des mindestens einen Druckausgleichkanals, auf.In particular, the at least one first control chamber and the at least one rear chamber can be fluidly connected via at least one pressure compensation channel embedded in the at least one control piston and / or the at least one booster piston. Advantageously, this at least one pressure equalization channel has at least one throttle element, for example a throttle element in the form of a constriction of the at least one pressure equalization channel.
Der Kraftstoffinjektor kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Steuerkolben zumindest teilweise als Hülse ausgebildet ist und den mindestens einen Übersetzerkolben zumindest teilweise umschließt, wobei der mindestens eine Steuerkolben und der mindestens eine Übersetzerkolben linear gegeneinander verschiebbar sind. Weiterhin kann auch der mindestens eine Übersetzerkolben zumindest teilweise als Hülse ausgebildet sein und das Einspritzventilglied teilweise umschließen, wobei der mindestens eine Übersetzerkolben und das Einspritzventilglied näher gegeneinander verschiebbar sind.The fuel injector may in particular be designed such that the at least one control piston is at least partially formed as a sleeve and at least partially surrounds the at least one booster piston, wherein the at least one control piston and the at least one booster piston are linearly against each other. Furthermore, the at least one booster piston may be at least partially formed as a sleeve and partially enclose the injection valve member, wherein the at least one booster piston and the injection valve member are closer to each other displaceable.
Wird der mindestens eine lineare Aktor angesteuert, beispielsweise mit Strom beaufschlagt, so erfolgt eine Längenausdehnung des mindestens einen Aktors und der mindestens eine Steuerkolben wird in Schließrichtung verschoben. Dadurch wird kurzfristig ein erster Druck P1 einer Hydraulikflüssigkeit in dem mindestens einen ersten Steuerraum abgesenkt und ein zweiter Druck p2 einer Hydraulikflüssigkeit in dem mindestens einen zweiten Steuerraum erhöht. Durch den Druckanstieg des Drucks p2 wird der mindestens eine Übersetzerkolben entgegen der Schließrichtung verschoben, wobei der zweite Druck p2 der Hydraulikflüssigkeit wieder absinkt. Weiterhin strömt (gegebenenfalls durch das Drosselelement zeitverzögert) Hydraulikflüssigkeit aus dem mindestens einen Rückraum durch den mindestens Druckausgleichskanal in den mindestens einen ersten Steuerraum, wobei zwischen dem mindestens einen Rückraum und dem mindestens einen ersten Steuerraum im Wesentlichen ein Druckausgleich erfolgt. Dadurch sinkt ein dritter Druck p3 der Hydraulikflüssigkeit in den mindestens einen Rückraum, wodurch das Einspritzventilglied entgegen der Schließrichtung angehoben wird und die mindestens eine Einspritzöffhung freigibt.If the at least one linear actuator is actuated, for example supplied with current, then there is a longitudinal expansion of the at least one actuator and the at least one Control piston is moved in the closing direction. As a result, a first pressure P 1 of a hydraulic fluid in the at least one first control chamber is briefly lowered and a second pressure p 2 of a hydraulic fluid in the at least one second control chamber is increased. Due to the pressure increase of the pressure p 2 , the at least one booster piston is displaced counter to the closing direction, the second pressure p 2 of the hydraulic fluid dropping again. Furthermore, hydraulic fluid flows from the at least one rear space through the at least pressure equalization channel into the at least one first control space (if necessary delayed by the throttle element), pressure equalization essentially taking place between the at least one rear space and the at least one first control space. As a result, a third pressure p 3 of the hydraulic fluid drops into the at least one rear space, whereby the injection valve member is lifted counter to the closing direction and releases the at least one injection opening.
Alternativ oder zusätzlich kann die Erfindung auch so ausgestaltet sein, dass der mindestens eine Übersetzerkolben eine Mitnahmevorrichtung, beispielsweise einen mechanischen Anschlag aufweist, welcher zur Mitnahme des Einspritzventilglieds bei einer Bewegung des mindestens einen Übersetzerkolbens entgegen der Schließrichtung geeignet ist. In dieser Ausgestaltung erfolgt, wenn sich der mindestens eine Übersetzerkolben entgegen der Schließrichtung bewegt, zunächst eine Mitnahme des Einspritzventilglieds entgegen der Schließrichtung und somit ein schnelles Öffnen des Einspritzventilglieds. Der durch die Druckabsenkung des Druckes P1 in dem mindestens einen ersten Steuerraum bewirkte Druckabfall in dem mindestens einen Rückraum bewirkt dann ein zusätzliches Anheben de Einspritzventilglieds entgegen der Schließrichtung und somit einen zusätzlichen Hub des Einspritzventilglieds. Diese Ausgestaltung bewirkt insgesamt, dass auch bei vergleichsweise kurzen Aktoren,beispielsweise Piezoaktoren, ein genügender Hub des Einspritzventilsglieds erreicht werden kann und somit eine ausreichende Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine sichergestellt ist.Alternatively or additionally, the invention may also be designed so that the at least one booster piston has a driving device, for example a mechanical stop, which is suitable for entrainment of the injection valve member in a movement of the at least one booster piston against the closing direction. In this embodiment, when the at least one booster piston moves in the opposite direction to the closing direction, first a take-up of the injection valve member against the closing direction and thus a rapid opening of the injection valve member. The pressure drop in the at least one rear space caused by the pressure reduction of the pressure P 1 in the at least one first control chamber then causes an additional lifting of the injection valve member against the closing direction and thus an additional stroke of the injection valve member. Overall, this configuration has the effect that, even with comparatively short actuators, for example piezo actuators, a sufficient stroke of the injection valve member can be achieved and thus sufficient injection of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine is ensured.