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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus der Druckschrift
JP H11-22 582 A ist ein Injektor bekannt, welcher neben einem hubgesteuerten Pilotventil ein weiteres Steuerventil zur Steuerung des Kraftstoffflusses aufweist, so dass die Betriebscharakteristik des Injektors variierfähig ist. Daneben ist aus der Druckschrift
JP 2000-186 646 A ein Injektor bekannt, welcher ein hubgesteuertes Pilotventil aufweist sowie ein Nadelventil, welches als Drehventil ausgebildet unterschiedliche Einspritzquerschnitte drehstellungsabhängig freigeben kann.
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Aus einer Patentanmeldung der Anmelderin der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein gattungsgemäßer Kraftstoffinjektor (mit indirekter Nadelhubsteuerung) bekannt, welcher zwei hubgesteuerte Pilotventile zur selektiven Druckentlastung eines Steuerraums aufweist, womit variable Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten der Düsennadel im Rahmen von Einspritzvorgängen darstellbar sind und insoweit auch die Modulation eines Einspritzratenverlaufs ermöglicht ist. Aufgrund des regelmäßig begrenzten Bauraums im Injektorgehäuse ist eine Anordnung der einen ersten und einen zweiten Aktuator umfassenden Aktuatorik im Gehäuse jedoch problematisch.
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Daneben ist der Druckschrift
JP H11-257 1182 A auch eine korrespondierende Ausgestaltung mit einem hubgesteuerten und einem drehbetätigten Pilotventil entnehmbar, welche zur Anordnung nebeneinander vorgesehen sind.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffinjektor vorzuschlagen, welcher eine vorteilhaft äußerst kompakt bauende Doppelpilotventilbaugruppe mit einer Ventilanordnung in Strömungszweigen derart aufweist, dass – mit dem zusätzlichen Vorteil einer präzisen Funktion und zudem geringer bewegter Masse – eine beabsichtigte hohe Variabilität hinsichtlich der Formung des Einspritzratenverlaufs ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Kraftstoffinjektor mit einer Doppelpilotventilbaugruppe, welche ein erstes und ein zweites Pilotventil für die indirekte Hubsteuerung einer Düsennadel des Kraftstoffinjektors aufweist, wobei jedes Pilotventil der Doppelpilotventilbaugruppe über einen jeweiligen zugeordneten Aktuator betätigbar ist, welcher auf ein jeweiliges, sich axial erstreckendes Ventilglied des jeweiligen Pilotventils wirkt. Bei dem Kraftstoffinjektor ist das erste Pilotventil ein Sitzventil und das zweite Pilotventil ein Drehschieberventil. Erfindungsgemäß sind die Ventilglieder koaxial angeordnet und ein Ventilglied ist durch das andere Ventilglied hindurch geführt, wobei aus einem Steuerraum ein Strömungsweg zur Niederdruckseite geführt ist, welcher stromabwärts des ersten Pilotventils in einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig verzweigt, wobei das zweite Pilotventil in einem Zweig angeordnet ist.
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Der vorgeschlagene Kraftstoffinjektor kann, insbesondere durch die koaxiale Anordnung der Ventilglieder und durch die Ausbildung mit Drehschieberventil, vorteilhaft kompakt bauen. Auch bei räumlich weit auseinanderliegender Positionierung von zweitem Pilotventil und zugehörigem (Dreh-)Aktuator ist bei dem vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor aufgrund des Rotationsprinzips die zu überwindende Trägheit insgesamt geringer als bei einem translatorischen System. Das Drehschieberventil ist im Hinblick auf seine Schlitzsteuerung daneben vorteilhaft unempfindlich gegen Toleranzschwankungen in Längsrichtung des Injektors (axiale Richtung). Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor kann mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendet werden, insbesondere mit einer Common-Rail-Einspritzeinrichtung, z. B. für Kraftfahrzeuge.
