Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.The
The present invention relates to an injection nozzle for an internal combustion engine,
in particular in a motor vehicle, having the features of the preamble
of claim 1.
Eine
derartige Einspritzdüse
ist beispielsweise aus der DE
102 22 196 A1 bekannt und umfasst eine hubverstellbare
erste Düsennadel
zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein
erstes Spritzloch sowie eine hubverstellbare zweite Düsennadel
zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch wenigstens ein
zweites Spritzloch. Dabei ist bei der bekannten Einspritzdüse die erste
Düsennadel
als Hohlnadel ausgebildet, so dass die beiden Düsennadeln koaxial ineinander
angeordnet sind. Die erste Düsennadel
bzw. ein die erste Düsennadel
umfassender erster Nadelverband weist eine von den Spritzlöchern abgewandte
erste Steuerfläche
auf, die einen ersten Steuerraum begrenzt, der über eine erste Zulaufdrossel
an eine Zuführung
für unter
Einspritzdruck stehenden Kraftstoff angeschlossen ist. Der im ersten
Steuerraum herrschende Druck leitet somit in Schließrichtung
wirksame Kräfte über die
erste Steuerfläche
in die erste Düsennadel bzw.
in den ersten Nadelverband ein. Desweiteren weist die zweite Düsennadel
oder ein die zweite Düsennadel
umfassender zweiter Nadelverband eine von den Spritzlöchern abgewandte
zweite Steuerfläche
auf, die einen zweiten Steuerraum begrenzt. Bei der bekannten Einspritzdüse ist der
erste Steuerraum außerdem über eine
erste Ablaufdrossel mit einem Hochdruckraum eines Steuerventils
verbunden. Gleichzeitig ist der zweite Steuerraum über eine zweite
Ablaufdrossel, die auch als Zulaufdrossel arbeitet, ebenfalls mit
diesem Hochdruckraum verbunden. In einer eine erste Endstellung
bildenden Schließstellung
des Steuerventils sperrt dieses eine Verbindung des Hochdruckraums
zu einem Niederdruckraum, der an einen relativ drucklosen Rücklauf angeschlossen
ist. In dieser Schließstellung
des Steuerventils sind beide Ablaufdrosseln geöffnet, so dass beide Steuerräume mit
dem Hochdruckraum kommunizieren. Da außerdem der erste Steuerraum mit
der Zuführung
kommuniziert, herrscht in beiden Steuerräumen der Einspritzdruck. In
einer eine zweite Endstellung bildenden Offenstellung öffnet das Steuerventil
die Verbindung zwischen Hochdruckraum und Niederdruckraum und sperrt
außerdem
die zweite Ablaufdrossel. In der Folge sinkt der Druck im ersten
Steuerraum und die erste Düsennadel öffnet. Das
Steuerventil kann bei der bekannten Einspritzdüse in einem ersten Verstellmodus
vergleichsweise schnell zwischen der Schließstellung und der Offenstellung
verstellt werden, derart, dass sich im zweiten Steuerraum im wesentlichen
kein Druckabfall einstellt. Dementsprechend bleibt die zweite Düsennadel
dabei verschlossen. Im Unterschied dazu kann das Steuerventil bei
der bekannten Einspritzdüse
außerdem
in einem zweiten Verstellmodus vergleichsweise langsam verstellt
werden, derart, dass das Steuerventil hinreichend lange eine zwischen
den Endstellungen liegende Zwischenstellung einnehmen kann, in welcher
die Verbindung zwischen Hochdruckraum und Niederdruckraum sowie
beide Ablaufdrosseln geöffnet
sind. Hierdurch kommt es auch im zweiten Steuerraum zu einem Druckabfall,
mit der Folge, dass auch die zweite Düsennadel öffnet. Da der zweite Steuerraum
nur über
die zweite Ablaufdrossel mit der Zuführung kommunizieren kann, bleibt
die zweite Düsennadel
geöffnet,
wenn das Steuerventil seine Offenstellung einnimmt und dabei die
zweite Ablaufdrossel sperrt.Such injection nozzle is for example from the DE 102 22 196 A1 and comprises a stroke-adjustable first nozzle needle for controlling an injection of fuel through at least one first injection hole and a stroke-adjustable second nozzle needle for controlling an injection of fuel through at least one second injection hole. In this case, in the known injection nozzle, the first nozzle needle is designed as a hollow needle, so that the two nozzle needles are arranged coaxially with one another. The first nozzle needle or a first needle assembly comprising the first nozzle needle has a first control surface which is remote from the injection holes and delimits a first control chamber, which is connected via a first inlet throttle to a supply for fuel under injection pressure. The pressure prevailing in the first control chamber thus initiates effective forces in the closing direction via the first control surface into the first nozzle needle or into the first needle assembly. Furthermore, the second nozzle needle or a second needle assembly comprising the second nozzle needle has a second control surface which faces away from the spray holes and delimits a second control chamber. In the known injection nozzle, the first control chamber is also connected via a first outlet throttle with a high pressure chamber of a control valve. At the same time the second control chamber via a second outlet throttle, which also works as inlet throttle, also connected to this high-pressure chamber. In a closing position of the control valve forming a first end position, the latter blocks a connection of the high-pressure chamber to a low-pressure chamber, which is connected to a relatively unpressurized return flow. In this closed position of the control valve, both outlet throttles are opened, so that both control chambers communicate with the high-pressure chamber. In addition, since the first control room communicates with the supply, the injection pressure prevails in both the control rooms. In an open position forming a second end position, the control valve opens the connection between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber and also blocks the second outlet throttle. As a result, the pressure in the first control chamber decreases and the first nozzle needle opens. The control valve can be adjusted relatively quickly in the known injection nozzle in a first adjustment between the closed position and the open position, such that sets in the second control chamber substantially no pressure drop. Accordingly, the second nozzle needle remains closed. In contrast, in the known injection nozzle, the control valve can also be adjusted comparatively slowly in a second adjustment mode, such that the control valve can assume an intermediate position lying between the end positions for a sufficiently long time, in which the connection between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber and both outlet throttles are open. As a result, there is also a pressure drop in the second control chamber, with the result that the second nozzle needle also opens. Since the second control chamber can communicate with the supply only via the second outlet throttle, the second nozzle needle remains open when the control valve assumes its open position and thereby blocks the second outlet throttle.