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt:Reference to the drawings, the invention will be explained in more detail below. It shows:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einen Kraftstoffinjektors mit direkter Nadelsteuerung und zweistufiger Hubumkehr. Ausfuhrungsbeispiel1 shows an embodiment of a fuel injector with direct needle control and two-stage stroke reversal. exemplary
Die einzige Figur (Figur 1) zeigt ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel eines Kraftstoffinjektors 110 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Der Kraftstoffinjektor 110 weist einen Injektorkörper 112 auf, welcher modular aufgebaut ist und einen Aktorraumkörper 114, ein erstes Zwischenelement 116, einen Druckraumkörper 118, ein zweites Zwischenelement 120 und einen Düsenraumkörper 122 umfasst. Der Kraftstoffinjektor 110 ist über eine (nicht dargestellte) Hochdruckleitung, welche in einen Aktorraum 124 des Kraftstoffinjektors 110 mündet (Kraftstoffzulauf symbolisch dargestellt durch den Pfeil 126) mit einem Druckspeicher (Common-Rail) verbunden, von dem der Kraftstoffϊnjektor 110 mit unter Druck stehendem Kraftstoff gespeist wird.The single figure (Figure 1) shows a preferred embodiment of a fuel injector 110 for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. The fuel injector 110 has an injector body 112, which has a modular design and comprises an actuator chamber body 114, a first intermediate element 116, a pressure chamber body 118, a second intermediate element 120 and a nozzle chamber body 122. The fuel injector 110 is connected via a high-pressure line (not shown), which opens into an actuator chamber 124 of the fuel injector 110 (fuel supply symbolically represented by the arrow 126) with a pressure accumulator (common rail), of which the Kraftstoffϊnjektor 110 with pressurized fuel is fed.
Der Kraftstoffinjektor 110 weist ein Einspritzventilglied 128 auf, welches mittels eines Führungsabschnittes 130 im zweiten Zwischenelement 120 derart gelagert ist, dass das Einspritzventilglied 128 parallel zu einer Schließrichtung 134 verschiebbar ist. Das Einspritz- ventilglied 128 ist in seinem in Schließrichtung 134 unteren Ende kegelförmig ausgestaltet. Wird das Einspritzventilglied 128 in Schließrichtung 134 mit einer Kraft beaufschlagt, so wird das Einspritzventilglied 128 in einen Dichtsitz 136 gepresst, wodurch ein sacklochför- miger Bereich 138 eines Nadelraums 140 dicht gegen Kraftstoff abgedichtet wird, wodurch in eine Wand des sacklochförmigen Bereichs 138 eingelassene Einspritzöfihungen 142 kraftstoffdicht verschlossen werden.The fuel injector 110 has an injection valve member 128, which is mounted by means of a guide section 130 in the second intermediate element 120 such that the injection valve member 128 is displaceable parallel to a closing direction 134. The injection valve member 128 is designed conically in its lower end in the closing direction 134. When a force is applied to the injection valve member 128 in the closing direction 134, the injection valve member 128 is pressed into a sealing seat 136, sealing a blind-shaped region 138 of a needle chamber 140 tightly against fuel, whereby injection openings 142 introduced into a wall of the blind-shaped region 138 are sealed off be sealed fuel-tight.
Der aus dem Kraftstoffzulauf 126 in den Aktorraum 124 des Kraftstoffinjektor 110 einströmende Kraftstoff kann durch erste Kraftstoffkanäle 144 (beispielsweise in Form von Bohrungen in dem ersten Zwischenelement 116) vom Aktorraum 124 in einen Druck- räum 146 und von dort über weitere Kraftstoffkanäle 148 in dem zweiten Zwischenelement 120 in den Nadelraum 140 gelangen. Innerhalb des Nadelraums 140 kann der Kraftstoff entlang eines Ringspalts 151 zwischen Einspritzventilglied 128 und Düsenraumkörper 122 bis hin zum Dichtsitz 136 gelangen.The fuel flowing from the fuel inlet 126 into the actuator chamber 124 of the fuel injector 110 can be moved from the actuator chamber 124 into a pressure chamber 146 through first fuel channels 144 (for example in the form of bores in the first intermediate element 116) and from there via further fuel channels 148 in the second Intermediate element 120 enter the needle chamber 140. Within the needle chamber 140, the fuel can pass along an annular gap 151 between the injection valve member 128 and the nozzle chamber body 122 up to the sealing seat 136.
Weiterhin weist der Kraftstoffϊnjektor 110 einen Piezoaktor 150 auf, welcher in den Aktorraum 124 eingelassen ist und über (nicht dargestellte) elektrische Kontakte bestrombar bzw. mit Spannung beaufschlagbar ist, derart, dass eine Längenänderung des Piezoaktors 150 in Schließrichtung 134 erfolgen kann. Der Piezoaktor 150 ist kraftstoffdicht ummantelt, um eine Schädigung des Piezoaktors 150 durch den unter Druck stehenden Kraftstoff im Aktor- räum 124 zu vermeiden.Furthermore, the fuel injector 110 has a piezoactuator 150, which is embedded in the actuator chamber 124 and can be energized or supplied with voltage via electrical contacts (not shown) such that a change in length of the piezoactuator 150 in the closing direction 134 can take place. The piezoelectric actuator 150 is jacketed in a fuel-tight manner in order to prevent damage to the piezoactuator 150 as a result of the pressurized fuel in the actuator cavity 124.