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Vorgeschlagen wird insoweit auch eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor, insbesondere einer Mehrzahl von Kraftstoffinjektoren. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung für insbesondere den Betrieb einer Brennkraftmaschine kann eine Vorrichtung zur Hochdruckerzeugung aufweisen, z. B. mit einer Vorförder- und/oder einer Hochdruckpumpe, sowie einen Druckspeicher, z. B. ein Rail oder einen Einzeldruckspeicher, in welchen der hochdruckbeaufschlagte Kraftstoff förderbar ist und aus welchem der Injektor mit Kraftstoff versorgbar ist. Der Kraftstoff kann der Hochdruckerzeugungsvorrichtung aus einem Kraftstoffvorrat der Kraftstoffeinspritzeinrichtung zugeführt werden. Daneben können weitere übliche Komponenten im Rahmen der Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen sein, z. B. wenigstens ein Drucksensor, ein Leckagesammelbehältnis, ein Druckregelventil, ein Kraftstofffilter und z. B. eine Steuerung zur Steuerung der Einspritzvorgänge mittels der Doppelpilotventilbaugruppe des Injektors, insbesondere zur beabsichtigten Einspritzratenformung.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnungen, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 exemplarisch und schematisch eine Schnittansicht eines Kraftstoffinjektors gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 exemplarisch und schematisch eine weitere Schnittansicht des Kraftstoffinjektors gemäß 1;
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3 exemplarisch eine Detailansicht gemäß 1;
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4 exemplarisch und schematisch eine Detailansicht gemäß 2; und
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5 exemplarisch und schematisch ein Hydraulikschaltbild des Injektors gemäß 1 bis 4.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen entsprechen gleichen Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Die 1 bis 4 zeigen Ansichten eines Kraftstoffinjektors 1, welcher insbesondere zur indirekten Steuerung des Düsennadelhubs ausgebildet ist. Der Kraftstoffinjektor 1 ist zur Verwendung mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung vorgesehen, z. B. in einem Kraftfahrzeug, d. h. für den Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere mit Dieselkraftstoff oder Schweröl.
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Der Kraftstoffinjektor 1 weist ein Gehäuse 3 auf, welches bevorzugt mittels eines Düsenkörpers 5, einer (Zwischen-)Platte 7 und einer (Ventil-)Platte bzw. einem (Steuer-)Ventilgehäuse 9 gebildet ist. Düsenkörper 5, Zwischenplatte 7 und Steuerventilgehäuse 9 können mittels einer Überwurfmutter 11 axial verspannt sein, z. B. gegen ein weiteres Gehäuseteil 13, z. B. einen Einzeldruckspeicher, alternativ z. B. ein deckelndes Element.
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Im Düsenkörper 5 ist eine Düsennadel 15 axial verschieblich angeordnet (Richtung A in 1), deren Hub im Rahmen von Einspritzvorgängen über die selektive Entlastung eines Steuerraums 17 des Injektors 1 steuerbar ist, d. h. deren Hub indirekt steuerbar ist. Die Düsennadel 15 ist mittels einer Schraubendruckfeder (Düsenfeder) 19 in Schließrichtung –A gedrängt, der Steuerraum 17 mittels einer (Nadel-)Hülse 21 und dem Ende 23 der Düsennadel 15 und weiterhin der Zwischenplatte 7 definiert.
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Die Düsennadel 15 ist im Düsenkörper 5 von einem Ringraum 25 umgeben, in welchen hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff (Systemdruck) über wenigstens einen Hochdruckkanal 27 am Injektor 1, z. B. 2, einbringbar ist. Anliegender Hochdruck (HD) im Ringraum 25 bewirkt (bei Betrieb) eine Kraft gegen eine Schulter 29 an der Düsennadel 15, 2, in Öffnungsrichtung +A derselben. In Schließstellung des Düsenventils (das Düsenventil umfasst die Düsennadel 15 und einen Düsennadelsitz; nicht dargestellt) und anliegendem Hochdruck sind die auf die Düsennadel 15 wirkenden Kräfte in Öffnungs- und Schließrichtung hierbei im Gleichgewicht, wobei der Steuerraum 17 insbesondere auch hochdruckbeaufschlagt ist.