Bei
der bekannten Einspritzdüse
wird somit nur ein einziges Steuerventil zur Steuerung beider Düsennadeln
benötigt,
was einen Kostenvorteil darstellt. Allerdings ist das bei der bekannten
Einspritzdüse
verwendete Ansteuerkonzept vergleichsweise ungenau, da über die
Stellgeschwindigkeit des Steuerventils eine hinreichende Öffnung der
zweiten Düsennadel
erzielt werden muss. Desweiteren ist bei der bekannten Einspritzdüse ein Abstand
zwischen dem Öffnen
der ersten Düsennadel
und dem Öffnen der
zweiten Düsennadel
so gut wie nicht variierbar, was den Einsatzbereich der bekannten
Einspritzdüse beschränkt.at
the known injection nozzle
Thus, only a single control valve for controlling both nozzle needles
needed
which represents a cost advantage. However, that is in the known
injection
used control concept comparatively inaccurate because of the
Servo speed of the control valve a sufficient opening of the
second nozzle needle
must be achieved. Furthermore, in the known injection nozzle a distance
between opening
the first nozzle needle
and opening the
second nozzle needle
as good as not variable, which is the field of application of the known
Injector limited.
Aus
der DE 100 58 1563
A1 und der DE
101 18 699 A1 sind weitere Einspritzdüsen mit koaxial angeordneten
Düsennadeln
bekannt, die allerdings auf einem anderen Ansteuerprinzip beruhen.
Bei diesen Einspritzdüsen
ist jeweils die außenliegende
erste Düsennadel
direkt über
den Einspritzdruck gesteuert, d.h. zum Öffnen der ersten Düsennadel
wird der Kraftstoffdruck auf den Einspritzdruck erhöht. Im Unterschied
dazu ist bei diesen Einspritzdüsen
die innere zweite Düsennadel
jeweils über
ein Steuerventil gesteuert, mit dem ein Druck in einem Steuerraum einstellbar
ist, der durch eine von den Spritzlöchern abgewandte Steuerfläche der
zweiten Düsennadel begrenzt
ist. Der Aufwand zur Realisierung einer solchen Servosteuerung der
zweiten Düsennadel
in Verbindung mit einer direkten Steuerung der ersten Düsennadel
ist vergleichsweise groß.From the DE 100 58 1563 A1 and the DE 101 18 699 A1 are more injectors with coaxially arranged nozzle needles known, however, based on a different driving principle. In these injectors, the outer first nozzle needle is in each case controlled directly via the injection pressure, ie, to open the first nozzle needle, the fuel pressure is increased to the injection pressure. In contrast, in these injectors, the inner second nozzle needle is controlled in each case via a control valve, with which a pressure in a control chamber is adjustable, which is limited by a remote from the spray holes control surface of the second nozzle needle. The cost of implementing such a servo control of the second nozzle needle in conjunction with a direct control of the first nozzle needle is comparatively large.
Es
besteht daher ein Bedarf an einem Einspritzventil der eingangs genannten
Art, bei dem mit einem vergleichsweise geringen Aufwand die zweite Düsennadel
mit hoher Genauigkeit gesteuert werden kann.It
There is therefore a need for an injection valve of the aforementioned
Art, in which with a relatively low cost, the second nozzle needle
can be controlled with high accuracy.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Die
erfindungsgemäße Einspritzdüse mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, dass die zweite
Düsennadel
selbsttätig ihre
Offenstellung einnehmen kann, sobald sie aus ihrer Schließstellung
angehoben ist. Erreicht wird dies durch eine Zusatzdruckstufe, die
durch das Öffnen
der zweiten Düsennadel
aktiviert wird. Wesentlich ist dabei, dass diese Zusatzdruckstufe
so dimensioniert ist, dass die daran eingeleiteten Öffnungskräfte auch
dann in der zweiten Düsennadel
eine in Öffnungsrichtung
wirkende resultierende Kraft erzeugen, wenn das Steuerventil wieder
seine Offenstellung einnimmt, in welcher die zweite Ablaufdrossel gesperrt
ist. Durch die erfindungsgemäße Bauweise ist
die Öffnungsbewegung
der zweiten Düsennadel unabhängig von
der Stellung und Stellbewegung des Steuerventils, sobald die Öffnungsbewegung
der zweiten Düsennadel
durch das Abheben aus deren Schließstellung einmal iniziiert
ist. Dies hat zur Folge, dass die Stellbewegung des Steuerventils
nicht mehr auf die gesamte Öffnungsverstellung
der zweiten Düsennadel
abgestimmt werden muss, sondern nur auf deren Beginn. Hierdurch
kann zum einen die Öffnungszeit
der zweiten Düsennadel
relativ genau vorgegeben werden. Zum anderen kann der Abstand zwischen
dem Öffnen
der ersten Düsennadel
und dem Öffnen
der zweiten Düsennadel
quasi frei gewählt
werden.The injection nozzle according to the invention with the features of claim 1 has the opposite advantage that the second nozzle needle automatically its open position can take as soon as it is lifted from its closed position. This is achieved by an additional pressure level, which is activated by opening the second nozzle needle. It is essential that this additional pressure level is dimensioned so that the opening forces introduced thereto generate a force acting in the opening direction resulting force in the second nozzle needle when the control valve again assumes its open position in which the second outlet throttle is locked. Due to the construction according to the invention, the opening movement of the second nozzle needle is independent of the position and adjusting movement of the control valve as soon as the opening movement of the second nozzle needle is initiated by the lifting of the closed position once. This has the consequence that the adjusting movement of the control valve no longer has to be adjusted to the entire opening adjustment of the second nozzle needle, but only on the beginning. As a result, on the one hand, the opening time of the second nozzle needle can be specified relatively accurately. On the other hand, the distance between the opening of the first nozzle needle and the opening of the second nozzle needle can be chosen quasi freely.