Der Piezoaktor 150 ist über ein Vorspannelement 153 vorgespannt und ist an einer Steuerfläche 152 fest mit einem Steuerkolben 154 verbunden. Der Steuerkolben 154 ist mittels eines Führungsbereichs 156 in dem ersten Zwischenelement 116 in Schließrichtung 134 linear verschiebbar gelagert. Der Steuerkolben 154 ist in seinem oberen, innerhalb des Führungsbereichs 156 geführten Bereichs als Massivzylinder mit Durchmesser do ausgeführt und ist in seinem unteren Bereich, welcher innerhalb des Druckraums 146 gelagert ist, auf einen Durchmesser d] aufgeweitet. Am Übergang zwischen dem Bereich mit Durchmesser do und dem Bereich mit Durchmesser d] ist eine Schulter 158 in Form einer Fläche 158 senkrecht zur Schließrichtung 134 ausgebildet. Diese Schulter 158 wirkt als hydraulische Fläche 158 des Steuerkolbens 154. Im Bereich dieser Schulter 158 ist der Steuerkolben 154 von einer ersten Dichthülse 160 umgeben, welche die Form eines Hohlzylinders mit Innendurchmesser d] aufweist. An ihrem oberen Rand ist die erste Dichthülse 160 mit einer Beiß- kante 162 versehen. Durch ein Federelement 164 wird die erste Dichthülse 160 gegen das erste Zwischenelement 116 gepresst, wodurch zwischen der ersten Dichthülse 160, dem ersten Zwischenelement 116 und dem Steuerkolben 154 ein erster Steuerraum 166 entsteht, welcher die Form eines um den Steuerkolben 154 konzentrischen Kreiszylinders aufweist und welcher durch die Dichthülse 160 kraftstoffdicht gegen den übrigen Druckraum 146 abgedichtet ist.The piezoelectric actuator 150 is biased by a biasing member 153 and is fixedly connected to a control surface 152 with a control piston 154. The control piston 154 is linearly displaceably mounted in the first intermediate element 116 in the closing direction 134 by means of a guide region 156. The control piston 154 is embodied in its upper region guided within the guide region 156 as a solid cylinder with a diameter do and is widened in its lower region, which is mounted within the pressure chamber 146, to a diameter d]. At the transition between the area with diameter do and the area with diameter d] is a shoulder 158 in the form of a surface 158th formed perpendicular to the closing direction 134. This shoulder 158 acts as a hydraulic surface 158 of the control piston 154. In the region of this shoulder 158, the control piston 154 is surrounded by a first sealing sleeve 160, which has the shape of a hollow cylinder with inner diameter d]. At its upper edge, the first sealing sleeve 160 is provided with a biting edge 162. By a spring element 164, the first sealing sleeve 160 is pressed against the first intermediate element 116, whereby between the first sealing sleeve 160, the first intermediate member 116 and the control piston 154, a first control chamber 166 is formed which has the shape of a concentric around the control piston 154 circular cylinder and which is sealed by the sealing sleeve 160 fuel-tight against the remaining pressure chamber 146.
Der Steuerkolben 154 ist in seinem unteren Bereich als Hohlzylinder ausgebildet und weist einen zylinderförmigen Hohlraum 168 mit Durchmesser d2 auf. Innerhalb dieses Hohlraums 168 ist ein in seinen äußeren Abmessungen ebenfalls im Wesentlichen zylinderförmig ausgestalteter Übersetzerkolben 170 mit Außendurchmesser d2 eingebracht. Dieser Übersetzerkolben 170 ist innerhalb des Hohlraums 168 linear parallel zur Schließrichtung 134 gegen den Steuerkolben 154 verschiebbar. Dabei sorgt ein Entlastungskanal 172 in dem Steuerkolben 154 dafür, dass der zwischen Übersetzerkolben 170 und Steuerkolben 154 verbleibende Hohlraum 168 stets den gleichen Kraftstoffdruck aufweist wie der verbleiben- de Druckraum 146.The control piston 154 is formed in its lower region as a hollow cylinder and has a cylindrical cavity 168 with diameter d 2 . Within this cavity 168, a translator piston 170 with an outer diameter d 2, which is likewise substantially cylindrical in its outer dimensions, is introduced. This booster piston 170 is displaceable within the cavity 168 linearly parallel to the closing direction 134 against the control piston 154. In this case, a discharge channel 172 in the control piston 154 ensures that the cavity 168 remaining between the booster piston 170 and the control piston 154 always has the same fuel pressure as the remaining pressure chamber 146.