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Zur Öffnung des Düsenventils 15 kann das Kräftegleichgewicht durch Entlastung des Steuerraums 17 aufgelöst werden (Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum 17 zur Niederdruckseite (ND, Leckage)), so dass die Düsennadel 15 vom Sitz abhebt. Sobald sich der Hochdruck (HD) im Steuerraum 17 wieder aufbaut, i. e. nach Entlastung, wird die Düsennadel 15 unterstützt durch die Feder 19 zurück in den Nadelsitz verschoben, d. h. der Einspritzvorgang über wenigstens ein Spritzloch einer Düsenanordnung stromabwärts des Düsenventils endet.
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Erfindungsgemäß weist der Kraftstoffinjektor 1 weiterhin eine Doppelpilotventilbaugruppe 31 auf, welche ein erstes 33 und ein zweites 35 Pilotventil für die indirekte Hubsteuerung der Düsennadel 15 des Injektors 1 aufweist (d. h. je für das selektive Entlasten des Steuerraums 17). Über die Pilotventile 33 bzw. 35 können insbesondere wenigstens zwei unterschiedliche durchströmbare Querschnitte in einem Strömungsweg 37 von dem Steuerraum 17 des Injektors 1 zur Niederdruckseite ND (Leckage) dargestellt bzw. geschaltet werden, s. z. B. 5. Die unterschiedlichen freigebbaren Ablaufquerschnitte ermöglichen die beabsichtigte vorteilhafte Formung des Einspritzratenverlaufs.
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Erfindungsgemäß ist jedes Pilotventil 33 bzw. 35 der Ventilbaugruppe 31 über einen jeweiligen zugeordneten Aktuator 39 bzw. 41 betätigbar, welcher auf ein jeweiliges, sich axial erstreckendes Ventilglied 43 bzw. 45 des Pilotventils 33 bzw. 35 wirkt. Erfindungsgemäß ist das erste Pilotventil 33 hierbei ein Sitzventil und das zweite Pilotventil 35 ein Drehschieberventil. Weiterhin sind, s. 1 bis 4, die Ventilglieder 43 bzw. 45 erfindungsgemäß koaxial angeordnet und ein Ventilglied 45 ist durch das andere Ventilglied 43 hindurch geführt, insbesondere je hin zu einem korrespondierenden Ventilpartner (Sitz 51 bzw. Ventilkörper 69).
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Das erste Pilotventil 33 umfasst bevorzugt ein Ventilglied 43 in Form einer Ventilstange, welche z. B. in einer Axialbohrung 47 in dem Steuerventilgehäuse 9 (axial verschieblich) geführt ist. Das Ventilglied 43 kann über einen Verschlusskopf 49 mit einem Sitz 51, bevorzugt einem Kegelsitz 51 zusammenwirken, d. h. zur selektiven Freigabe eines durchströmbaren Ventilquerschnitts im Zuge eines Abhebens des Verschlusskopfes 49 vom Sitz 51.
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Der Kegelsitz 51 ist bevorzugt benachbart zum düsennahen Ende der Axialbohrung 47 angeordnet. Der Kegelsitz 51 kann an einem insbesondere hohlzylindrischen bzw. hülsenförmigen Ventilkörper 53 gebildet sein, s. 1 bis 4, wobei dieser in eine (Sack)Bohrung 55 am düsennahen Ende des Ventilgehäuses 9 – in welche auch die Axialbohrung 47 mündet – mit axialem Spalt bzw. Abstand zum Steuerventilgehäuse 9 eingebracht sein kann. Hierbei kann der Ventilkörper 51 über einen Ringspalt 57 und einen Stammabschnitt 37a des Strömungswegs 37 (nur angedeutet, gestrichelte Linie in 1 bis 4), i. e. seitens des Steuerraums 17 radial angeströmt werden, i. e. das erste Pilotventil 33 kann vorteilhaft als druckausgeglichenes bzw. teilweise druckausgeglichenes Ventil bereitgestellt bzw. ausgeführt sein.