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
können
erster Steuerraum und zweiter Steuerraum bei geschlossener erster
Düsennadel
zueinander offen sein und einen gemeinsamen Steuerraum bilden, wobei
die erste Düsennadel
oder der erste Nadelverband bei geöffneter erster Düsennadel
den ersten Steuerraum vom zweiten Steuerraum trennt. Durch diese
Bauweise sind die beiden Steuerräume
bei geöffneter
erster Düsennadel
voneinander entkoppelt, was die unabhängige Ansteuerung der zweiten
Düsennadel
bei geöffneter
erster Düsennadel
vereinfacht. Weitere Vereinfachung bei der Ansteuerung der zweiten
Düsennadel
ergeben sich dadurch, dass der zweite Steuerraum über eine
zweite Zulaufdrossel ebenfalls an die Zuführung angeschlossen ist. Auf diese
Weise ist der zweite Steuerraum unabhängig vom ersten Steuerraum
mit der Zuführung
verbunden, was die Steuerung des Drucks im zweiten Steuerraum erheblich
vereinfacht. Zusätzlich
oder alternativ können
bei einer vorteilhaften Weiterbildung beide Ablaufdrosseln an den
zweiten Steuerraum angeschlossen sein, was ebenfalls die Ansteuerung
der zweiten Düsennadel
vereinfacht.at
a preferred embodiment
can
first control room and second control room with the first closed
nozzle needle
be open to each other and form a common control room, wherein
the first nozzle needle
or the first needle bandage with the first nozzle needle open
separates the first control room from the second control room. Through this
Construction is the two control rooms
when open
first nozzle needle
decoupled from each other what the independent control of the second
nozzle needle
when open
first nozzle needle
simplified. Further simplification in the control of the second
nozzle needle
result from the fact that the second control room via a
second inlet throttle is also connected to the feeder. To this
Way, the second control room is independent of the first control room
with the feeder
connected, what the control of the pressure in the second control room considerably
simplified. additionally
or alternatively
in an advantageous embodiment, both drain throttles on the
second control room to be connected, which is also the control
the second nozzle needle
simplified.
Besonders
vorteilhaft ist eine Ausführungsform,
bei welcher auch die erste Düsennadel
oder der erste Nadelverband eine den Spritzlöchern zugewandte Zusatzdruckstufe
aufweist, die bei geschlossener erster Düsennadel deaktiviert ist und
die bei geöffneter
erster Düsennadel
aktiviert ist und dabei eine zusätzliche Öffnungskraft
in die erste Düsennadel
oder in den ersten Nadelverband einleitet, die so groß ist, dass
in der ersten Düsennadel
oder im ersten Nadelverband die Öffnungskräfte auch
dann überwiegen,
wenn bei geöffnetem
Steuerventil der erste Steuerraum vom zweiten Steuerraum getrennt ist.
Diese Bauweise hat somit zur Folge, dass es auch zum Öffnen der
ersten Düsennadel
ausreicht, diese zunächst
aus ihrer Schließstellung
anzuheben, wobei die Öffnungsbewegung
im Übrigen
dann selbsttätig
abläuft,
da mit dem Anheben der ersten Düsennadel
aus deren Schließstellung
die genannte Zusatzdruckstufe aktiviert ist. Somit ist auch die
Ansteuerung der ersten Düsennadel
letztlich unabhängig
von der Stellgeschwindigkeit des Steuerventils.Especially
an embodiment is advantageous
in which also the first nozzle needle
or the first needle assembly a the injection ports facing additional pressure level
has, which is deactivated with the first nozzle needle closed and
when open
first nozzle needle
is activated and at the same time an additional opening force
in the first nozzle needle
or in the first needle bandage that is so big that
in the first nozzle needle
or in the first needle bandage the opening forces too
then outweigh
when open
Control valve, the first control room is separated from the second control room.
This construction thus has the consequence that it also for opening the
first nozzle needle
sufficient, this first
from its closed position
raise, with the opening movement
Furthermore
then automatically
expires
there with lifting the first nozzle needle
from their closed position
the said additional pressure level is activated. Thus is also the
Control of the first nozzle needle
ultimately independent
from the actuating speed of the control valve.
Von
besonderem Interesse ist dabei eine Variante, bei welcher die erste
Düsennadel
in ihrer Offenstellung die beiden Steuerräume voneinander trennt und
somit gleichzeitig den ersten Steuerraum auch von beiden Ablaufdrosseln
trennt, wenn beide Ablaufdrosseln an den zweiten Steuerraum angeschlossen
sind. Auf diese Weise herrscht bei geöffneter erster Düsennadel
im ersten Steuerraum automatisch der Einspritzdruck, während im
zweiten Steuerraum mit unterhalb des Einspritzdrucks liegenden Drücken gearbeitet
werden kann, was die Steuerung der zweiten Düsennadel vereinfacht.From
Of particular interest is a variant in which the first
nozzle needle
in their open position, the two control spaces separated from each other and
thus at the same time the first control room also of both drain throttles
disconnects when both outflow throttles are connected to the second control room
are. In this way prevails when the first nozzle needle is open
in the first control room automatically the injection pressure, while in the
second control room worked with lying below the injection pressure pressures
can be, which simplifies the control of the second nozzle needle.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ergeben
sich aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.Further
provide important features and advantages of the injector according to the invention
from the subclaims,
from the drawings and from the associated description of the figures
the drawings.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Einspritzdüse sind
in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, wobei sich
gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche
Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematischembodiments
the injection nozzle according to the invention are
shown in the drawings and are explained in more detail below, wherein
same reference numerals to the same or similar or functionally identical
Refer to components. It show, each schematically
1 bis 6 jeweils
einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch Einspritzdüsen nach
der Erfindung, bei verschiedenen Schaltzuständen, wobei zur vereinfachten
Darstellung jeweils ein mittlerer Abschnitt der Einspritzdüsen weggelassen
ist. 1 to 6 in each case a greatly simplified, fundamental longitudinal section through injection nozzles according to the invention, at different switching states, wherein for the sake of simplicity, a middle section of the injection nozzles is omitted.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
Entsprechend
den 1 bis 6 umfasst eine erfindungsgemäße Einspritzdüse 1 in
einem durch eine geschweifte Klammer gekennzeichneten oberen Abschnitt
A ein Steuerventil 2 und in einem durch eine geschweifte
Klammer gekennzeichneten unteren Abschnitt B mehrere Spritzlöcher, nämlich wenigstens
ein erstes Spritzloch 3 und wenigstens ein zweites Spritzloch 4.
