WO2002036958A1 - Hub-/ und druckgesteuerter injektor mit doppelschieber - Google Patents

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WO2002036958A1
WO2002036958A1 PCT/DE2001/003658 DE0103658W WO0236958A1 WO 2002036958 A1 WO2002036958 A1 WO 2002036958A1 DE 0103658 W DE0103658 W DE 0103658W WO 0236958 A1 WO0236958 A1 WO 0236958A1
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pressure
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control chamber
injector body
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PCT/DE2001/003658
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Friedrich Boecking
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0005—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using valves actuated by fluid pressure
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/025—Hydraulically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure

Definitions

  • High-pressure storage systems are used today for injection systems on direct-injection crimping lcraft machines. These have the task of storing the fuel under high pressure. Pressure fluctuations that may arise from the pumping movement and the injection process are to be dampened by the fuel volume contained in the high-pressure accumulator.
  • the fuel is injected into the combustion chambers of the nerbrennkraftkraftmaschinen by means of injectors. Start of injection and injection quantity are set on the injectors; these are preferably arranged on the cylinder head of a ner internal combustion engine.
  • DE 198 35 494 AI relates to a pump nozzle unit. This is used to supply fuel to a nerburning chamber of direct-injection internal combustion engines with a pump unit for building up an injection pressure. Injectors are provided for injecting the fuel into the combustion chamber. Furthermore, the system comprises a control unit with a control valve, which is designed as an outwardly opening A-valve. A valve actuation unit for controlling the pressure build-up in the pump unit is also included. In order to create a pump-nozzle unit with a control unit, which has a simple structure, is small and, in particular, has a short response time, it is known according to the solution from DE 198 35 494 AI to design the valve actuation unit as a piezoelectric actuator ,
  • DE 37 28 817 C 2 relates to a fuel injection pump for an internal combustion engine.
  • This contains a drain part for pressurizing the fuel, a nozzle part for injecting the pressurized fuel and a control part arranged between the pressure part and the nozzle part.
  • This crosses a fuel supply line connecting the pressure part to the nozzle part, a cylindrical channel, the central axis of which is the fuel supply line.
  • Whose end is formed as a passing into a connected to a "fuel return duct opening control bore.
  • a control valve member is provided in the channel, which can be moved by means of an electrical actuating device between an open position in which the fuel supply line and the fuel return channel are connected via the control bore and a closed position in which the control bore is closed.
  • the actuating device contains a length-adjustable piezoelectric element which is connected to a drive piston, the free footprint of which is opposite a considerably smaller footprint of a drive tappet which mechanically adjusts the control valve member, separated by a cavity filled with incompressible fuel.
  • a passage connecting the cavity with the fuel return duct is formed in the drive tappet, in which a check valve is located. This closes the passage when the pressure in the cavity exceeds the pressure in the fuel return channel and opens the passage when the pressure in the cavity is less than the pressure in the fuel return channel.
  • an injector design can be achieved in an advantageous manner, which enables both stroke control of the injector body and its pressure control. This allows the latest requirements from the requirements of commercial vehicle engine manufacturers to be taken into account, which require injector control according to two separate principles in order to always be able to operate the internal combustion engine at the optimum operating point.
  • the configuration of the 3/2-way valve via the stroke of the 3/2-way valve can suddenly relieve the pressure in the nozzle area of the injection nozzle.
  • the sudden relief of the nozzle space causes pressure control of the injector in this operating state.
  • the sudden relief of the nozzle chamber takes place when the valve body is controlled in the injector housing, covering the full stroke; on the other hand, if the injector is operated in partial pressure, one of the slides formed in the injector body can also be closed, while the other slide formed in the injector body is open at its control edge and thus permits a stroke.
  • the slides are offset on the valve body which is movable in the vertical direction in the injector housing, so that a transition from stroke to pressure control and vice versa of the injector can be achieved in a simple manner and the vertical position of the injector body is defined relative to the injector housing.