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Die Ventilstange 43 ist an ihrem düsenfernen Ende bevorzugt mit einem Anker 59 des ersten Aktuators 39 verbunden. Der Anker 59 ist in einem Ankerraum 61 aufgenommen, welcher zwischen dem Ventilgehäuse 9 und dem weiteren, düsenfernen Gehäuseelement 13 gebildet sein kann. Bei Bestromung eines Magnetpakets 63 des ersten Aktuators 39 kann der Anker 59 magnetisch angezogen werden, d. h. das erste Pilotventil 33 öffnen, wobei das Ventilglied 43 vom Sitz 51 abhebt. Bei Wegfall der Bestromung kann eine Rückstellfeder 65 des ersten Aktuators 39 das Sitzventil 33 schließen.
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Das zweite Pilotventil 35 ist mittels eines Ventilglieds 45 in Form eines Drehschiebers bzw. einer (insbesondere dünnen, z. B. im Bereich eines Durchmessers von 1,5 bis 4 mm) Drehschieberstange 45 (welche insbesondere auch nur geringe Masse aufweist) als Drehschieberventil gebildet, wobei sich das zweite Ventilglied 45 wie das erste Ventilglied 43 ebenfalls axial erstreckt. Hierbei ist die Ventilstange 45 in einer koaxialen Anordnung durch die erste Ventilstange 43 hindurch geführt, insbesondere drehbeweglich.
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Um den Durchtritt zu ermöglichen, weist die erste Ventilstange 43 eine Axialbohrung 67 auf, z. B. 1 und 2, welche auch zur Führung des zweiten Ventilglieds 45 vorgesehen ist. Über eine geeignete Leckageführung im Injektor 1 – welche Leckage z. B. über die Axialbohrung 47 in den Ankerraum 61 gelangen kann und hierbei z. B. auch in die Führungsbohrung 67 – kann das zweite Pilotventil 35 daneben mit geringem Reibwiderstand betätigt werden, d. h. eine vorteilhaft reibungsarm arbeitende Doppelpilotventilbaugruppe 31 bereitgestellt werden.
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Zur Bildung des Drehschieberventils 35, über welches ein Zweig 37c im Strömungsweg 37 geführt und versperrbar ist, i. e. ein Bypasszweig zu dem weiteren Zweig 37b im Strömungsweg 37, z. B. 5, kann der Injektor 1 ein Ventilgehäuse bzw. einen zweiten Ventilkörper 69 aufweisen. Bevorzugt ist der Ventilkörper 69 (unmittelbar, in axialer Richtung) benachbart zum Ventilkörper 53 angeordnet, insbesondere in axialer Richtung überlappend, z. B. in der Zwischenplatte 7 und insbesondere an deren düsenfernem Ende. Die Ventilstange 45 des zweiten Pilotventils 35 kann somit am düsennahen Ende des ersten Ventilglieds 43 aus diesem austreten bzw. austauchen und unmittelbar dazu benachbart in den zweiten, benachbarten Ventilkörper 69 eintauchen bzw. eintreten. Derart ist eine beinahe ununterbrochene und präzise Führung des Ventilglieds 45 insbesondere im Arbeitsbereich der Ventile 33 und 35 ermöglicht.
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Wie z. B. 3 veranschaulicht, kann der Ventilkörper 69 hohlzylindrisch, insbesondere hülsenförmig gebildet sein, wobei dieser bevorzugt in einer Axialbohrung 71, insbesondere einem Sackloch, in der Zwischenplatte 7 aufgenommen ist.
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Die Axialbohrung 71 ist am düsenfernen Ende der Zwischenplatte 7 gebildet, und überlappt in axialer Richtung bevorzugt mit der Bohrung 55. Die Bohrungen 55 und 71 sind hin zu einander geöffnet und bevorzugt konzentrisch gebildet, wobei der Ventilkörper 69 bevorzugt im Bereich der Bohrungsmündung der Bohrung 71 benachbart zum Ventilgehäuse 9 eingebracht ist. Der Ventilkörper 69 des zweiten Pilotventils 35 kann somit über das erste Pilotventil 33 (axial) angeströmt werden.