Ein zwischen oberem Abschnitt A und unterem Abschnitt B liegender
mittlerer Abschnitt ist zur Wahrung der Übersichtlichkeit weggelassen
und kann daher in bekannter Weise aufgebaut sein.According to the 1 to 6 includes an injection nozzle according to the invention 1 in a designated by a brace upper portion A, a control valve 2 and in a marked by a brace lower portion B, a plurality of injection holes, namely at least a first injection hole 3 and at least a second spray hole 4 , A middle section lying between upper section A and lower section B. Section is omitted for clarity and can therefore be constructed in a known manner.
Ublicherweise
besitzt die Einspritzdüse 1 im unteren
Abschnitt B mehrere erste Spritzlöcher 3, die vorzugsweise
in einer Ebene sternförmig
verteilt angeordnet sind. Außerdem
sind vorzugsweise auch mehrere zweite Spritzlöcher 4 vorgesehen,
die ebenfalls in einer Ebene sternförmig angeordnet sein können. Durch
die Spritzlöcher 3, 4 kann
Kraftstoff unter Einspritzdruck in einen Einspritzraum 5 eingespritzt werden,
der ein Brennraum oder ein Gemischbildungsraum eines Zylinders einer
Brennkraftmaschine sein kann. Die Einspritzung von Kraftstoff durch das
wenigstens eine erste Spritzloch 3 wird mit Hilfe einer
ersten Düsennadel 6 gesteuert,
die zu diesem Zweck mit einem ersten Nadelsitz 7 zusammenwirkt. Dieser
erste Nadelsitz 7 ist dabei so positioniert, dass sich
das wenigstens eine erste Spritzloch 3 bezüglich einer
den Kraftstoff unter Einspritzdruck bereitstellenden Zuführung 8 stromab
befindet.Usually, the injector has 1 in the lower section B several first injection holes 3 which are preferably arranged distributed in a star-shaped plane. In addition, preferably also several second injection holes 4 provided, which may also be arranged in a star-shaped plane. Through the spray holes 3 . 4 can inject fuel under injection pressure into an injection space 5 may be injected, which may be a combustion chamber or a mixture forming space of a cylinder of an internal combustion engine. The injection of fuel through the at least one first injection hole 3 is using a first nozzle needle 6 controlled for this purpose with a first needle seat 7 interacts. This first needle seat 7 is positioned so that the at least one first injection hole 3 with respect to a supply of the fuel under injection pressure supply 8th located downstream.
Die
Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 4 kann
mit Hilfe einer zweiten Düsennadel 9 gesteuert
werden, die zu diesem Zweck mit einem zweiten Nadelsitz 10 und
einen dritten Nadelsitz 11 zusammenwirkt.The injection of fuel through the at least one second injection hole 4 can with the help of a second nozzle needle 9 controlled for this purpose with a second needle seat 10 and a third needle seat 11 interacts.
Wie
den Darstellungen der 1 bis 6 zu entnehmen
ist, ist bei den hier gezeigten Ausführungsformen eine der Düsennadeln 6, 9,
nämlich
die zweite Düsennadel 9,
als Hohlnadel ausgestaltet. Auf diese Weise können die beiden Düsennadeln 6, 9 koaxial
ineinander angeordnet werden. Im vorliegenden Fall ist somit die
erste Düsennadel 6 in
der zweiten Düsennadel 9 angeordnet.
Damit die erste Düsennadel 6 innen
angeordnet sein kann, verläuft
ein innerer Zweig 8' der
Zuführung 8,
der sich unmittelbar stromauf des wenigstens einen ersten Spritzlochs 3 befindet,
radial zwischen den beiden Düsennadeln 6, 9.
Im vorliegenden Fall ist zur Versorgung des wenigstens einen äußeren Spritzlochs 4 zusätzlich ein äußerer Zweig 8'' der Zuführung 8 vorgesehen,
der unmittelbar stromauf des wenigstens einen zweiten Spritzlochs 4 radial
außen
entlang der zweiten Düsennadel 9 verläuft. Dementsprechend
wirkt die zweite Düsennadel 9 mit
zwei Nadelsitzen, nämlich
mit dem zweiten Nadelsitz 10 und dem dritten Nadelsitz 11 zusammen,
die beiderseits des wenigstens einen zweiten Spritzlochs 4 angeordnet
sind. Somit befindet sich bezüglich
des wenigstens einen zweiten Spritzlochs 4 der zweite Nadelsitz 10 stromauf
des äußeren Zweigs 8'', während sich der dritte Nadelsitz 11 stromauf
des inneren Zweigs 8' befindet.As the representations of 1 to 6 it can be seen in the embodiments shown here is one of the nozzle needles 6 . 9 namely, the second nozzle needle 9 , designed as a hollow needle. In this way, the two nozzle needles 6 . 9 coaxially arranged one inside the other. In the present case, therefore, the first nozzle needle 6 in the second nozzle needle 9 arranged. So that the first nozzle needle 6 can be arranged inside, runs an inner branch 8th' the feeder 8th immediately upstream of the at least one first injection hole 3 located radially between the two nozzle needles 6 . 9 , In the present case, to supply the at least one outer injection hole 4 in addition an outer branch 8th'' the feeder 8th provided immediately upstream of the at least one second injection hole 4 radially outward along the second nozzle needle 9 runs. Accordingly, the second nozzle needle acts 9 with two needle seats, namely with the second needle seat 10 and the third needle seat 11 together, on both sides of the at least one second injection hole 4 are arranged. Thus, with respect to the at least one second injection hole 4 the second needle seat 10 upstream of the outer branch 8th'' while the third needle seat 11 upstream of the inner branch 8th' located.
Bei
einer anderen Ausführungsform
können die
Düsennadeln 6, 9 unabhängig bzw.
separat voneinander in der Einspritzdüse 1 angeordnet sein.In another embodiment, the nozzle needles 6 . 9 independently or separately from one another in the injection nozzle 1 be arranged.
