WO2006034910A1

WO2006034910A1 - Fuel injection device

Info

Publication number: WO2006034910A1
Application number: PCT/EP2005/053823
Authority: WO
Inventors: Hubert Greif
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-04-06
Also published as: DE102004046899A1

Abstract

The invention relates to a fuel injection device (1) comprising a pump/nozzle unit (2) with a compression space (4) for compressing fuel, and an injector (5) for injecting compressed fuel into the respective cylinder. This compression space (4) can be filled with fuel to be compressed via a first control valve (15), and the injector (5) has a nozzle space (6) connected to the compression space (4). The fuel injection device also comprises a control space (8), which is connected to the compression space and which can be connected to the low pressure side (18) via a second control valve (16), and comprises a nozzle needle (11), which can be displaced counter to the action of a closing force and which, for closing and opening injection openings (14) of the nozzle space (6), can be actuated via a first control surface (12) located in the nozzle space (6) and acting in the valve opening direction, and via a second control surface (13) located in the control space (8) and acting in the valve closing direction. According to the invention, the first control valve (15) is provided in the form of a sliding valve with a valve slide (23), which can be displaced by an actuator (21) counter to the action of a first restoring force out of a closed valve position and into an open valve position, and the second control valve (16) has a displaceable valve actuating element (32) that is entrained by another advancing of the valve slide (23) counter to the action of a second restoring force out of an open valve position and into a closed valve position.

Description

Kraftstoffeinspritzvorrichtunq Kraftstoffeinspritzvorrichtunq

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injection device according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist beispielsweise durch die DE 102 38 951 A1 bekannt geworden.Such a fuel injection device has become known for example from DE 102 38 951 A1.

Die aus DE 102 38 951 A1 bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet eine so genannte Pumpe-Düse-Einheit (PDE-Einspritzsystem) zur Erzeugung von hohen Einspritzdrücken. Die Pumpe-Düse-Einheit umfasst eine Druckerzeugungseinheit mit einem Pumpkolben für den Druckaufbau, einen Injektor zum Einspritzen desThe fuel injection device known from DE 102 38 951 A1 uses a so-called pump-nozzle unit (PDE injection system) for generating high injection pressures. The unit injector comprises a pressure generating unit with a pump piston for pressurization, an injector for injecting the

Kraftstoffs in den Brennraum eines Zylinders und eine Steuerungseinheit, z.B. ein elektromagnetisches Ventil. Jeder Motorzylinder verfügt über eine solche Pumpe- Düse-Einheit, die sich im Zylinderkopf befindet und z.B. über einen Kipphebel von einer Motornockenwelle betätigt wird. Der Injektor weist eine gegen die Wirkung einer Schließfeder verschiebbare Düsennadel auf, die eine in einem Düsenraum befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche und eine in einem Steuerraum befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche aufweist und Einspritzöffnungen des Düsenraums verschließt oder freigibt. Die Befüllung der Druckerzeugungseinheit mit Kraftstoff aus einem Niederdrucksystem erfolgt während der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens. Nachdem die Verbindung der Druckerzeugungseinheit zum Niederdrucksystem durch ein erstes Steuerventil der Steuerungseinheit abgesperrt ist, wird durch die Abwärtsbewegung des Pumpkolbens im Düsenraum und im Steuerraum des Injektors Druck aufgebaut. Die Einspritzung mit dem im Düsenraum befindlichen Kraftstoff in den Brennraum des Zylinders erfolgt, wenn der Steuerraum über ein zweites Steuerventil derFuel into the combustion chamber of a cylinder and a control unit, e.g. an electromagnetic valve. Each engine cylinder has such a pump-nozzle unit located in the cylinder head and e.g. is actuated via a rocker arm of an engine camshaft. The injector has a nozzle needle displaceable against the action of a closing spring, which has a first control surface located in a nozzle chamber and acting in the valve opening direction and a second control surface acting in a control chamber, acting in the valve closing direction, and closing or opening injection openings of the nozzle chamber. The filling of the pressure generating unit with fuel from a low-pressure system takes place during the upward movement of the pump piston. After the connection of the pressure generating unit to the low pressure system is shut off by a first control valve of the control unit, pressure is built up by the downward movement of the pump piston in the nozzle chamber and in the control chamber of the injector. The injection with the fuel located in the nozzle chamber into the combustion chamber of the cylinder takes place when the control chamber via a second control valve of