Der Übersetzerkolben 170 weist in seinem Inneren einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hohlraum 174 auf. Das Einspritzventilglied 128, welches im Bereich des Führungsabschnitts 130 zylinderförmige Gestalt mit Durchmesser d3 aufweist, weist an seinem oberen Ende eine zylinderförmige Verdickung 176 mit Durchmesser Cl4 auf, welcher in den Hohlraum 174 des Übersetzerkolbens 170 eingelassen ist, dergestalt, dass der Übersetzerkolben 170 diesen aufgeweiteten oberen Abschnitt 176 umschließt, wobei sich zwischen dem oberen Abschnitt 176 des Einspritzventilglieds 128 und dem Übersetzerkolben 170 ein Rückraum 178 bildet. Dabei ist das Einspritzventilglied 128 mit seinem oberen Ab- schnitt 176 derart in dem Hohlraum 174 beweglich, dass der Rückraum 178 im Wesentlichen kraftstoffdicht gegen die Umgebung (d. h. insbesondere gegen einen zweiten Steuerraum 192, siehe unten) abgedichtet ist. Die dem Rückraum 178 zugewandte, senkrecht zur Schließrichtung 134 angeordnete Gesamtfläche des Einspritzventilglieds 128, welche insgesamt eine gestufte Kreisfläche mit Durchmesser U4 aufweist, bildet somit eine hydraulisch wirksame Fläche des Einspritzventilglieds 128. Das Einspritzventilglied 128 weist außerdem in seinem oberen Abschnitt 176 eine Vertiefung 180, innerhalb derer eine Düsenfeder 182 gelagert ist, über welche das Einspritzventilglied 128 gegen den Übersetzerkolben 170 abgestützt ist. Diese Düsenfeder 182 übt eine Kraft auf das Einspritzventilglied 128 in Schließrichtung 134 aus.The booster piston 170 has a substantially cylindrical cavity 174 in its interior. The injection valve member 128, which in the region of the guide portion 130 has a cylindrical shape with diameter d 3 , has at its upper end a cylindrical thickening 176 with diameter Cl 4 , which is inserted into the cavity 174 of the booster piston 170, such that the booster piston 170th encloses this flared upper portion 176, wherein between the upper portion 176 of the injection valve member 128 and the booster piston 170, a rear space 178 is formed. In this case, the injection valve member 128 with its upper portion 176 is movable in the cavity 174 such that the rear space 178 is substantially fuel-tight against the environment (ie in particular against a second control chamber 192, see below). The rear surface 178 facing, arranged perpendicular to the closing direction 134 total area of the injection valve member 128, which has a total of a stepped circular area with diameter U 4 , thus forming a hydraulically effective surface of the injection valve member 128. The injection valve member 128 also has in its upper portion 176 a recess 180th within which a nozzle spring 182 is mounted, via which the injection valve member 128 is supported against the booster piston 170. This nozzle spring 182 exerts a force on the injection valve member 128 in the closing direction 134.
Weiterhin weist der Hohlraum 174 des Übersetzerkolbens 170 einen kreisförmig ausgebildeten mechanischen Anschlag 184 auf. Bei einer Aufwärtsbewegung des Übersetzerkolbens 170 greift dieser mechanische Anschlag 184 in eine Ringschulter 186 des Einspritzventilglieds 128 ein, welche am Übergang zwischen dem Durchmesser d3 und dem Durchmes- ser Cl4 des Einspritzventilglieds 128 ausgebildet ist. Dadurch wird bei einer Aufwärtsbewegung des Übersetzerkolbens 170 das Einspritzventilglied 128 mechanisch mitgenommen und entgegen der Schließrichtung 134 angehoben. Zum Zwecke einer vereinfachten Montage des Kraftstoffinjektors 110 kann beispielsweise der Übersetzerkolben 170 aus zwei mitein- ander verschraubten Einzelteilen aufgebaut sein. Dabei kann zunächst das Einspritzventilglied 128 in ein erstes Einzelteil eingeschoben werden und dann das zweite Einzelteil auf das erste Einzelteil aufgeschraubt werden, um den in Figur 1 dargestellten Aufbau, bei dem der Übersetzerkolben 170 das Einspritzventilglied 128 teilweise umschließt, zu erzielen.Furthermore, the cavity 174 of the booster piston 170 has a circular mechanical stop 184. During an upward movement of the booster piston 170, this mechanical stop 184 engages in an annular shoulder 186 of the injection valve member 128, which at the transition between the diameter d 3 and the diameter ser Cl 4 of the injection valve member 128 is formed. As a result, during an upward movement of the booster piston 170, the injection valve member 128 is mechanically entrained and raised counter to the closing direction 134. For example, for the sake of a simplified assembly of the fuel injector 110, the booster piston 170 can be constructed from two individual parts bolted together. In this case, first the injection valve member 128 can be inserted into a first item and then the second item to be screwed onto the first item to the structure shown in Figure 1, in which the booster piston 170, the injection valve member 128 partially encloses to achieve.
An seinem unteren Ende ist der Steuerkolben 154 von einer zweiten Dichthülse 188 umgeben, welche wiederum kreisringförmige Gestalt mit Innendurchmesser d] aufweist und welche an ihrem unteren Ende eine Beißkante 190 aufweist. Die zweite Dichthülse 180 ist über das Federelement 164 gegen die erste Dichthülse 160 abgestützt wird kraftstoffdicht gegen das zweite Zwischenelement 120 gepresst. Dadurch entsteht ein zweiter Steuerraum 192, welcher im Wesentlichen durch die zweite Dichthülse 180, das zweite Zwischenelement 120 des Injektorkörpers 112, das Einspritzventilglied 128, den Steuerkolben 154 und den Übersetzerkolben 170 begrenzt wird. Dabei bilden die dem zweiten Steuerraum 192 zugewandten Stirnflächen 194 des Steuerkolbens 154 und 196 des Übersetzerkolbens 170, welche die Gestalt von Kreisringflächen senkrecht zur Schließrichtung 134 aufweisen, jeweils hydrau- lisch wirksame Flächen 194, 196 für den Steuerkolben 154 und den Übersetzerkolben 170. Diese hydraulisch wirksamen Flächen 194, 196 haben bezüglich der Schließrichtung 134 das gleiche Vorzeichen.At its lower end, the control piston 154 is surrounded by a second sealing sleeve 188, which in turn has an annular shape with inner diameter d] and which has a biting edge 190 at its lower end. The second sealing sleeve 180 is supported by the spring element 164 against the first sealing sleeve 160 is pressed fuel-tight manner against the second intermediate element 120. This results in a second control chamber 192 which is essentially bounded by the second sealing sleeve 180, the second intermediate element 120 of the injector body 112, the injection valve member 128, the control piston 154 and the booster piston 170. Here, the second control chamber 192 facing end surfaces 194 of the control piston 154 and 196 of the booster piston 170, which have the shape of annular surfaces perpendicular to the closing direction 134, each hydrau- lisch effective surfaces 194, 196 for the control piston 154 and the booster piston 170th These hydraulically effective areas 194, 196 have the same sign with respect to the closing direction 134.