Die
erste Düsennadel 6 besitzt
stromab des ersten Nadelsitzes 7 eine erste Zusatzdruckstufe 12, die
durch die gesamte vom ersten Nadelsitz 7 eingeschlossene
Fläche
gebildet ist. Diese erste Zusatzdruckstufe 12 ist dem wenigstens
einen ersten Spritzloch 3 zugewandt und wirkt somit bei
einer Druckbeaufschlagung in der Öffnungsrichtung der ersten
Düsennadel 6.The first nozzle needle 6 owns downstream of the first needle seat 7 a first additional pressure level 12 passing through the entire of the first needle seat 7 enclosed area is formed. This first additional pressure level 12 is the at least one first injection hole 3 facing and thus acts at a pressurization in the opening direction of the first nozzle needle 6 ,
In
entsprechender Weise ist auch an der zweiten Düsennadel 9 eine zweite
Zusatzdruckstufe 13 ausgebildet, die dem wenigstens einen
zweiten Spritzloch 4 zugewandt ist. Die zweite Druckstufe 13 ist
durch eine Ringfläche
gebildet, die radial außen durch
den zweiten Nadelsitz 10 und radial innen durch den dritten
Nadelsitz 11 begrenzt ist. Auch die zweite Zusatzdruckstufe 13 leitet
bei einer Druckbeaufschlagung eine Öffnungskraft in die zugehörige zweite
Düsennadel 9 ein.In a similar manner is also on the second nozzle needle 9 a second additional pressure level 13 formed, the at least one second injection hole 4 is facing. The second pressure level 13 is formed by an annular surface radially outward through the second needle seat 10 and radially inward through the third needle seat 11 is limited. Also the second additional pressure level 13 initiates an opening force in the associated second nozzle needle at a pressurization 9 one.
Entsprechend
den 1 bis 6 besitzt die erste Düsennadel 6 bzw.
ein erster Nadelverband 14, der die erste Düsennadel 6 umfasst,
im oberen Abschnitt A eine erste Steuerfläche 15, die von den Spritzlöchern 3, 4 abgewandt
ist und dementsprechend bei einer Druckbeaufschlagung eine in Schließrichtung
wirksame Kraft in die erste Düsennadel 6 bzw.
in den ersten Nadelverband 14 einleitet. Der erste Nadelverband 14 kann
neben der ersten Düsennadel 6 wenigstens
eine weitere Komponente umfassen, wobei die einzelnen Komponenten
des ersten Nadelverbands 14 so aneinander angeordnet sind,
dass sie Druckkräfte übertragen
können.
Das heißt,
die einzelnen Komponenten des ersten Nadelverbandes 14 können in
der Hubrichtung grundsätzlich
lose aneinander anliegen, sofern eine hinreichende Abdichtung gegenüber dem
unter Einspritzdruck stehenden Kraftstoff gegeben ist. Ebenso ist
es möglich,
dass wenigstens zwei Komponenten aneinander befestigt sind. Des
Weiteren ist es möglich, dass
zumindest zwei Komponenten aus einem Stück hergestellt sind. Ebenfalls
bildet der erste Nadelverband 14 eine im Ganzen hubverstellbare
Einheit.According to the 1 to 6 owns the first nozzle needle 6 or a first needle bandage 14 who has the first nozzle needle 6 comprises, in the upper section A, a first control surface 15 that from the spray holes 3 . 4 is turned away and accordingly at a pressurization in the closing direction effective force into the first nozzle needle 6 or in the first needle bandage 14 initiates. The first needle bandage 14 can be next to the first nozzle needle 6 comprise at least one further component, wherein the individual components of the first needle assembly 14 are arranged together so that they can transmit compressive forces. That is, the individual components of the first needle bandage 14 can in principle rest loosely against each other in the stroke direction, provided that a sufficient seal against the standing under injection pressure fuel is given. It is also possible that at least two components are attached to each other. Furthermore, it is possible that at least two components are made of one piece. Also forms the first needle bandage 14 a whole hubverstellbare unit.
In
entsprechender Weise bildet zweckmäßig auch die zweite Düsennadel 9 eine
Komponente eines zweiten Nadelverbands 16, der neben der
zweiten Düsennadel 9 zumindest
eine weitere Komponente aufweisen kann, wobei zumindest zwei Komponenten
fest aneinander befestigt sein können und/oder
aus einem Stück
hergestellt sein können. Ebenso
können
auch im zweiten Nadelverband 16 einzelne Komponenten bei
entsprechender Abdichtung gegenüber
dem unter Einspritzdruck stehenden Kraftstoff in der Hubrichtung
lose aneinander anliegen, da lediglich Druckkräfte übertragen werden müssen. Dementsprechend
bildet auch der zweite Nadelverband 16 eine im Ganzen hubverstellbare Einheit.
Die zweite Düsennadel 9 bzw.
der zweite Nadelverband 16 besitzt eine zweite Steuerfläche 17, die
ebenfalls von den Spritzlöchern 3, 4 abgewandt ist,
so dass eine Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerfläche 17 eine
in Schließrichtung
wirksame Kraft in den zweiten Nadelverband 16 bzw. in die zweite
Düsennadel 9 einleitet.In a corresponding manner also forms the second nozzle needle appropriate 9 a component of a second needle bandage 16 , next to the second nozzle needle 9 at least one further component may have, wherein at least two components may be firmly attached to each other and / or may be made in one piece. Likewise, also in the second needle bandage 16 individual components with a corresponding seal against the standing under injection pressure fuel in the stroke direction loosely abut each other, since only compressive forces must be transmitted. Accordingly, also forms the second needle bandage 16 a whole hubverstellbare unit. The second nozzle needle 9 or the second needle bandage 16 has a second control surface 17 . which also from the spray holes 3 . 4 is remote, so that a pressurization of the second control surface 17 a force acting in the closing direction in the second needle assembly 16 or in the second nozzle needle 9 initiates.
Die
beiden Steuerflächen 15, 17 sind
im oberen Abschnitt A der Einspritzdüse 1 ausgebildet,
vorzugsweise jeweils an einem von den Spritzlöchern 3, 4 entfernten
Ende des ersten Nadelverbands 14 bzw. des zweiten Nadelverbands 16.
Während
die erste Steuerfläche 15 einen
ersten Steuerraum 18 begrenzt, bildet die zweite Steuerfläche 17 eine
Begrenzung für
einen zweiten Steuerraum 19. Dabei umschließt der zweite
Steuerraum 19 den ersten Steuerraum 18 ringförmig und
ist seinerseits radial außen durch
einen Führungsring 20 begrenzt.