Steuerungseinheit mit der Niederdruckseite verbunden wird. Dadurch wird der Steuerraum druckentlastet, und der im Düsenraum herrschende Druck reicht aus, die Düsennadel gegen die Wirkung der Schließfeder aufzusteuern. Bei der bekannten Kraftstoffvorrichtung kann zwar der Düsenöffnungsdruck flexibel im gesamten Kennfeld gesteuert werden, allerdings muss dabei die Betätigung der beiden Steuerventile zeitlich genau aufeinander abgestimmt sein, was einen erhöhten Steueraufwand erfordert.Control unit is connected to the low pressure side. As a result, the control chamber is depressurized, and the pressure prevailing in the nozzle chamber pressure is sufficient aufzusteuern the nozzle needle against the action of the closing spring. Although in the known fuel device, the nozzle opening pressure can be flexibly controlled in the entire map, however, while the operation of the two control valves must be timed precisely matched, which requires increased tax expense.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass für beide Steuerventile ein einziger Stellantrieb vorgesehen ist und die beiden Steuerventile in Stellrichtung des Stellantriebs miteinander mechanisch gekoppelt sind. Dadurch ist sicher gestellt, dass der Ventilschieber stets in seiner geöffneten Ventilstellung ist, wenn das Ventilstellglied des zweiten Steuerventils betätigt wird.The fuel injection device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that for both control valves, a single actuator is provided and the two control valves are mechanically coupled together in the direction of the actuator. This ensures that the valve spool is always in its open valve position when the valve actuator of the second control valve is actuated.

Vorzugsweise ist die zweite Rückstellkraft größer als die erste Rückstell kraft, so dass das Ventilstellglied des zweiten Steuerventils einen Anschlag bildet, an dem der aus seiner geschlossenen Ventilstellung verschobene Ventilschieber anliegt.Preferably, the second restoring force is greater than the first return force, so that the valve actuator of the second control valve forms a stop against which the displaced from its closed valve position valve slide.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and claims removed.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the fuel injection device according to the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung;1 shows a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of the fuel injection device according to the invention;

Fig. 2 einen Längsschnitt der in Fig. 1 schematisch gezeigtenFig. 2 is a longitudinal section of the one shown schematically in Fig. 1

Ventilanordnung; Fign. 3a bis 3c vergrößerte Ausschnittsdarstellungen von Schieber- undValve assembly; FIGS. 3a to 3c enlarged detail views of slider and

Kegelsitzventilen der Ventilanordnung gemäß IM in Fig. 2 in unterschiedlichen Schaltstellungen;Conical seat valves of the valve assembly according to IM in Figure 2 in different switching positions.

Fig. 4 die in der Ventilanordnung der Fig. 2 wirkenden Federkräfte inFig. 4, the force acting in the valve assembly of FIG. 2 spring forces in

Abhängigkeit vom Verschiebeweg eines Ventilschiebers des Schieberventils; undDependence on the displacement of a valve spool of the slide valve; and

Fig. 5 einen Hydraulikschaltplan einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.Fig. 5 is a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of the fuel injection device according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 für Brennkraftmaschinen umfasst eine Pumpe-Düse-Einheit (PDE) 2 für jeden Zylinder derThe internal combustion engine fuel injector 1 shown in FIG. 1 comprises a unit injector unit (PDE) 2 for each cylinder