  • the vertical movement of the injector body in the housing of the injector takes place by means of a piezo actuator provided at one end of the valve body or another electrical actuating element with which the individual slider / control edge combination can be closed or opened differently under the influence of the shortest response times.
  • Solenoid valves or piezo actuators can advantageously be used as actuators to relieve the pressure in the control room.
  • the single figure shows a longitudinal section through an injector through a 3/2-way valve, on the injector body of which two slide edges offset from one another in the vertical direction are formed.
  • the illustration according to the single figure shows the longitudinal section through an injector body on which two-slide / control edges are formed.
  • the injector 1 shown in the illustration in FIG. 1 for injecting fuel under high pressure into the combustion chambers of a ner internal combustion engine is part of an injection system which comprises a high-pressure collecting chamber (common rail).
  • the fuel is kept at an extremely high pressure level by means of a pump in order to use the fuel volume in the pump chamber as a damping element for drain flushing induced by the pump movement or pressure oscillation induced by the movement of the injector in the line system.
  • the injector 1 resulting from the illustration according to FIG. 1 essentially comprises an injector body 3 which can be moved vertically in a housing 2.
  • the injector body 3 is embedded as a rotationally symmetrical component in a bore in the housing 2.
  • a drain rod element 4 At the bottom At the end of the injector body 3 there is arranged a drain rod element 4, which is opposite a piston 16, which in turn interacts with a control chamber 15 formed in the injector body 3.
  • control chamber 6 At the top of the injector body 3, as shown in FIG. 1, there is a control chamber 6, the upper cylindrical end face of which is opposite.
  • the control chamber 6 is constantly supplied with fuel under high pressure via a branch 8, so that it is ensured that always one there is sufficient control amount of fuel in the upper control chamber 6.
  • a throttle element is let into the supply line 8, which on the one hand opens into the upper control chamber 6 and on the other hand branches off from the high-pressure collection chamber - inlet.
  • the upper control chamber 6 can be relieved of pressure via a relief opening 7, to which an outlet throttle 9 connects.
  • the pressure relief of the upper control chamber 6 and thus the induction of the vertical upward and downward movement of the injector body 3 in the housing 2 of the injector takes place through the actuation of an actuator element 10, which can be designed, for example, as a solenoid valve or as a piezo actuator and the pressure controls on the ball element serving as a closing element. If the spherical element acting as the closing element is relieved of pressure, its seating surface is free, so that a fuel volume which is established in accordance with the outlet throttle configuration 9 flows continuously out of the upper control chamber 6 via the relief opening 7, so that a vertical upward movement of the injector body 3 in the housing 2 of the injector 1.
  • a high-pressure fuel is applied to a bore system provided in the interior of the injector body 3 via the high-pressure collecting space inlet 11, which opens into an annular space 20 that extends around the injector body 3.
  • a transverse bore 12 which extends perpendicular to the line of symmetry of the injector body 3 and a central bore 13 which is connected thereto and runs coaxially to the line of symmetry of the injector body 3, an inlet throttle element 14 located at the end of the central bore 13 is supplied with fuel under high pressure - strikes.
  • a control chamber 15 provided in the latter is acted upon by fuel under high pressure.
  • the inlet throttle 14 opens into the upper boundary wall 30 of the control chamber 15, which on the other hand is delimited by the piston surface 17 of a piston 16 arranged coaxially to the axis of symmetry of the injector body 3.
  • a cylindrical boundary wall 32 of the control chamber 15 is located between the two boundary surfaces 17 and 30.
  • a movement of the injection nozzle from its seat can thus be achieved by pressurizing or relieving pressure in the control chamber 15, i. H. opening or closing the injector.
  • control chamber 15 While the control chamber 15 is pressurized within the injector body 3 via the line system 11, 12, 13, 14, the pressure relief of the control chamber 15 within the injector 3 and thus a vertical upward movement of the piston 16 with its piston surface 17 into the control chamber 15 can thereby be achieved be that over the Druckentlastimg of the upper control chamber 6, the injector body 3 as a whole, a vertical drive-up movement is impressed.