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Das zweite Pilotventil 35 sieht zur Darstellung seiner Ventilfunktion (Schlitzsteuerung) wenigstens eine Freisparung 73 am Ventilglied 45 vor, vorliegend zwei Freisparungen 73, s. z. B. 4, welche einander z. B. diametral in radialer Richtung gegenüberliegen. In Kombination mit einer Dichtfläche 75 des Drehschieberventils 35, welche durch den zweiten Ventilkörper 69 bereitgestellt ist (durch eine Innenmantelfläche des zweiten Ventilkörpers 69), können in Abhängigkeit der Drehstellung des Ventilglieds 45 Zweigabschnitte 37c(1) und 37c(2), z. B. 4 und 5, insbesondere des zweiten Strömungszweigs 37c, über die wenigstens eine Freisparung 73 in Kommunikation geschaltet werden. Bevorzugt sind die Zweigabschnitte 37c(1) und 37c(2) im Ventilgehäuse 69 dabei so ausgestaltet, dass eine radiale Anströmung des Ventilglieds 45 ermöglicht ist. Derart kann das zweite Pilotventil 35 vorteilhaft als druckentlastetes Ventil ausgeführt werden. Einher geht hiermit der Vorteil, den Ventilkörper 69 aus kostengünstigem Material fertigen zu können.
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Das zweite Pilotventil 35 wirkt für die Drehschieberbetätigung bzw. Drehung bevorzugt mit einem Drehaktuator 41 zusammen, zum Beispiel 1 und 2, insbesondere einem magnetischen Drehaktuator 41. Der Drehaktuator 41 kann bevorzugt einen rotierbaren Anker 77 umfassen, welcher am düsenfernen Ende 79 des zweiten Ventilglieds 45 drehfest angeordnet ist. Zur Bewirkung einer Drehung des Ankers 77 und insoweit des Ventilglieds 45 kann der (Elektro-)Magnet 81 des Drehaktuators 41 umgepolt werden (Umkehr der Bestromungsrichtung am Magnet 81), so dass der rotierfähige Anker 77 in beiden Drehrichtungen symmetrisch mit Drehmoment beaufschlagbar ist. Rückstellfedern können hierbei vorteilhaft entfallen. Alternativ kann eine Drehung des Drehankers 77 im Zuge einer Bestromung des Magnetpakets 81 vorgesehen sein und eine Rückdrehung bei Wegfall der Bestromung, z. B. über eine Rückstellfeder des Drehaktuators 41.
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Die mittels des Drehaktuators 41 gebildete Doppelpilotventilbaugruppe 31 kann problemlos im Injektorgehäuse 3 aufgenommen werden, wobei der Drehaktuator 41 vorteilhaft klein bauen kann. Insbesondere die Anordnung im Injektorgehäuse 3, zum Beispiel in einem Einzeldruckspeicher 13, gemäß 1 und 2, bei welcher der Drehaktuator 41 am düsenfernen Ende am ersten Aktuator 39 angeordnet ist, insbesondere auf diesen aufgesetzt ist (und im Gehäuse 3 gefangen) ermöglicht, den Injektor 1 mit geringen Abmessungen ausführen zu können. Ersichtlich kann hierbei auch eine äußerst kompakte Doppelpilotventilbaugruppe 31 aus Pilotventilen 33 und 35 und Aktuatorik 39 und 41 bereitgestellt werden (mit koaxialer Ausrichtung), welche problemlos im Injektorgehäuse 3 untergebracht werden kann.