Der erste Steuerraum 166 und der Rückraum 178 sind durch einen Druckausgleichska- nal 198 miteinander verbunden. Dieser Druckausgleichskanal 198 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Bohrung im Steuerkolben 154 und im Übersetzerkolben 170 ausgebildet, wobei sich die Bohrung im Steuerkolben 154 zur fertigungstechnischen Vereinfachung aus einer parallel zur Schließrichtung 134 verlaufenden Sachlochbohrung und einer senkrecht dazu verlaufenden Bohrung, welche nach außen hin mit einer Schraube verschlossen ist, zusammensetzt. Der Durchmesser dieser Bohrungen, insbesondere der Bohrung im Übersetzerkolben 170, ist dabei so groß gewählt, dass auch bei einer relativen Verschiebung zwischen Steuerkolben 154 und Übersetzerkolben 170 in Schließrichtung 134 ein Durchströmen dieses Druckausgleichkanals 198 mit Kraftstoff sichergestellt ist. Im Bereich des Übersetzerkolbens 170 weist der Druckausgleichskanal 198 in diesem Ausführungsbeispiel ein Drosselelement 200 in Form einer Verengung der Bohrung des Druckausgleichkanals 198.The first control chamber 166 and the rear chamber 178 are connected to one another by a pressure compensation channel 198. This pressure equalization channel 198 is formed in this embodiment as a bore in the control piston 154 and the booster piston 170, wherein the bore in the control piston 154 for manufacturing simplification of a parallel to the closing direction 134 extending blind hole and a perpendicular thereto bore, which outwardly with a screw is closed, composed. The diameter of these holes, in particular the bore in the booster piston 170, is chosen so large that even with a relative displacement between the control piston 154 and booster piston 170 in the closing direction 134, a flow through this pressure equalization channel 198 is ensured with fuel. In the area of the booster piston 170, the pressure compensation channel 198 in this exemplary embodiment has a throttle element 200 in the form of a constriction of the bore of the pressure compensation channel 198.
Die Funktionsweise des Kraftstoffinjektors 110 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Initiierung eines Einspritzvorgangs. Wird der Piezoaktor 150 mit einer Spannung beaufschlagt, so dehnt sich dieser in Schließrichtung 134 aus und wirkt über die Steuerfläche 152 auf den Steuerkolben 154 ein, so dass der Steuerkolben 154 in Schließrichtung 134 bewegt wird. Dadurch wird das Volumen des ersten Steuerraums 166 vergrößert, wodurch der Kraftstoffdruck P1 im ersten Steuerraum 166 absinkt. Weiterhin wird kurzfristig das Volumen des zweiten Steuerraums 192 verringert, wodurch kurzfristig ein Kraftstoffdruck p2 in dem zweiten Steuer- räum 192 ansteigt. Durch dieses Druckanstieg wird eine hydraulische Kraft auf die hydraulische Fläche 196 des Übersetzerkolbens 170 ausgeübt, wodurch der Übersetzerkolben 170 entgegen der Schließrichtung 134 angehoben wird. Das Verhältnis des Hubs 1I1 des Steuerkolbens 154 und des Hubs h2 des Übersetzerkolbens 170 berechnet sich dabei aus dem Flächenverhältnis der hydraulischen Flächen 194 und 196:The mode of operation of the fuel injector 110 according to the illustrated exemplary embodiment results from the following description of the initiation of an injection process. If the piezoelectric actuator 150 is acted on by a voltage, it expands in the closing direction 134 and acts on the control piston 154 via the control surface 152, so that the control piston 154 is moved in the closing direction 134. As a result, the volume of the first control chamber 166 is increased, as a result of which the fuel pressure P 1 in the first control chamber 166 drops. Furthermore, the volume of the second control chamber 192 is reduced in the short term, whereby a fuel pressure p 2 in the second control 192 rises. By this pressure increase, a hydraulic force is exerted on the hydraulic surface 196 of the booster piston 170, whereby the booster piston 170 is raised counter to the closing direction 134. The ratio of the stroke 1I 1 of the control piston 154 and the stroke h 2 of the booster piston 170 is calculated from the area ratio of the hydraulic surfaces 194 and 196:
hl _ d2 - d3 h2 (I1 -d h l _ d 2 - d 3 h 2 (I 1 -d
Somit wird der Übersetzerkolben 170 also um den Hub 1I1 entgegen der Schließrichtung 134 angehoben. Über den mechanischen Anschlag 184 nimmt der Übersetzerkolben 170 dabei mittels der Ringschulter 186 das Einspritzventilglied 128 mit, so dass dieses aus seinem Sitz 136 gehoben wird, wodurch ein schneller erster Hub des Einspritzventilglieds 128 erfolgt.Thus, the booster piston 170 is thus lifted by the stroke 1I 1 counter to the closing direction 134. By way of the mechanical stop 184, the booster piston 170 thereby takes the injection valve member 128 by means of the annular shoulder 186 so that it is lifted out of its seat 136, whereby a faster first stroke of the injection valve member 128 takes place.