  • the control chamber 15 can be drained by a drain throttle 18 opening into its cylinder wall 32 and an adjoining bore with a corresponding upward movement of the injector body 3 via a pressure relief line 28, so that when the piston 16 moves upwards with its piston surface 17 into the control chamber 15 whose pressure relief an opening of the nozzle needle of the injector 5 can be achieved from its seat.
  • the injector body 3 is placed in a position in which the nozzle feed line 21 is closed on the high-pressure side by the abutment of a seat surface 22 of the injector 3 on the housing 2. H.
  • the high-pressure fuel volume contained in the annular space 20 is in contact with the control space 15 via the bores 12, 13, 14 and thereby closes the nozzle; on the other hand, there is no fuel under high pressure in the nozzle chamber of the injection nozzle 5, since the sealing seat 22 separates the nozzle inlet 21 from the high-pressure collecting chamber inlet 11 on the housing side.
  • Relieving the pressure on the upper control chamber 6 by actuating the electric actuator 10 leads to a pressure relief of the upper control chamber 6.
  • the cylindrical end face of the injector body 3 moves into the latter, so that a vertical opening movement of the injector body 3 in the housing 2 of the injector 1 occurs.
  • a first slide 23 moves on the injector body 3 Via a first control edge 24 on the housing side.
  • the injector body 3 can be opened further. This leads to the opening of the second slide 25 after passage of the control edge 26 provided on the housing side. If the second slide is open, pressure relief of the control chamber 15 by the outlet throttle 18 occurs in the annular space surrounding the injector body 3, which contains a drain line 28 , By opening the second slide when controlling the valve body 3, d. H. the generation of the full vertical stroke movement of the injector body 3 in the housing 2 surrounding it, an abrupt pressure relief of the control chamber 15 is possible, so that the piston 16 with its piston surface 17 moves into it. In this operating state, the nozzle needle of the injection nozzle 5 opens on its seat surface, so that the fuel volume present in the nozzle feed line 21 - the seat surface 22 of the injector body 3 is open - can be injected under high pressure.
  • the injector is pressure controlled, while in the partial stroke mode, i.e. H. the generation of only one upward movement of the injector body 3, which corresponds to the stroke 27, the injector is stroke-controlled.
  • a leakage oil chamber is identified by reference numeral 29, in which fuel from the control chamber 15 collects along the piston 16. This, like the control volume flowing out of the upper control chamber 6 via the relief line 7 and the control volume flowing out of the control chamber 15 provided in the injector body 3 via the outlet throttle 18 and the outlet line 28, is fed back to the fuel tank.
  • both the high-pressure collecting chamber inlet 11 to the annular chamber 20 and the branch 8 to the upper control chamber 6 and the nozzle inlet 21 in the housing 2 of the injector 1 are designed as bores and the housing is made of high-strength metallic material. The same applies to the injector body 3 which can be moved up and down in the housing 2 of the injector 1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Injektor zum einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine. Es ist ein ein einem Gehäuse (2) bewegbarer Injektorkörper (3) vorgesehen, dessen vertikale Hubbewegung relativ zum Gehäuse (2) mittels eines über einen Aktor (10) druckentlastbaren Steuerraum (6) erfolgt. Über die vertikale Hubbewegung des Injektorkörpers (3) erfolgt das Verschliessenoder die Freigabe einer Düsenzulaufleitung (21) zur Einspritzdüse (5). Am Injektorkörper (3) sind zur Hub-/ bzw. Drucksteuerung des Injektors (1) versetzt zueinander ein erster Schieber (23) und ein zweiter Schieber (25) ausgeführt.

Description

Hub-/ und Druckgesteuerter Injektor mit Doppelschieber
Technisches Gebiet
Bei Einspritzsystemen an direkteinspritzenden Verbreimungslcraftmaschinen werden heute Hochdruckspeichersysteme (Common Rail) eingesetzt. Diese haben die Aufgabe, den Kraftstoff unter hohem Druck zu speichern. Druckschwingungen, die etwa durch die Pumpbewegung und den Einspritzvorgang entstehen können, sollen durch das im Hochdruckspeicher enthaltene Kraftstoffvolumen gedämpft werden. Der Kraftstoff wird mittels Injektoren in die Brennräume der Nerbrerrnungskraftmaschinen eingespritzt. An den Injektoren werden Spritzbeginn und Einspritzmenge eingestellt; diese werden vorzugsweise am Zylinderkopf einer Nerbrennungskraftmaschine angeordnet.