Brennkraftmaschine. Die Pumpe-Düse-Einheit 2 weist einen Pumpkolben 3 und einen Kompressionsraum 4 zur Komprimierung von Kraftstoff sowie einen Injektor 5 zur Einspritzung von komprimiertem Kraftstoff in den Brennraum des jeweiligen Zylinders auf. Der Injektor 5 weist einen Düsenraum 6, der über eine Zufuhrleitung 7 an den Kompressionsraum 4 angeschlossen ist, einen Steuerraum 8, der über eine Zulaufdrossel 9 ebenfalls an den Kompressionsraum 4 angeschlossen ist, und eine gegen die Wirkung einer Schließfeder 10 verschiebbare Düsennadel 11 auf, welche über eine im Düsenraum 6 befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche 12 und über eine im Steuerraum 8 befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche 13 zum Schließen und Öffnen von Einspritzöffnungen 14 des Düsenraums 6 betätigbar ist. Die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung erfolgt über eine aus zwei Wege-Steuerventilen 15, 16 gebildete Ventilanordnung 17, wobei der Kompressionsraum 4 zur Befüllung mit Kraftstoff über das erste Steuerventil 15 mit einer Niederdruckseite (Leckageleitung) 18 verbindbar ist. Über eine Entlastungsleitung 19 mit Ablaufdrossel 20 ist der Steuerraum 8 zur Druckentlastung mittels des zweiten Steuerventils 16 mit der Niederdruckseite 18 verbindbar.Internal combustion engine. The pump-nozzle unit 2 has a pump piston 3 and a compression chamber 4 for compressing fuel and an injector 5 for injecting compressed fuel into the combustion chamber of the respective cylinder. The injector 5 has a nozzle chamber 6, which is connected via a supply line 7 to the compression chamber 4, a control chamber 8, which is also connected via an inlet throttle 9 to the compression chamber 4, and a displaceable against the action of a closing spring 10 nozzle needle 11, which is actuated via a located in the nozzle chamber 6, acting in the valve opening direction first control surface 12 and a located in the control chamber 8, acting in the valve closing direction second control surface 13 for closing and opening of injection openings 14 of the nozzle chamber 6. The control of the fuel injection via a two-way control valves 15, 16 formed valve assembly 17, wherein the compression chamber 4 for filling with fuel via the first control valve 15 with a low-pressure side (leakage line) 18 is connectable. Via a discharge line 19 with outlet throttle 20, the control chamber 8 can be connected to the pressure relief by means of the second control valve 16 with the low pressure side 18.

Die beiden Steuerventile 15, 16 haben einen gemeinsamen Stellantrieb 21 und sind mechanisch derart miteinander gekoppelt, dass die Ventilanordnung 17 insgesamt drei unterschiedliche Ventilstellungen aufweist. Der Stellantrieb 21 ist ein Magnetantrieb oder ein piezoelektrischer Antrieb. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ventilstellung ist das erste Steuerventil 15 geöffnet und das zweite Steuerventil 16 geschlossen, so dass der Kompressionsraum 4 während der Aufwärtsbewegung des von einer Motornockenwelle 22 betätigten Pumpkolbens 3 mit Kraftstoff aus dem Niederdrucksystem befüllt wird. In der zweiten Ventilstellung sind beide Steuerventile 15, 16 geschlossen, so dass durch die Abwärtsbewegung des Pumpkolbens 3 der Druckaufbau im Düsenraum 6 und im Steuerraum 8 erfolgt. Der im Steuerraum 8 herrschende Schließdruck und die Schließkraft der Schließfeder 10 sind größer als der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck, so dass die Einspritzöffnungen 14 weiterhin geschlossen bleiben. In der dritten Ventilstellung ist das erste Steuerventil 15 geschlossen und das zweite Steuerventil 16 geöffnet. Der Steuerraum 8 wird dadurch druckentlastet, und der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck reicht nun aus, die Düsennadel 11 gegen die Wirkung der Schließfeder 10 und des im Steuerraum 8 herrschenden Schließdrucks aufzusteuern. Dadurch ist in einfacher, kostengünstiger Weise eine flexible Steuerung des Öffnungsdruckes der Düsennadel 11 im Bereich von 250 bis 2000 bar möglich.The two control valves 15, 16 have a common actuator 21 and are mechanically coupled together so that the valve assembly 17 in total has three different valve positions. The actuator 21 is a magnetic drive or a piezoelectric drive. In the first valve position shown in FIG. 1, the first control valve 15 is opened and the second control valve 16 is closed, so that the compression space 4 is filled with fuel from the low-pressure system during the upward movement of the actuated by a camshaft 22 pump piston 3. In the second valve position both control valves 15, 16 are closed, so that the pressure buildup in the nozzle chamber 6 and in the control chamber 8 takes place by the downward movement of the pump piston 3. The prevailing in the control chamber 8 closing pressure and the closing force of the closing spring 10 are greater than the pressure prevailing in the nozzle chamber 6 opening pressure, so that the injection openings 14 remain closed. In the third valve position, the first control valve 15 is closed and the second control valve 16 is opened. The control chamber 8 is thereby relieved of pressure, and the pressure prevailing in the nozzle chamber 6 opening pressure is now sufficient aufzusteuern the nozzle needle 11 against the action of the closing spring 10 and the pressure prevailing in the control chamber 8 closing pressure. As a result, a flexible control of the opening pressure of the nozzle needle 11 in the range of 250 to 2000 bar is possible in a simple, cost-effective manner.