Des Weiteren sind beide Steuerräume 18, 19 durch
eine den Spritzlöchern 3, 4 zugewandte
Unterseite 21 einer Drosselplatte 22 begrenzt.The two control surfaces 15 . 17 are in the upper section A of the injector 1 formed, preferably each at one of the spray holes 3 . 4 distant end of the first needle bandage 14 or the second needle bandage 16 , While the first control surface 15 a first control room 18 limited forms the second control surface 17 a limit for a second control room 19 , The second control room encloses 19 the first control room 18 annular and in turn is radially outward by a guide ring 20 limited. Furthermore, both are tax shelters 18 . 19 through one of the spray holes 3 . 4 facing underside 21 a throttle plate 22 limited.
In
dieser Drosselplatte 22 verläuft ein weiterer Abschnitt
des Zulaufs 8. Dieser Zulauf 8 ist an einer hier
nicht gezeigten Stelle an eine Hochdruckleitung angeschlossen, die
den für
die Einspritzung vorgesehenen Kraftstoff unter dem jeweiligen Einspritzdruck
bereitstellt. Beispielsweise wird diese Hochdruckleitung von einer
entsprechenden Kraftstoffeinspritzpumpe gespeist. Beim sogenannten „Common-Rail-Prinzip" sind die Zuführungen 8 von
mehreren, vorzugsweise von sämtlichen,
Einspritzdüsen 1, die
einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, angeordnet
sind, mit derselben gemeinsamen Hochdruckleitung verbunden.In this throttle plate 22 runs another section of the inlet 8th , This feed 8th is connected to a high-pressure line, not shown here, which provides the fuel intended for injection under the respective injection pressure. For example, this high-pressure line is fed by a corresponding fuel injection pump. In the so-called "common rail principle" are the feeders 8th of several, preferably all, injectors 1 , which are arranged in an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, connected to the same common high pressure line.
In
der Drosselplatte 22 ist eine erste Zulaufdrossel 23 ausgebildet, über welche
der erste Steuerraum 18 an die Zuführung 8 angeschlossen
ist. Des Weiteren enthält
die Drosselplatte 22 eine zweite Zulaufdrossel 24, über welche
der zweite Steuerraum 19 an die Zuführung 8 angeschlossen
ist. Die erste Zulaufdrossel 23 kann dabei eine stärkere Drosselwirkung
aufweisen als die zweite Zulaufdrossel 24. Die Drosselplatte 22 enthält außerdem eine
erste Ablaufdrossel 25 sowie eine zweite Ablaufdrossel 26, über welche
die Steuerräume 18, 19 mit
einem Hochdruckraum 27 des Steuerventils 2 verbunden
sind. Im vorliegenden Fall sind beide Ablaufdrosseln 25, 26 direkt
nur mit dem zweiten Steuerraum 19 verbunden und über diesen
indirekt mit dem ersten Steuerraum 18. Erreicht wir dies über einen
gemeinsamen Abschnitt 28, der die beiden Ablaufdrosseln 25, 26 innerhalb
der Drosselplatte 22 zum zweiten Steuerraum 19 führt. Vorzugsweise
ist die Drosselwirkung der ersten Ablaufdrossel 25 stärker als
diejenige der zweiten Ablaufdrossel 26.In the throttle plate 22 is a first inlet throttle 23 formed, over which the first control room 18 to the feeder 8th connected. Furthermore, the throttle plate contains 22 a second inlet throttle 24 over which the second control room 19 to the feeder 8th connected. The first inlet throttle 23 can have a stronger throttle effect than the second inlet throttle 24 , The throttle plate 22 also contains a first outlet throttle 25 and a second outlet throttle 26 over which the control rooms 18 . 19 with a high pressure room 27 of the control valve 2 are connected. In the present case, both are flow restrictors 25 . 26 directly with the second control room only 19 connected and via this indirectly with the first control room 18 , If we achieve this through a common section 28 who has the two flow restrictors 25 . 26 inside the throttle plate 22 to the second control room 19 leads. Preferably, the throttle effect of the first outlet throttle 25 stronger than that of the second outlet throttle 26 ,
Das
Steuerventil enthält
einen Ventilkörper 29,
der mit Hilfe eines geeigneten Aktuators, insbesondere mittels eines
Piezoaktuators, hubverstellbar ist und wechselweise mit einem ersten
Ventilsitz 30 und einem zweiten Ventilsitz 31 zusammenwirkt.
Der Ventilkörper 29 steuert
im Steuerventil 2 eine über den
ersten Ventilsitz 30 geführte Verbindung zwischen dem
Hochdruckraum 27 und einem Niederdruckraum 32 des
Steuerventils 2. Der Niederdruckraum 32 ist dabei
an einen nicht dargestellten, im wesentlichen drucklosen Rücklauf des
Einspritzventils 1 angeschlossen.The control valve includes a valve body 29 , which is adjustable in stroke by means of a suitable actuator, in particular by means of a piezo actuator, and alternately with a first valve seat 30 and a second valve seat 31 interacts. The valve body 29 controls in the control valve 2 one over the first valve seat 30 guided connection between the high pressure room 27 and a low pressure room 32 of the control valve 2 , The low pressure room 32 is to a not shown, substantially unpressurized return of the injector 1 connected.
Die
erste Düsennadel 6 bzw.
der erste Nadelverband 14 ist innerhalb der Einspritzdüse 1 zwischen
einer in 1 gezeigten Schließstellung
und einer in den 3 bis 5 gezeigten
Offenstellung hubverstellbar angeordnet. Dabei bilden sowohl die Schließstellung
als auch die Offenstellung definierte Endstellungen. In ihrer Schließstellung
sitzt die erste Düsennadel 6 im
ersten Nadelsitz 7 und trennt das wenigstens eine erste
Spritzloch 3 vom zugehörigen inneren
Zweig 8' der
Zuführung 8.
Das wenigstens eine erste Spritzloch 3 ist dann gesperrt.