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Weitere Vorteile im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Injektors 3 liegen darin, dass der zweite Ventilkörper 69 auch zur Bereitstellung einer ersten Drossel(vorrichtung) 83, insbesondere im ersten Ablaufzweig 37b des Strömungskanals 37 (erste Ablaufdrossel), z. B. 3 und 5, und insbesondere auch einer zweiten Drossel(vorrichtung) 85, insbesondere im zweiten Ablaufzweig 37c des Strömungskanals 37 (zweite Ablaufdrossel) vorgesehen werden kann, z. B. 4 und 5. Durch die Bildung der ersten 83 und zweiten 85 Drossel(vorrichtung) im Ventilkörper 69 können ansonsten kostenaufwändig herzustellende Drosselbohrungen in zum Beispiel dem Ventilgehäuse 9 oder der Zwischenplatte 7 vorteilhaft entfallen. Durch die Vormontierbarkeit des Ventilkörpers 69 in der Zwischenplatte 7 ergibt sich daneben ein verbessertes Handling bei der Herstellung des Injektors 1.
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Nachfolgend wird auf die Strömungsführung am Injektor 1 über den Strömungspfad 37 näher eingegangen, wozu ergänzend auf 5 verwiesen wird.
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Bei Betrieb des Injektors 1 kann hochdruckbeaufschlagter Kraftstoff über den Stammabschnitt 37a des Strömungsweges 37, zum Beispiel ausgeführt als Bohrung, an den Ringspalt 57 bzw. an das erste Pilotventil 33 geführt werden. Im Stammabschnitt 37a kann dabei, wie auch in der HD-Zuleitung zum Steuerraum 17 (Zulaufdrossel ZDr in 5) optional eine Drossel vorgesehen sein (ADr in 5).
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Öffnet das erste Pilotventil 33, einhergehend mit einer Entlastung des Steuerraums 17, kann der erste Zweig 37b hin zur Niederdruckseite ND durchströmt werden, z. B. 5. Im Rahmen der Durchströmung des ersten Zweigs 37b kann der Kraftstoff nach Durchströmen (der Axialbohrung) des ersten Ventilkörpers 53 in einen (Zwischen-)Raum 87, insbesondere darüber auch in eine Ringnut 89 im Ventilkörper 69 (um das Ventilglied 45) eintreten, welche über eine Mehrzahl im Ventilkörper 69 gebildeter Drosselbohrungen 83 (erste Ablaufdrosselvorrichtung 83) mit einer Leckagesammelleitung 91 kommuniziert.
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Zusätzlich zu diesem freigegebenen Ablaufquerschnitt kann durch Öffnen des zweiten Pilotventils 35 der zweite Ablaufzweig 37c im Strömungsweg 37 durchgeschaltet werden. Im Rahmen der Durchströmung des zweiten Ablaufzweigs 37c, kann Kraftstoff, welcher in den Raum 87 eingetreten ist, über wenigstens eine, vorliegend z. B. zwei, im zweiten Ventilkörper 69 gebildete Axialbohrungen 93 und die weiteren (radialen) Drosselbohrungen 85 (Ablaufdrosselvorrichtung 85) sowie die Freisparungen 73 in das Sackloch 71 eintreten, welches endseitig, Bz. 95, ebenfalls mit der Leckagesammelleitung 91 kommuniziert. Hierdurch wird ein zweiter Ablaufquerschnitt zusätzlich zu dem ersten Ablaufquerschnitt freigeschaltet (stromabwärts des ersten Pilotventils 33).
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Mit dem Injektor 1 sind zum Beispiel folgende Betriebs- und Funktionsweisen darstellbar:
- 1. Für die Einleitung eines Einspritzvorgangs wird das Ventilglied 43 des ersten Pilotventils 33 über den Anker 59 durch den ersten Aktuator 39 angehoben, wodurch das erste Pilotventil 33 öffnet. Die erste Ablaufdrosselvorrichtung 83 im Ventilgehäuse 69, welche permanent offen ist, steuert hierbei einen kontrollierten Kraftstoffabfluss. Befindet sich daneben das zweite Pilotventil 35, wie in 5 gezeigt, in Offenstellung, hat der dargestellte Ablaufquerschnitt von Beginn an die maximale Größe, so dass die Düsennadel schnell anhebt.