Stand der Technik
DE 198 35 494 AI bezieht sich auf eine Pump- Düse- Einheit. Diese dient der Kraftstoffzufuhr in einen Nerbrennungsraum von direkteinspritzenden Verbrennungsl raftmaschinen mit einer Pumpeneinheit zum Aufbau eines Einspritzdrucks. Zum Einspritzen des Kraftstoffes in den Verbrennungsraum sind Einspritzdüsen vorgesehen. Ferner umfasst das System eine Steuereinheit mit einem Steuerventil, das als nach außen öffnendes A-Nentil ausgebildet ist. Ferner ist eine Nentilbetätigungseinheit zur Steuerung des Druckaufbaus in der Pumpeneinheit umfasst. Um eine Pumpe- Düse- Einheit mit einer Steuereinheit zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat, kleinbauend ist und die insbesondere eine kurze Ansprechzeit hat, ist gemäß der Lösung aus DE 198 35 494 AI bekannt, die Ventilbetäti- gungseinheit als einen piezoelektrischen Aktor auszubilden.
DE 37 28 817 C 2 bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftma- schine. Diese enthält ein Drackteil zur Druckbeaufschlagung des Kraftstoffes, ferner einen Düsenteil zum Einspritzen des druckbeaufschlagten Kraftstoffes und ein zwischen dem Druckteil und dem Düsenteil angeordnetes Steuerteil. Dieses kreuzt eine das Druckteil mit dem Düsenteil verbindende Kraftstoffzufuhrleitung, einen zylindrischen Kanal, dessen Mittelachse die Kraftstoffzufuhrleitung ist. Dessen Ende ist als eine in eine mit einem" Kraftstoffrücklaufkanal verbundene Öffnung übergehende Steuerbohrung ausgebildet. Im - A -
Kanal ist ein Steuerventilglied vorgesehen, das mittels einer elektrischen Betätigungsein- richtung zwischen einer Offenstellung, in der die Kraftstoffzufuhrleitung und der Kraftstoffrücklaufkanal über die Steuerbohrung verbunden sind und einer Schließstellung, in der die Steuerbohrung verschlossen ist, bewegbar ist. Die Betätigungseinrichtung enthält ein längenverstellbares piezoelektrisches Element, welches mit einem Antriebskolben verbunden ist, dessen freie Stellfläche einer erheblich kleineren Stellfläche eines das Steuerventilglied mechanisch verstellenden Antriebstößels, durch einen mit inkompressiblen Kraftstoff gefüllten Hohlraum getrennt, gegenüber liegt. Im Antriebsstößel ist ein den Hohlraum mit dem Kraftstoffrücklaufkanal verbindender Durchgang ausgebildet, in dem ein Rückschlag- ventil sitzt. Dieses verschließt den Durchgang, wenn der Druck im Hohlraum den Druck im Kraftstoffrücklaufkanal übersteigt und den Durchgang öffnet, wenn der Druck im Hohlraum kleiner ist als der Druck im Kraftstoffrücklaufkanal.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich auf vorteilhafte Weise eine Injektorbauform erzielen, die sowohl eine Hubsteuerung des Injektorkörpers als auch dessen Drucksteuerung ermöglicht. Damit kann neuesten Anforderungen aus den Pflichtenhälften von Nutzkraftfahrzeugmotorenherstellern Rechnung getragen werden, die eine In- jektorsteuerung nach zwei getrennten Prinzipien fordern, um die Verbrennungsl raftma- schine stets im optimalen Betriebspunkt betreiben zu können.