Weiterhin bewirkt der Abfall des Drucks P1 im ersten Steuerraum 166, dass Kraftstoff durch den Druckausgleichskanal 198 vom Rückraum 178 oberhalb des Einspritzventilglieds 128 in den ersten Steuerraum 166 strömt. Dabei gleicht sich der Druck p3 im Rückraum 178 allmählich an den Druck P1 im zweiten Steuerraum 166 an, wobei dieser Druckausgleich jedoch, bedingt durch das Drosselelement 200, zeitverzögert zum Hub des Übersetzerkol- bens 170 erfolgt. Durch diesen Druckabfall des Drucks p3 im Rückraum 178 wird eine zusätzliche hydraulische Kraft auf das Einspritzventilglied 128 entgegen der Schließrichtung 134 ausgeübt. Der Rückraum 178 wirkt somit, gemeinsam mit dem ersten Steuerraum 166, als zweite Stufe einer Hubübersetzung. Damit wird das Einspritzventilglied 128 zusätzlich zur durch den mechanischen Anschlag 184 und die Aufwärtsbewegung des Über- setzerkolbens 170 bedingten Aufwärtsbewegung zusätzlich angehoben und weiter aus seinem Sitz 136 entfernt. Insgesamt bewirkt dieses Anheben des Einspritzventilglieds 128, dass Kraftstoff über den Ringraum 151 in den sacklochförmigen Bereich 138 gelangen kann, von wo er durch die Einspritzöffnungen 142 in den Brennraum eingespritzt wird. Durch die zweistufige Hubübersetzung und die teilweise mechanische, teilweise hydraulische Anhe- bung des Einspritzventilglieds 128 kann somit ein schnelles Öffnen des Einspritzventils erfolgen, und es kann auch bei geringen Längen des Piezoaktors 150 ein ausreichender Hub des Einspritzventilglieds 128 erzielt werden.Furthermore, the drop in the pressure P 1 in the first control chamber 166 causes fuel to flow through the pressure equalization channel 198 from the rear space 178 above the injection valve member 128 into the first control chamber 166. In this case, the pressure p 3 in the back space 178 gradually adjusts to the pressure P 1 in the second control chamber 166, wherein, however, this pressure compensation, due to the throttle element 200, takes place with a time delay to the stroke of the booster piston 170. Due to this pressure drop of the pressure p 3 in the rear space 178, an additional hydraulic force is exerted on the injection valve member 128 against the closing direction 134. The rear space 178 thus acts, together with the first control chamber 166, as a second stage of a Hubübersetzung. As a result, the injection valve member 128 is additionally lifted in addition to the upward movement caused by the mechanical stop 184 and the upward movement of the multiplier piston 170 and is further removed from its seat 136. Overall, this raising of the injection valve member 128 causes fuel to pass through the annulus 151 into the blind-hole shaped region 138, from where it is injected through the injection ports 142 into the combustion chamber. As a result of the two-stage stroke ratio and the partially mechanical, partially hydraulic lifting of the injection valve member 128, a rapid opening of the injection valve can take place, and a sufficient stroke of the injection valve member 128 can be achieved even with small lengths of the piezoactuator 150.
Zum Verschließen der Einspritzöffnungen 142 wird entsprechend wieder die elektrische Ansteuerung des Piezoaktors 150 dahingehend geändert, dass sich der Piezoaktor 150 zusammenzieht, wodurch der Steuerkolben 154 wieder entgegen der Schließrichtung 134 angehoben wird. Dadurch steigt kurzfristig der Druck P1 im ersten Steuerraum 166 wieder an und der Druck p2 im zweiten Steuerraum 192 sinkt ab. Entsprechend wird durch hydraulische Kopplung der Übersetzerkolben 170 nach unten, d.h. in Schließrichtung 134 bewegt. Zusätzlich steigt aufgrund eines Druckausgleichs zwischen dem ersten Steuerraum 166 und dem Rückraum 178 der Druck p3 im Rückraum 178 an, so dass eine hydraulische Kraft auf das Einspritzventilglied 128 ausgeübt wird, wodurch das Einspritzventilglied 128 sich in Schließrichtung 134 bewegt, so lange, bis das Einspritzventilglied 128 wieder am Dichtsitz 136 anliegt und den sacklochförmigen Bereich 138 kraftstoffdicht verschließt. In order to close the injection openings 142, the electrical control of the piezoactuator 150 is accordingly changed again in such a way that the piezoelectric actuator 150 contracts, as a result of which the control piston 154 is raised again counter to the closing direction 134. As a result, the pressure P 1 in the first control chamber 166 increases again in the short term and the pressure p 2 in the second control chamber 192 decreases. Accordingly, by means of hydraulic coupling, the booster piston 170 is moved downwards, ie in the closing direction 134. In addition, due to a pressure equalization between the first control chamber 166 and the rear chamber 178, the pressure p 3 in the rear chamber 178 increases, so that a hydraulic force is exerted on the injection valve member 128, whereby the injection valve member 128 in Closing direction 134 moves until the injection valve member 128 rests again against the sealing seat 136 and closes the blind-hole-shaped region 138 in a fuel-tight manner.