Bei geschlossener erster Düsennadel 6 ist
die erste Zusatzdruckstufe 12 deaktiviert, das heißt, an der
ersten Zusatzdruckstufe 12 greifen keine nennenswerten
Kräfte
in Öffnungsrichtung
an. Des Weiteren sind die beiden Steuerräume 18 und 19 bei
geschlossener erster Düsennadel 6 zueinander
offen, so dass sie einen gemeinsam Steuerraum 18-19 bilden.The first nozzle needle 6 or the first needle bandage 14 is inside the injector 1 between an in 1 shown closed position and one in the 3 to 5 shown open position arranged stroke adjustable. Both the closed position and the open position define defined end positions. In its closed position sits the first nozzle needle 6 in the first needle seat 7 and separates the at least one first injection hole 3 from the associated inner branch 8th' the feeder 8th , The at least one first injection hole 3 is then locked. With closed first nozzle needle 6 is the first additional pressure level 12 deactivated, that is, at the first additional pressure level 12 do not attack any appreciable forces in the opening direction. Furthermore, the two control rooms 18 and 19 with closed first nozzle needle 6 open to each other, so they have a common control room 18 - 19 form.
Sobald
die erste Düsennadel 6 vom
ersten Nadelsitz 7 abhebt, ist die Verbindung des wenigstens
einen ersten Spritzlochs 3 zum innen liegenden Zweig 8' der Zuführung 8 geöffnet, so
dass zum einen eine Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens eine
erste Spritzloch 3 stattfinden kann. Zum anderen ist dann
die erste Zusatzdruckstufe 12 aktiviert, das heißt, an der
ersten Zusatzdruckstufe 12 liegt im wesentlichen der Einspritzdruck
an, der eine in Öffnungsrichtung
wirkende Kraft über
die erste Zusatzdruckstufe 12 in die erste Düsennadel 6 einleitet.As soon as the first nozzle needle 6 from the first needle seat 7 lifts, is the connection of the at least one first injection hole 3 to the inside branch 8th' the feeder 8th open, so that on the one hand a fuel injection through the at least one first injection hole 3 can take place. On the other hand, then the first additional pressure level 12 activated, that is, at the first additional pressure stage 12 is essentially the injection pressure, which acts in an opening direction force over the first additional pressure stage 12 in the first nozzle needle 6 initiates.
Sobald
die erste Düsennadel 6 ihre
Offenstellung einnimmt, trennt sie bzw. der erste Nadelverband 14 die
beiden Steuerräume 18, 19 voneinander. Hierzu
ist im vorliegendem Fall am ersten Nadelverband 14 eine
ringförmige
Steuerkante 33 ausgebildet. Der in der Schließstellung
der ersten Düsennadel 6 verbleibende
erste Steuerraum 18 ist hier durch eine konkave Formgebung
der ersten Steuerfläche 15 definiert.
Bei einer anderen Ausführungsform kann
die erste Steuerfläche 15 auch
eben ausgestaltet sein, so dass der in der Offenstellung der ersten Düsennadel 6 verbleibende
erste Steuerraum 15 im wesentlichen nur noch durch das Volumen der
ersten Zulaufdrossel 23 gebildet ist.As soon as the first nozzle needle 6 takes her open position, she or the first needle bandage separates 14 the two control rooms 18 . 19 from each other. For this purpose, in the present case on the first needle bandage 14 an annular control edge 33 educated. The in the closed position of the first nozzle needle 6 remaining first control room 18 is here by a concave shape of the first control surface 15 Are defined. In another embodiment, the first control surface 15 also just be designed so that in the open position of the first nozzle needle 6 remaining first control chamber 15 essentially only by the volume of the first inlet throttle 23 is formed.
Auch
die zweite Düsennadel 9 bzw.
der zweite Nadelverband 16 ist in der Einspritzdüse 1 hubverstellbar
angeordnet, und zwar zwischen einer in den 1 bis 3 gezeigten
Schließstellung
und einer in den 4 bis 6 angedeuteten
Offenstellung. Dabei bildet zumindest die Schließstellung eine Endstellung.
In der Schließstellung
wirkt die zweite Düsennadel 9 mit
dem zweiten Nadelsitz 10 und dem dritten Nadelsitz 11 zusammen,
wodurch das wenigstens eine zweite Spritzloch 4 sowohl
vom inneren Zweig 8' als
auch vom äußeren Zweig 8'' der Zuführung 8 getrennt ist.
Dementsprechend ist die zweite Zusatzdruckstufe 13 deaktiviert,
so dass über
diese im wesentlichen keine in Öffnungsrichtung
wirksame Kraft in die zweite Düsennadel 9 eingeleitet
werden kann.Also the second nozzle needle 9 or the second needle bandage 16 is in the injector 1 arranged Hubverstellbar, between one in the 1 to 3 shown closed position and a in the 4 to 6 indicated open position. At least the closed position forms an end position. In the closed position, the second nozzle needle acts 9 with the second needle seat 10 and the third needle seat 11 together, whereby the at least one second injection hole 4 both from the inner branch 8th' as well as from the outer branch 8th'' the feeder 8th is disconnected. Accordingly, the second additional pressure stage 13 deactivated, so that on this substantially no opening force in the effective direction of the second nozzle needle 9 can be initiated.
Sobald
die zweite Düsennadel 9 aus
den zugeordneten Nadelsitzen 10, 11 abhebt, ist
sowohl die Verbindung zum inneren Zweig 8' als auch die Verbindung zum äußeren Zweig 8'' der Zuführung 8 geöffnet, so
dass eine Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine
zweite Spritzloch 4 stattfinden kann. Gleichzeitig wird
dadurch die zweite Zusatzdruckstufe 13 aktiviert, an der
dann im wesentlichen der Einspritzdruck angreift und somit eine
in Öffnungsrichtung
der zweiten Düsennadel 9 wirksame Kraft
in diese bzw. in den zweiten Nadelverband 16 einleitet.As soon as the second nozzle needle 9 from the assigned needle seats 10 . 11 is the connection to the inner branch 8th' as well as the connection to the outer branch 8th'' the feeder 8th open, allowing an injection of fuel through the at least one second injection hole 4 can take place. At the same time thereby the second additional pressure level 13 activated, at which then essentially the injection pressure engages and thus in the opening direction of the second nozzle needle 9 effective force in this or in the second needle bandage 16 initiates.
Während die
Kraftstoffeinspritzung durch die Spritzlöcher 3, 4 durch
Hubbetätigungen
der Düsennadeln 6, 9 steuerbar
ist, sind die Hubbetätigungen der
Düsennadeln 6, 9 mit
Hilfe des Steuerventils 2 und speziell durch Hubbetätigungen
des Ventilkörpers 29 steuerbar.