Im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Injektor lässt sich durch die Konfiguration des 3/2- Wege-Nentils über den Hub des 3/2-Wege-Ventils der Druck im Düsenraum der Einspritz- düse schlagartig entlasten. Die schlagartige Entlastung des Düsenraumes bewirkt in diesem Betriebszustand eine Drucksteuerung des Injektors. Die schlagartige Entlastung des Düsenraumes erfolgt bei Durchsteuerung des Nentilkörpers im Gehäuse des Injektors unter Zurücklegung des vollen Hubweges; wird der Injektor hingegen im Teildruck betrieben, kann einer der im Injektorkörper ausgebildeten Schieber auch geschlossen sein, während der jeweils andere im Injektorkörper ausgebildete Schieber an seiner Steuerkante geöffnet ist und somit einen Hub zulässt. Die Schieber sind am im Injektorgehäuse in vertikaler Richtung bewegbaren Nentilkörper versetzt aufgenommen, so daß sich ein Übergang von Hubauf Drucksteuerung und umgekehrt des Injektors auf einfache Weise erzielen läßt und die vertikale Position des Injelctorkörpers relativ zum Injektorgehäuse definiert ist. Die vertikale Bewegung des Injektorkörpers im Gehäuse des Injektors erfolgt durch einen an einem Ende des Nentilkörpers vorgesehenen Piezoaktor oder eines anderen elektrischen Stellelementes, mit dem sich unter Einwirkung kürzester Ansprechzeiten unterschiedlich ein Schließen - bzw. Öffnen der einzelnen Schieber/Steuerkantenkombination erzielen lässt. Als Aktoren zur Druckentlastung des Steuerraumes lassen sich vorteilhaft Magnetventile oder Piezoaktoren einsetzen.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Injektor durch ein 3/2-Wege-Nentil, an dessen Injektorkörper zwei zueinander in vertikaler Richtung versetzte Schieberkanten ausgebildet sind.
Ausführungsvarianten
Der Darstellung gemäß der einzigen Figur ist der Längsschnitt durch einen Injektorkörper entnehmbar, an dem Zweischieber-/Steuerkanten ausgebildet sind.
Der m der Darstellung gemäß Figur 1 wiedergegebene Injektor 1 zum Einspritzen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff in die Brennräume einer Nerbrennungskraftmaschi- ne ist Bestandteil eines Einspritzsystems, welches einen Hochdracksammelraum (Common Rail) umfaßt. Im Hochdracksammelraum (Common Rail) wird der Kraftstoff mittels einer Pumpe auf einem extrem hohen Druckniveau gehalten, um das im Pumpenraum vorliegende Kraftstoffvolumen als Dämpfungselement für durch die Pumpenbewegung induzierte Drackspülungen bzw. durch die Bewegung des Injektors im Leitungssystem induzierte Druckschwingung zu nutzen.
Der aus der Darstellung gemäß Figur 1 hervorgehende Injektor 1 umfaßt im wesentlichen ein in einem Gehäuse 2 vertikal bewegbaren Injektorkörper 3. Der Injektorkorper 3 ist als rotationssymmetrisches Bauteil in einer Bohrung des Gehäuses 2 eingelassen. Am unteren Ende des Injektorkörpers 3 ist- diesem gegenüberliegend ein Drackstangenelement 4 angeordnet, welches einem Kolben 16 gegenüberliegt, der seinerseits mit einem im Injektorkörper 3 ausgebildeten Steuerraum 15 zusammenwirkt.