BezueszeichenlisteBezueszeichenliste
110 Kraftstoffinjektor 192 zweiter Steuerraum110 fuel injector 192 second control room
112 Injektorkörper 194 hydraulisch wirksame Fläche des Steuerkolbens112 injector body 194 hydraulically effective area of the control piston
114 Aktorraumkörper 196 hydraulisch wirksame Fläche des Übersetzerkolbens114 Aktorraumkörper 196 hydraulically effective surface of the booster piston
116 erstes Zwischenelement 198 Druckausgleichskanal116 first intermediate element 198 pressure equalization channel
118 Druckraumkörper 200 Drosselelement118 pressure chamber body 200 throttle element
120 zweites Zwischenelement120 second intermediate element
122 Düsenraumkörper122 nozzle space body
124 Aktorraum124 Actuator room
126 Kraftstoffzulauf126 fuel intake
128 Einspritzventilglied128 injection valve member
130 Führungsabschnitt130 leadership section
134 Schließrichtung134 closing direction
136 Dichtsitz136 sealing seat
138 sacklochförmiger Bereich138 blind-hole-shaped area
140 Nadelraum140 needle room
142 Einspritzöffnungen142 injection ports
144 Kraftstoffkanal144 fuel channel
146 Druckraum146 pressure chamber
148 Kraftstoffkanal148 fuel channel
150 Piezoaktor150 piezo actuator
151 Ringraum151 annulus
152 Steuerfläche152 control surface
153 Vorspannelement153 biasing element
154 Steuerkolben154 control piston
156 Führungsbereich156 management area
158 Schulter158 shoulder
160 erste Dichthülse160 first sealing sleeve
162 Beißkante162 biting edge
164 Federelement164 spring element
166 erster Steuerraum166 first control room
168 Hohlraum168 cavity
170 Übersetzerkolben170 translator pistons
172 Entlastungskanal172 discharge channel
174 Hohlraum174 cavity
176 oberer Abschnitt des Einspritzventilglieds176 upper portion of the injection valve member
178 Rückraum178 rear room
180 Vertiefung180 deepening
182 Düsefeder182 nozzle spring
184 mechanischer Anschlag184 mechanical stop
186 Ringschulter186 ring shoulder
188 zweite Dichthülse188 second sealing sleeve
190 Beißkante 190 biting edge

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffinjektor (110) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Kraftstoffinjektor (110) folgendes aufweist: a) ein linear in einer Schließrichtung (134) bewegbares, über mindestens einen Dichtsitz (136) mindestens eine Einspritzöffnung (142) in einem Injektorkörper (112) freigebendes oder verschließendes Einspritzventilglied (128); b) mindestens einen linear in der Schließrichtung (134) wirkenden Aktor (150); c) mindestens einen linear in der Schließrichtung (134) durch den Aktor (150) beweg- baren Steuerkolben (154); d) mindestens einen ersten Steuerraum (166), wobei durch eine Verschiebung des mindestens einen Steuerkolbens (154) in Schließrichtung (134) ein Volumen des mindestens einen ersten Steuerraums (166) vergrößerbar ist; e) mindestens einen mit dem mindestens einen Steuerkolben (154) über einen zweiten Steuerraum (192) hydraulisch invers gekoppelten, linear in Schließrichtung (134) verschiebbaren Übersetzerkolben (170), wobei der mindestens eine Übersetzerkolben (170) durch eine Bewegung des mindestens einen Steuerkolbens (154) in Schließrichtung (134) entgegen der Schließrichtung (134) verschiebbar ist; und f) mindestens einen mit dem mindestens einen ersten Steuerraum (166) fluidisch in Verbindung stehenden Rückraum (178), wobei durch eine Druckabsenkung in dem mindestens einen Rückraum (178) das Einspritzventilglied (128) mit einer hydraulischen Kraft entgegen der Schließrichtung (134) beaufschlagbar ist.A fuel injector (110) for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, said fuel injector (110) comprising: a) at least one injection port (136) via at least one sealing seat (136) movable linearly in a closing direction (134) injector member (128) releasing or occluding in an injector body (112); b) at least one actuator (150) acting linearly in the closing direction (134); c) at least one control piston (154) which can be moved linearly in the closing direction (134) by the actuator (150); d) at least one first control chamber (166), wherein a volume of the at least one first control chamber (166) can be increased by a displacement of the at least one control piston (154) in the closing direction (134); e) at least one with the at least one control piston (154) via a second control chamber (192) hydraulically inversely coupled, linear in the closing direction (134) displaceable booster piston (170), wherein the at least one booster piston (170) by a movement of the at least one control piston (154) in the closing direction (134) against the closing direction (134) is displaceable; and f) at least one back space (178) fluidically connected to the at least one first control chamber (166), the injection valve member (128) being counteracted by a pressure reduction in the at least one back chamber (178) with a hydraulic force against the closing direction (134). can be acted upon.