In Fig. 2 ist die Ventilanordnung 17 in ihrer ersten Ventilstellung im Detail gezeigt. Das erste Steuerventil 15 ist als Schieberventil mit einem Ventilschieber 23 ausgebildet ist, der in einer Bohrung des Ventilgehäuses 24 geführt und durch ein Stellelement 25 des Stellantriebs 21 gegen die Wirkung einer ersten Rückstellfeder 26 in Richtung 27 verschiebbar ist. Eine Ventildichtkante 28 am Ventilschieber 23 wirkt mit einer Dichtkante 29 am Ventilgehäuse 24 zusammen, die einen Ringraum 30, in welchen die Zufuhrleitung 7 mündet, von einem Ringraum 31 trennt, an welchen die Leckageleitung 18 angeschlossen ist. In der in Fig. 2 gezeigten ersten Ventilstellung sind die beiden Ringräume 30, 31 durch den Ventilschieber 23 nicht gesperrt, d.h., die Zufuhrleitung 7 und die Leckageleitung 18 sind miteinander verbunden. Das zweite Steuerventil 16 ist als Kegelsitzventil mit einem Ventilstellglied 32 ausgebildet, das in der Führungsbohrung des Ventilgehäuses 24 koaxial zum Ventilschieber 23 geführt und gegen die Wirkung einer zweiten Rückstellfeder 33 in Richtung 27 verschiebbar ist. Eine konische Ventildichtfläche 34 am Ventilstellglied 32 wirkt mit einer konischen Ventilsitzfläche 35 am Ventilgehäuse 24 zusammen, die einen Ringraum 36, in welchen die Entlastungsleitung 19 mündet, vom Ringraum 31 trennt. In der in Fig. 2 gezeigten ersten Ventilstellung sperrt das Ventilstellglied 32 die Verbindung der beiden Ringräume 31 , 36, d.h., die Entlastungsleitung 19 ist nicht mit der Leckageleitung 18 verbunden.In Fig. 2, the valve assembly 17 is shown in detail in its first valve position. The first control valve 15 is designed as a slide valve with a valve slide 23 which is guided in a bore of the valve housing 24 and by an actuating element 25 of the actuator 21 against the action of a first return spring 26 in the direction 27 slidably. A valve sealing edge 28 on the valve slide 23 cooperates with a sealing edge 29 on the valve housing 24, which separates an annular space 30, into which the feed line 7 opens, from an annular space 31, to which the leakage line 18 is connected. In the first valve position shown in Fig. 2, the two annular spaces 30, 31 are not blocked by the valve spool 23, that is, the supply line 7 and the leakage line 18 are connected to each other. The second control valve 16 is formed as a conical seat valve with a valve actuator 32 which is guided in the guide bore of the valve housing 24 coaxial with the valve spool 23 and against the action of a second return spring 33 in the direction 27 is displaceable. A conical valve sealing surface 34 on the valve actuator 32 cooperates with a conical valve seat surface 35 on the valve housing 24, which an annular space 36, in which the discharge line 19 opens, separates from the annulus 31. In the first valve position shown in Fig. 2, the valve actuator 32 locks the connection of the two annular spaces 31, 36, ie, the discharge line 19 is not connected to the leakage line 18.

Das Ventilstellglied 32 ist axial zwischen dem Ventilschieber 23 und den beiden Rückstellfedern 26, 33 angeordnet. Die erste Rückstellfeder 26 ist von der zweiten Rückstellfeder 33 koaxial umgeben und wirkt auf den Ventilschieber 23 über eine Druckstange 37, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung des Ventilstellglieds 32 erstreckt.The valve actuator 32 is disposed axially between the valve spool 23 and the two return springs 26, 33. The first return spring 26 is coaxially surrounded by the second return spring 33 and acts on the valve spool 23 via a push rod 37 which extends through an axial through hole of the valve actuator 32.