An der Oberseite des Injektorkörpers 3 gemäß der Darstellung aus Figur 1 befindet sich, dessen oberer zylindrischer Stirnfläche gegenüberliegend, ein Steuerraum 6. Der Steuerraum 6 ist konstant über einen Abzweig 8 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgt, so daß gewährleistet ist, daß stets eine ausreichende Steuermenge von Kraftstoff im oberen Steuerraum 6 vorliegt. In die Zuleitung 8, die einerseits in den oberen Steuer- räum 6 mündet und andererseits vom Hochdrucksammeiraum - Zulauf abzweigt ist ein Drosselelement eingelassen. Der obere Steuerraum 6 ist über eine Entlastungsöffhung 7, an welche sich eine Ablaufdrossel 9 anschließt, druckentlastbar. Die Drackentlastung des oberen Steuerraumes 6 und damit die Induzierang der vertikalen Auf- bzw. Abbewegung des Injektorkörpers 3 im Gehäuse 2 des Injektors erfolgt durch die Ansteuerung eines Aktor- elementes 10, welches beispielsweise als ein Magnetventil oder als ein Piezoaktor ausgebildet sein kann und den Druck auf das als Schließelement dienende Kugelelement steuert. Wird das als Schließelement fungierende Kugelelement druckentlastet, gibt es seine Sitzfläche frei, so daß ein entsprechend der Ablaufdrosselkonfiguration 9 sich einstellendes Kraftstoffvolumen kontinuierlich über die Entlastungsöffhung 7 aus dem oberen Steuer- räum 6 abfließt, so daß sich eine vertikale Hochfahrbewegung des Injektorkörpers 3 im Gehäuse 2 des Injektors 1 einstellt.
Über den Hochdracksammelraumzulauf 11, der in einem ringförmig sich um den Injektorkörper 3 erstreckenden Ringraum 20 mündet, wird ein im inneren des Injektorkörpers 3 vorgesehenes Bohrungssystem mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Über eine Querbohrung 12, die sich senkrecht zur Symmetrielinie des Injektorkörpers 3 erstreckt und eine mit dieser in Verbindung stehende, koaxial zur Symmetrielinie des Injektorkörpers 3 verlaufende Zentralbohrung 13, wird ein am Ende der Zentralbohrung 13 liegendes Zulauf drosselelement 14 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beauf- schlagt. Über das Zulaufdrosselelement 14 am Ende der Zentralbohrung 13 im Injektorkörper 3 wird ein in diesem vorgesehener Steuerraum 15 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Die Zulaufdrossel 14 mündet in der oberen Begrenzungswand 30 des Steuerraumes 15, der andererseits von der Kolbenfläche 17 eines koaxial zur Symmetrieachse des Injektorkörpers 3 angeordneten Kolbens 16 begrenzt ist. Zwischen den bei- den Begrenzungsflächen 17 bzw. 30 befindet sich eine zylindrische Begrenzungswand 32 des Steuerraumes 15. Der Kolben 16, der durch Druckbeaufschlagung bzw. Druckentla- - j -
stung des Streuerraumes 15 eine vertikale Bewegung ausführt, liegt mit seiner der Kolbenfläche 17 gegenüberliegenden Fläche an einer Druckstange 4 an, die mechanisch mit der Einspritzdüse 5 verbunden ist. Somit kann durch Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des Steuerraumes 15 eine Bewegung der Einspritzdüse aus ihrem Sitz erreicht werden, d. h. ein Öffnen oder ein Schließen der Einspritzdüse.
Während die Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 15 innerhalb des Injektorkörpers 3 über das Leitungssystem 11, 12, 13, 14 erfolgt, kann die Druckentlastung des Steuerraumes 15 innerhalb des Injektors 3 und damit eine vertikale Auffahrbewegung des Kolbens 16 mit seiner Kolbenfläche 17 in den Steuerraum 15 dadurch erreicht werden, dass über die Druckentlastimg des oberen Steuerraumes 6 dem Injektorkörper 3 als Ganzes eine vertikale Auffahrbewegung aufgeprägt wird. Der Steuerraum 15 ist durch eine in seiner Zylinderwandung 32 mündende Ablaufdrossel 18 und eine sich daran anschließende Bohrung bei entsprechender Auffahrbewegung des Injektorkörpers 3 über eine Druckentlastungsleitung 28, die Leckölleitung drackentlastbar, so daß bei Auffahrbewegungen des Kolbens 16 mit seiner Kolbenfläche 17 in den Steuerraum 15 bei dessen Druckentlastung eine Öffnung der Düsennadel der Einspritzdüse 5 aus ihrem Sitz erzielbar ist.