2. Kraftstoffinjektor (110) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeich- net, dass der mindestens eine Steuerkolben (154) zumindest teilweise als Hülse ausgebildet ist und den mindestens einen Übersetzerkolben (170) zumindest teilweise umschließt, wobei der mindestens eine Steuerkolben (154) und der mindestens eine Übersetzerkolben (170) linear gegeneinander verschiebbar sind.2. fuel injector (110) according to the preceding claim, characterized marked, that the at least one control piston (154) is at least partially formed as a sleeve and the at least one booster piston (170) at least partially encloses, wherein the at least one control piston (154) and the at least one booster piston (170) are linearly displaced against each other.
3. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Übersetzerkolben (170) zumindest teilweise als Hülse ausgebildet ist und das Einspritzventilglied (128) teilweise umschließt, wobei der mindestens eine Übersetzerkolben (170) und das Einspritzventilglied (128) linear gegeneinander verschiebbar sind.3. fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one booster piston (170) is at least partially formed as a sleeve and the injection valve member (128) partially encloses, wherein the at least one booster piston (170) and the injection valve member ( 128) are linearly displaceable against each other.
4. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Übersetzerkolben (170) und/oder das Einspritzventilglied (128) eine Mitnahmevorrichtung (184, 186) zur mechanischen Mitnahme des Einspritzventilglieds (128) bei Anheben des mindestens einen Übersetzerkolbens (170) entgegen der Schließrichtung (134) aufweist.4. fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one booster piston (170) and / or the injection valve member (128) has a driving device (184, 186) for mechanically entrainment of the injection valve member (128) upon lifting the at least a booster piston (170) opposite to the closing direction (134).
5. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Steuerraum (166) im Wesentlichen durch den Injektorkörper (112), mindestens eine erste Dichthülse (160), und den mindestens einen Steuerkolben (154) begrenzt wird, wobei der mindestens eine Steuerkolben (154) innerhalb des mindestens einen ersten Steuerraums (166) eine erste hydraulisch wirksame Fläche (158) aufweist.5. Fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first control chamber (166) substantially through the injector body (112), at least one first sealing sleeve (160), and the at least one Control piston (154) is limited, wherein the at least one control piston (154) within the at least one first control chamber (166) has a first hydraulically effective surface (158).
6. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Steuerraum (192) im Wesentlichen durch mindestens eine zweite Dichthülse (188), den mindestens einen Steuerkolben (154) und den mindestens einen Übersetzerkolben (170) begrenzt wird, wobei der mindestens eine Steuerkolben (154) innerhalb des zweiten Steuerraums (192) eine zweite hydraulisch wirksame Fläche (194) aufweist und wobei der mindestens eine Übersetzerkolben (170) innerhalb des zweiten Steuerraums (192) eine dritte hydraulisch wirksame Fläche (196) aufweist, wobei die zweite hydraulisch wirksame Fläche (194) und die dritte hydraulisch wirksame Fläche (196) bezüglich der Schließrichtung (134) das selbe Vorzeichen aufweisen.6. fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one second control chamber (192) substantially by at least one second sealing sleeve (188), the at least one control piston (154) and the at least one booster piston (170) is limited, wherein the at least one control piston (154) within the second control chamber (192) has a second hydraulically effective surface (194) and wherein the at least one booster piston (170) within the second control chamber (192) has a third hydraulically effective surface (196 ), wherein the second hydraulically active surface (194) and the third hydraulically effective surface (196) with respect to the closing direction (134) have the same sign.
7. Kraftstoffinjektor (110) gemäß den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichthülse (160) und die zweite Dichthülse (188) durch mindestens ein erstes Federelement (164) gegeneinander abgestützt sind.7. Fuel injector (110) according to the two preceding claims, characterized in that the first sealing sleeve (160) and the second sealing sleeve (188) by at least one first spring element (164) are supported against each other.
8. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rückraum (178) im Wesentlichen durch den mindestens einen Übersetzerkolben (170) und das Einspritzventilglied (128) begrenzt wird, wobei das Einspritzventilglied (128) innerhalb des Rückraums (178) mindestens eine vierte hydraulisch wirksame Fläche aufweist.8. Fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one rear space (178) is substantially limited by the at least one booster piston (170) and the injection valve member (128), wherein the injection valve member (128) within the Rear space (178) has at least a fourth hydraulically effective area.
9. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Steuerraum (166) und der mindestens eine Rückraum (178) über mindestens einen in den mindestens einen Steuerkolben (154) und/oder den mindestens einen Übersetzerkolben (170) eingelassenen Druckausgleichs- kanal (198) fluidisch verbunden sind.9. fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one first control chamber (166) and the at least one rear space (178) via at least one in the at least one control piston (154) and / or the at least one booster piston (170) admitted pressure equalization channel (198) are fluidly connected.
10. Kraftstoffinjektor (110) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Druckausgleichskanal (198) mindestens ein Drosselelement (200) aufweist.10. Fuel injector (110) according to the preceding claim, characterized in that the at least one pressure equalization channel (198) has at least one throttle element (200).
11. Kraftstoffinjektor (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventilglied (128) durch mindestens ein zweites Federelement (182) gegen den mindestens einen Übersetzerkolben (170) abgestützt ist, wobei das mindestens eine zweite Federelement (182) eine Kraft in Schließrichtung (134) auf das Einspritzventilglied (128) ausübt. 11. Fuel injector (110) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve member (128) by at least one second spring element (182) against the at least one booster piston (170) is supported, wherein the at least one second spring element (182) a Force in the closing direction (134) on the injection valve member (128) exerts.
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