In der in Fig. 3a gezeigten ersten Ventilstellung ist der Ventilschieber 23 vom Ventilstellglied 32 um eine Distanz d axial beabstandet, die kleiner als die maximale Verschiebung D_max (Fig. 4) des Ventilschiebers 23 durch den Stellantrieb 21 ist. In der in Fig. 3b gezeigten zweiten Ventilstellung ist der Ventilschieber 23 durch den Stellantrieb 21 um die Distanz d = 0,25 mm gegen die Wirkung der erstenIn the first valve position shown in Fig. 3a, the valve spool 23 is axially spaced from the valve actuator 32 by a distance d which is smaller than the maximum displacement D _max (Fig. 4) of the valve spool 23 by the actuator 21. In the second valve position shown in Fig. 3b, the valve spool 23 by the actuator 21 by the distance d = 0.25 mm against the action of the first

Rückstellfeder 26 verschoben, so dass der Ventilschieber 23 am Ventilstellglied 32 anliegt. Durch weiteres Vorschieben des Ventilschiebers 23 um insgesamt D_max = 0,4 mm durch den Stellantrieb 21 wird das Ventilstellglied 32 vom Ventilschieber 23 in Richtung 27 mitgenommen, wobei auf den Ventilschieber 23 und das Ventilstellglied 32 nunmehr jeweils beide Rückstellfedern 26, 33 wirken. Wie Fig. 3c deutlich zeigt, ist zwischen Ventilgehäuse 24 und vorderem Ende des Ventilschiebers 23 ein Ringspalt 38 vorgesehen, über den in der dritten Ventilstellung die beiden Ringräume 31 , 36 miteinander verbunden sind.Return spring 26 is displaced, so that the valve spool 23 abuts the valve actuator 32. By further advancing the valve spool 23 by a total of D _max = 0.4 mm by the actuator 21, the valve actuator 32 is driven by the valve spool 23 in the direction 27, wherein on the valve spool 23 and the valve actuator 32 now both return springs 26, 33 act. As FIG. 3 c clearly shows, an annular gap 38 is provided between the valve housing 24 and the front end of the valve spool 23, via which the two annular spaces 31, 36 are connected to one another in the third valve position.

Das in Fig. 4 dargestellte Diagramm zeigt die auf den Ventilschieber 23 wirkende Federkraft F in Abhängigkeit vom Verschiebeweg x des Ventilschiebers 23. Bis zu einem Verschiebeweg x < d wirkt auf den Ventilschieber 23 die mit dem Verschiebeweg x stetig zunehmende Federkraft der Rückstellfeder 26. Sobald der Ventilschieber 23 am Ventilstellglied 32 zur Anlage kommt, d.h. bei x = d, tritt, da nun beide Rückstellfedern 26, 33 auf den Ventilschieber 23 wirken, eine sprungartige Federkrafterhöhung um mehr als das Doppelte ein. Die Federkraft nimmt dann mit dem weiteren Verschiebeweg stetig zu, bis die maximale Verschiebung D_max erreicht ist. Aufgrund der sprungartige Federkrafterhöhung bildet das Ventilstellglied 32 einen Anschlag für den in seine geöffnete Ventilstellung verschobenen Ventilschieber 23. Von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 unterscheidet sich die in Fig. 5 gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1' durch die Ausbildung des Injektors 50 als so genannte koaxiale Variodüse (KVD). In Fig. 5 sind funktionsgleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Der Injektor 50 weist eine dieThe diagram shown in Fig. 4 shows the force acting on the valve spool 23 spring force F as a function of the displacement x of the valve spool 23. Up to a displacement x <d acting on the valve spool 23 with the displacement x steadily increasing spring force of the return spring 26. Once the valve spool 23 comes to rest on the valve actuator 32, ie at x = d, since now both return springs 26, 33 act on the valve spool 23, a jump-like spring force increase by more than twice. The spring force then increases steadily with the further displacement path until the maximum displacement D _{max is} reached. Due to the sudden spring force increase, the valve actuator 32 forms a stop for the valve spool 23 which has been displaced into its open valve position. From the fuel injection device 1, the fuel injection device 1 'shown in Fig. 5 differs by the formation of the injector 50 as a so-called coaxial Variodüse (KVD). In Fig. 5 functionally identical parts with the same reference numerals as in Fig. 1 are designated. The injector 50 has a