Im Gehäuse 2 des Injektors 1 ist darüber hinaus eine Düsenzulaufleitung 21, die hoch- druckfest ausgelegt ist, aufgenommen, über welche die Einspritzdüse 5, die hier nicht dargestellt ist, mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagbar ist. In der in Figur 1 dargestellten Zeichnung ist der Injektorkörper 3 in einer Position gestellt, in der die Düsenzulaufleitung 21 durch Anliegen einer Sitzfläche 22 des Injektors 3 am Gehäuse 2 hochdruckseitig geschlossen ist, d. h. das im Ringraum 20 enthaltene unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen liegt zwar über die Bohrungen 12, 13, 14 am Steuerraum 15 an und verschließt dadurch die Düse; andererseits steht im Düsenraum der Einspritzdüse 5 kein unter hohem Druck stehender Kraftstoff an, da der Dichtsitz 22 den Düsenzulauf 21 vom Hochdrucksammelraumzulauf 11 gehäuseseitig abtrennt.
Eine Entlastung des oberen Steuerraum 6 durch Ansteuerung des elektrischen Aktors 10 führt zu einer Druckentlastung des oberen Steuerraums 6. Dadurch fahrt die zylindrische Stirnfläche des Injektorkörpers 3 in diesen ein, so daß sich eine vertikale Auffahrbewegung des Injektorkörpers 3 im Gehäuse 2 des Injektors 1 einstellt. Je nachdem, welches Steuervolumen über die Entlastungsöffnung 7 und die sich anschließende Ablaufdrossel 9 aus dem oberen Steuerraum 6 entwichen ist, fahrt ein erster Schieber 23 am Injektorkörper 3 über eine gehäuseseitig ausgebildete erste Steuerkante 24. Dadurch ist bei Öffnung der Dichtfläche 22 und damit der Druckbeaufschlagung der Düsenzulaufleitung 21 zur Einspritzdüse 5 sichergestellt, dass kein unter hohem Druck stehender Kraftstoff direkt in eine Ablaufleitung 28 eintreten kann, d. h. der Injektor ist leckölseitig geschlossen. In diesem Teilhubmodus ist sicherzustellen, daß das aus dem oberen Steuerraum 6 entwichene Steuervolumen dem Injektor 3 gerade einen Hubweg 27 aufprägt, welcher ausreichend bemessen ist, um die Steuerkante 24 gehäuseseitig und die Iηjektorkörperseitig vorgesehene Schieberkante 23 zur Überdeckung zu bringen.
Bei einer weiteren, darüber hinausgehenden Drackentlastung des oberen Steuerraumes 6 durch Öffnung der Entlastungsöffhung 7 bzw. Ansteuerung des elektrischen Aktors 10 ist ein weiteres Auffahren des Injektorkörpers 3 möglich. Dadurch kommt es zum Öffnen des zweiten Schiebers 25 nach Passage der gehäuseseitig vorgesehenen Steuerkante 26. Ist der zweite Schieber geöffnet, so tritt eine Druckentlastung des Steuerraumes 15 durch die Ab- laufdrossel 18 in den den Injektorkörper 3 umgebenden Ringraum ein, welcher eine Ablaufleitung 28 enthält. Durch das Öffnen des zweiten Schiebers bei einer Durchsteuerung des Ventilkörpers 3, d. h. dem Erzeugen der vollen vertikalen Hubbewegung des Injektorkörpers 3 im diesen umgebenden Gehäuse 2, ist eine schlagartige Drackentlastung des Steuerraumes 15 möglich, so dass der Kolben 16 mit seiner Kolbenfläche 17 in diesen ein- fährt. In diesem Betriebszustand öffnet die Düsennadel der Einspritzdüse 5 an ihrer Sitzfläche, so dass das in der Düsenzuleitung 21 anstehende -die Sitzfläche 22 des Injektorkörpers 3 ist geöffnet- unter hohem Druck stehende Kraftstoffvolumen eingespritzt werden kann.
In diesem Zustand ist der Injektor druckgesteuert, während im Teilhubmodus, d. h. der Erzeugung lediglich einer Auffahrbewegung des Injektorkörpers 3, welche dem Hubweg 27 entspricht der Injektor hubgesteuert ist.