- 2. Wird hingegen ein langsames Öffnen der Düsennadel 15 zur optimalen Dosierung von zum Beispiel Kleinstmengen angestrebt, kann sich der Drehschieber 45 des zweiten Pilotventils 35 zu Beginn des Einspritzvorgangs in Schließstellung befinden, das heißt die Nuten 73, wie in 3 veranschaulicht, befinden sich nicht in der gleichen Ebene der zweiten Ablaufdrosseln 85 im Ventilgehäuse 69. Bevorzugte Drehschieberwinkel liegen im Bereich zwischen 30° und 90° wobei die Drehschieberwinkel je nach Nutenbreite zur Verringerung des Drehweges klein gehalten werden können.
- 3. Nach Beendigung eines Teileinspritzereignisses, wie zum Beispiel einer Voreinspritzung (VE) nach (2), kann das zweite Pilotventil 35 für einen nachfolgenden Einspritzvorgang, zum Beispiel eine Haupteinspritzung (HE), in die Offenstellung gebracht werden. Die nachfolgende Einspritzung kann der Beschreibung unter (1) entsprechen. Es können jedoch auch beliebig viele Vor-, Haupt- und auch Nacheinspritzungen aufeinanderfolgen.
- 4. Weiterhin sind Kombinationen denkbar. So kann z. B. kurz nach dem Öffnen des ersten Pilotventils 33 für eine Voreinspritzung ein unmittelbares Öffnen des zweiten Pilotventils 35 vorgesehen sein. Die sich noch im voreinspritzbedingten Öffnen befindliche Düsennadel 15 erfährt hierdurch einen Beschleunigungsschub und gerät schneller in den Endanschlag. Diese erzeugte Unstetigkeit des Beschleunigungsvorgangs (in der ballistischen Phase) verursacht eine Einspritzratenformänderung. Mit dem veränderbaren Parameter ”Pausenzeit” zwischen der Ansteuerung des ersten Pilotventils 33 und des zweiten Pilotventils 35 ist somit ein ”Rate-Shaping” möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftstoffinjektor
- 3
- Gehäuse
- 5
- Düsenkörper
- 7
- Zwischenplatte
- 9
- Steuerventilgehäuse
- 11
- Überwurfmutter
- 13
- Gehäuseteil
- 15
- Düsennadel
- 17
- Steuerraum
- 19
- Schraubendruckfeder
- 21
- Hülse
- 23
- Ende 15
- 25
- Ringraum
- 27
- HD-Kanal
- 29
- Schulter
- 31
- Doppelpilotventilbaugruppe
- 33
- erstes Pilotventil
- 35
- zweites Pilotventil
- 37
- Strömungsweg
- 37a
- Stammabschnitt 37
- 37b
- erster Zweig 37
- 37c
- zweiter Zweig 37
- 37c(1)
- Abschnitt 37c
- 37c(2)
- Abschnitt 37c
- 39
- erster Aktuator
- 41
- zweiter Aktuator
- 43
- Ventilglied 33
- 45
- Ventilglied 35
- 47
- Axialbohrung
- 49
- Verschlusskopf 43
- 51
- Sitz 33
- 53
- Ventilkörper 33
- 55
- Bohrung
- 57
- Ringspalt
- 59
- Anker 39
- 61
- Ankerraum
- 63
- Magnet 39
- 65
- Rückstellfeder 39
- 67
- Axialbohrung 43
- 69
- Ventilkörper 35
- 71
- Axialbohrung 7
- 73
- Freisparung 45
- 75
- Dichtfläche
- 77
- Drehanker
- 79
- düsenfernes Ende 45
- 81
- Magnet 41
- 83
- erste Ablaufdrossel 37b
- 85
- zweite Ablaufdrossel 37c
- 87
- (Zwischen)Raum
- 89
- Ringnut
- 91
- Leckagesammelleitung
- 93
- Axialbohrung
- 95
- Kommunikationsöffnung