Düsennadel 11 koaxial umgebende hohle äußere Düsennadel 51 auf, die gegen die Wirkung einer Schließfeder 52 verschiebbar und über eine im Düsenraum 6 befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende Steuerfläche 53 zum Öffnen von zweiten Einspritzöffnungen 54 des Düsenraums 6 betätigbar ist. Wenn der im Düsenraum 6 herrschende Öffnungsdruck größer als die Schließkraft der Schließfeder 52 ist, wird die äußere Ventilnadel 51 aufgesteuert, und die Kraftstoffeinspritzung erfolgt über die zweiten Einspritzöffnungen 54. Durch Entlasten des Steuerraums 8 wird dann auch die innere Ventilnadel 11 aufgesteuert, so dass die Kraftstoffeinspritzung über beide Einspritzöffnungen 14, 54 erfolgt. Über den Steuerraum 8, der nur auf die innere Düsennadel 11 wirkt, sind somit die oben erwähnten Vorteile nutzbar. Insbesondere lässt sich die innere Düsennadel 11 im Bereich von ca. 300 bar bis zum max. Druck, also ca. 2000 bar, flexibel durch den Steuerstrom des Stellantriebs (z.B. Magnetventils) 21 betätigen. Dadurch kann das Öffnungsverhalten der inneren Düsennadel 11 kontrolliert und der so genannte Mengensprung im Kennfeld vermieden werden. Ebenfalls kann, je nach Applikation und motorischen Anforderungen, schnell und flexibel reagiert und eine problemlose Anpassung an spezifische motorische Anforderungen erreicht werden. Nozzle needle 11 coaxially surrounding hollow outer nozzle needle 51, which is displaceable against the action of a closing spring 52 and actuated via a located in the nozzle chamber 6, acting in the valve opening direction control surface 53 for opening second injection openings 54 of the nozzle chamber 6. When the pressure prevailing in the nozzle chamber 6 opening pressure is greater than the closing force of the closing spring 52, the outer valve needle 51 is turned on, and the fuel injection via the second injection ports 54. By relieving the control chamber 8 and the inner valve needle 11 is then turned on, so that the Fuel injection via both injection ports 14, 54 takes place. Over the control chamber 8, which acts only on the inner nozzle needle 11, thus the above-mentioned advantages are available. In particular, the inner nozzle needle 11 can be in the range of about 300 bar to the max. Pressure, ie about 2000 bar, flexible actuated by the control current of the actuator (such as solenoid valve) 21. As a result, the opening behavior of the inner nozzle needle 11 can be controlled and the so-called quantity jump in the characteristic field can be avoided. Depending on the application and the motor requirements, it is also possible to respond quickly and flexibly and to achieve a smooth adaptation to specific motor requirements.

Claims

Patentansprüche claims

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung (1 ; 1 ') einer Brennkraftmaschinen, mit jeweils einer für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehenen Pumpe- Düse-Einheit (2) mit einem Kompressionsraum (4) zur Komprimierung von Kraftstoff und einem Injektor (5; 50) zur Einspritzung von komprimiertem Kraftstoff in den jeweiligen Zylinder, wobei der Kompressionsraum (4) über ein erstes Steuerventil (15) mit zu komprimierendem Kraftstoff befüllbar ist und wobei der Injektor (5; 50) einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Düsenraum (6), einen an den Kompressionsraum (4) angeschlossenen Steuerraum (8), der über ein zweites Steuerventil (16) mit der Niederdruckseite (18) verbindbar ist, und eine gegen die Wirkung einer Schließkraft verschiebbare Düsennadel (1 1 ) aufweist, welche über eine imA fuel injection device (1, 1 ') of an internal combustion engine, each with a provided for each cylinder of the internal combustion engine pump-nozzle unit (2) having a compression space (4) for compressing fuel and an injector (5; 50) for the injection of compressed fuel into the respective cylinder, wherein the compression space (4) via a first control valve (15) can be filled with fuel to be compressed and wherein the injector (5; 50) to the compression space (4) connected to the nozzle chamber (6), an the control chamber (8) connected to the compression chamber (4), which can be connected to the low-pressure side (18) via a second control valve (16), and a nozzle needle (11) which can be displaced against the action of a closing force and which has a valve pin (11)