Mit Bezugszeichen 29 ist ein Leckölraum identifiziert, in welchem sich am Kolben 16 entlangströmender Kraftstoff aus dem Steuerraum 15 sammelt. Dieser wird, wie auch das über die Entlastungsleitung 7 aus dem oberen Steuerraum 6 abströmende Steuervolumen sowie das über die Ablaufdrossel 18 und die Ablaufleitung 28 aus dem im Injektorkörper 3 vorgesehenen Steuerraum 15 abströmende Steuervolumen, wieder dem Kraftstoffbehälter zugeführt. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß aus Festigkeitsgründen und um einen dauerfesten Betrieb der erfmdungsgemäßen Injektorkonfiguration zu gewährleisten, sowohl der Hochdracksammelraumzulauf 11 zum Ringraum 20 als auch der Abzweig 8 zum oberen Steuerraum 6 sowie der Düsenzulauf 21 im Gehäuse 2 des Injektors 1 als Bohrungen gestaltet sind und das Gehäuse aus hochfestem metallischen Werkstoff gefertigt ist. Gleiches gilt für den im Gehäuse 2 des Injektors 1 auf- und abbewegbaren Injektorkörper 3.

Claims

Patentansprüche
1. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungs- kraftmaschine, mit einem in einem Gehäuse (2) bewegbaren Injektorkörper (3), dessen vertikale Hubbewegung relativ zum Gehäuse (2) über ein mittels eines Aktors (10) druckentlastbaren Steuerraum (6) erfolgt, und über die vertikale Hubbewegung des Injektorkörpers (3) das Verschließen oder die Freigabe einer Düsenzu- laufleitung (21) zur Einspritzdüse (5) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß am Injektorkörper (3) zur Hub-/ bzw. Drucksteuerang des Injektors versetzt zueinander ein erster Schieber (23) und ein weiterer Schieber (25) ausgeführt sind.
2. Injektor gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilhubweg (27) zum Schließen des ersten Schiebers (23) kleiner ist als der zur Öffnung des weiteren Schiebers (25) notwendige Hubweg zur Druckentlastung eines Steuerraumes (15) im Inj ektorkörper (3 ) .
3. Injektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Injektorkörper (3) ein über den Hochdrackzulauf (11) beaufschlagbarer Steuerraum (15) ausgebildet ist, der über eine Ablaufdrossel (18) drackentlastbar ist.
4. Injektor gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektorkörper (3) ein Bohrungssystem (12), (13) sowie eine Zulaufdrossel (14) enthält, durch welche der Steuerraum (15) konstant unter Hochdruck steht.
5. Injektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (5) mit einer Kolben/Druckstangen Anordnung (4), (16) mechanisch mit der Düse verbunden ist und bei Drackentlastung des Steuerraumes (15) die Einspritzdüse (5) öffnet.
6. Injektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieber (23), (25) gehäuseseitig mit Steuerkanten (24), (26) zusammen arbeiten.
7. Injektor gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den am Gehäuse (2) des Injektors (1) ausgebildeten Steuerkanten (24), (26) in einer Druk- kentlastungsleitung (28) mündet.
8. Injektor gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die vertikale Hubbe- wegung des Injektorkörpers (3) steuernde Steuerraum (6) über einen Abzweig (8) vom Hochdracksammelraumzulauf (11) beaufschlagbar und über einen ansteuerbaren Aktor (10) mit vorgeschaltetem Ablaufdrosselelement drackentlastbar ist.
9. Injektor gemäß der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Öffnung einer Sitzfläche (22) am Ventilraum (20) im Gehäuse (2) des Injektors (1) die Düsenzuleitung (21) mit Hochdruck beaufschlagt ist und gleichzeitig der erste Schieber (23), (24) geschlossen und die Öffnung der Düse (5), durch Druckentlastung des Steuerraumes (15), über ein Öffnen des Schiebers (25), (26) in die Ablaufleitung (28) erfolgt.
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