Düsenraum (6) befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende erste Steuerfläche (12) und über eine im Steuerraum (8) befindliche, in Ventilschließrichtung wirkende zweite Steuerfläche (13) zum Schließen und Öffnen von Einspritzöffnungen (14) des Düsenraums (6) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Steuerventil (15) als Schieberventil mit einem Ventilschieber (23) ausgebildet ist, der durch einen Stellantrieb (21 ) gegen die Wirkung einer ersten Rückstell kraft aus einer geschlossenen Ventilstellung in eine offene Ventilstellung verschiebbar ist, und dass das zweite Steuerventil (16) ein verschiebbares Ventilstellglied (32) aufweist, das durch weiteresNozzle space (6) located, acting in the valve opening direction first control surface (12) and a control in the (8), acting in the valve closing direction second control surface (13) for closing and opening of injection openings (14) of the nozzle chamber (6) is actuated thereby characterized in that the first control valve (15) is designed as a slide valve with a valve slide (23) which is displaceable by an actuator (21) against the action of a first restoring force from a closed valve position to an open valve position, and that the second control valve (16) has a displaceable valve actuator (32) by further

Vorschieben des Ventilschiebers (23) gegen die Wirkung einer zweiten Rückstellkraft aus einer offenen Ventilstellung in eine geschlossene Ventilstellung mitgenommen wird.Advancing the valve spool (23) is taken against the action of a second restoring force from an open valve position to a closed valve position.

2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (23) in seiner geschlossenen Ventilstellung vom Ventilstellglied (32) um eine Distanz (d) axial beabstandet ist, die kleiner als die maximale Verschiebung (D_max) des Ventilschiebers (23) durch den Stellantrieb (21 ) ist. 2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the valve spool (23) in its closed valve position by the valve actuator (32) by a distance (d) is axially spaced, which is smaller than the maximum displacement (D _max ) of the valve spool (23) by the actuator (21).

3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Steuerventil (16) als Sitzventil, insbesondere als Kegelsitzventil, ausgebildet ist.3. Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the second control valve (16) is designed as a seat valve, in particular as a conical seat valve.

4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (21 ) ein Magnetantrieb oder ein piezoelektrischer Antrieb ist.4. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (21) is a magnetic drive or a piezoelectric drive.

5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (23) und das Ventilstellglied (32) koaxial zueinander und insbesondere axial hintereinander angeordnet sind.5. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the valve slide (23) and the valve actuator (32) are arranged coaxially to one another and in particular axially one behind the other.

6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rückstellkraft größer als die erste Rückstellkraft, vorzugsweise mindestens doppelt so groß, ist.6. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the second restoring force is greater than the first restoring force, preferably at least twice as large.

7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückstellkraft durch eine auf den7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the first restoring force by a on the

Ventilschieber (23) wirkende Rückstellfeder (26) und die zweite Rückstellkraft durch die erste Rückstellfeder (26) und eine auf das Ventilstellglied (32) des zweiten Steuerventils (16) wirkende zweite Rückstellfeder (33) gebildet ist.Valve slide (23) acting return spring (26) and the second restoring force by the first return spring (26) and on the valve actuator (32) of the second control valve (16) acting second return spring (33) is formed.

8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rückstellfeder (26) koaxial von der zweiten Rückstellfeder (33) umgeben ist und auf den Ventilschieber (23) über eine Druckstange (37) wirkt, die sich durch eine axiale Durchgangsbohrung des Ventilstellglieds (32) erstreckt.8. Fuel injection device according to claim 7, characterized in that the first return spring (26) is coaxially surrounded by the second return spring (33) and acts on the valve spool (23) via a push rod (37) extending through an axial through bore of the valve actuator (32) extends.

9. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (50) eine die Düsennadel (11 ) koaxial umgebende hohle äußere Düsennadel (51 ) aufweist, die gegen die Wirkung einer Schließkraft verschiebbar und über eine im Düsenraum (6) befindliche, in Ventilöffnungsrichtung wirkende Steuerfläche (53) zum Öffnen von Einspritzöffnungen (54) des Düsenraums (6) betätigbar ist. 9. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (50) has a nozzle needle (11) coaxially surrounding hollow outer nozzle needle (51) which against the The action of a closing force is displaceable and can be actuated via a control surface (53) which is located in the nozzle chamber (6) and acts in the valve opening direction to open injection openings (54) of the nozzle chamber (6).