Das Steuerventil 2 ist zu diesem Zweck zwischen einer in
den 1 und 6 gezeigten Schließstellung
und einer in den 2, 3 und 5 gezeigten
Offenstellung verstellbar. Dabei bilden auch beim Steuerventil 2 die
Schließstellung
und die Offenstellung jeweils definierte Endstellungen, in denen
der Ventilkörper 29 jeweils
eine definierte Lage einnimmt. In der Schließstellung wirkt der Ventilkörper 29 mit
dem ersten Ventilsitz 30 zusammen und sperrt somit die
Verbindung zwischen Hochdruckraum 27 und Niederdruckraum 32.
Beachtenswert ist hierbei, dass in dieser Schließstellung beide Ablaufdrosseln 25, 26 offen
sind. In der Offenstellung wirkt der Ventilkörper 29 mit dem zweiten Ventilsitz 31 zusammen,
wodurch die erste Ablaufdrossel 25 gesperrt ist. Gleichzeitig
ist in der Offenstellung des Steuerventils 2 die Verbindung
zwischen Hochdruckraum 27 und Niederdruckraum 32 geöffnet, so
dass Kraftstoff aus dem Hochdruckraum über den Niederdruckraum 32 in
den Rücklauf
abfließen kann.While the fuel injection through the spray holes 3 . 4 by lifting operations of the nozzle needles 6 . 9 is controllable, are the Hubbetätigungen the nozzle needles 6 . 9 with the help of the control valve 2 and especially by lifting operations of the valve body 29 controllable. The control valve 2 is for this purpose between one in the 1 and 6 shown closed position and one in the 2 . 3 and 5 shown open position adjustable. It also form the control valve 2 the closed position and the open position respectively defined end positions in which the valve body 29 each occupies a defined position. In the closed position, the valve body acts 29 with the first valve seat 30 together and thus blocks the connection between the high-pressure chamber 27 and low pressure room 32 , It is noteworthy that in this closed position both drain throttles 25 . 26 are open. In the open position, the valve body acts 29 with the second valve seat 31 together, creating the first outlet throttle 25 Is blocked. At the same time is in the open position of the control valve 2 the connection between the high pressure room 27 and low pressure room 32 open, allowing fuel from the high-pressure chamber through the low-pressure chamber 32 can drain into the return.
Des
Weiteren kann das Steuerventil 2 zumindest in eine Zwischenstellung
gemäß 4 verstellt werden,
in der sich das Steuerventil 2 bzw. sein Ventilkörper 29 zwischen
den beiden Endstellungen (Schließstellung und Offenstellung)
befindet. Grundsätzlich
bildet somit jede Relativstellung des Ventilkörpers 29, in welcher
sich der Ventilkörper 29 weder in
der Schließstellung
noch in der Offenstellung befindet, eine solche Zwischenstellung.
Bevorzugt wird jedoch eine Zwischenstellung, in welcher der Ventilkörper 29 sowohl
vom ersten Ventilsitz 30 als auch vom zweiten Ventilsitz 31 soweit
entfernt ist, dass sich eine möglichst
geringe Drosselwirkung zwischen dem Ventilkörper 29 und den Ventilsitzen 30, 31 einstellt.Furthermore, the control valve 2 at least in an intermediate position according to 4 be adjusted, in which the control valve 2 or its valve body 29 between the two end positions (closed position and open position) is located. Basically thus forms each relative position of the valve body 29 in which the valve body 29 neither in the closed position nor in the open position, such an intermediate position. However, preference is given to an intermediate position in which the valve body 29 both from the first valve seat 30 as well as from the second valve seat 31 so far removed that the smallest possible throttling effect between the valve body 29 and the valve seats 30 . 31 established.
In
der genannten Zwischenstellung des Steuerventils 2 bzw.
des Ventilkörpers 29 sind
somit sowohl die Verbindung zwischen Hochdruckraum 27 und
Niederdruckraum 32 als auch beide Ablaufdrosseln 25, 26 geöffnet.In said intermediate position of the control valve 2 or the valve body 29 are thus both the connection between the high-pressure chamber 27 and low pressure room 32 as well as both drainage throttles 25 . 26 open.
Die
Erfindung bzw. deren Funktionsweise werden nun im folgenden näher erläutert: In
der in 1 gezeigten Ausgangsstellung befindet sich das Steuerventil 2 in
seiner Schließstellung;
ebenso befinden sich beide Düsennadeln 6, 9 jeweils
in ihrer Schließstellung.
In der Folge sind zum einen die beiden Zusatzdruckstufen 12 und 13 deaktiviert,
zum anderen sind beide Steuerräume 18, 19 miteinander verbunden,
wobei in den Steuerräumen 18, 19 der Einspritzdruck
herrscht. Ebenso herrscht im Hochdruckraum 27 der Einspritzdruck.The invention or its mode of operation will now be explained in more detail below: In the in 1 shown starting position is the control valve 2 in its closed position; as well are both nozzle needles 6 . 9 each in their closed position. As a result, on the one hand, the two additional pressure levels 12 and 13 Disabled, on the other hand, both are control rooms 18 . 19 interconnected, with in the control rooms 18 . 19 the injection pressure prevails. Likewise prevails in the high pressure room 27 the injection pressure.
Um
nun eine Einspritzung durch das wenigstens eine erstes Spritzloch 3 durchzuführen, wird
das Steuerventil 2 von seiner Schließstellung direkt in seine Offenstellung überführt, was
in 2 wiedergegeben ist. In der Folge ist die Verbindung
zwischen Hochdruckraum 27 und Niederdruckraum 32 geöffnet, wodurch
der Druck im Hochdruckraum 27 abfällt. Da die erste Ablaufdrossel 25 in
der Offenstellung des Steuerventils 2 gesperrt ist, kann
sich dieser Druckabfall nur über
die zweite Ablaufdrossel 26 bis in die Steuerräume 18, 19 fortpflanzen.
Die erste Steuerfläche 15 ist
so ausgelegt, dass durch diesen Druckabfall im ersten Nadelverband 14 eine Öffnungskraft
resultiert, so dass die erste Düsennadel 6 aus
dem ersten Nadelsitz 7 abhebt. Diese Öffnungsbewegung ist in 2 durch
einen Pfeil 34 angedeutet. Sobald die erste Düsennadel 6 aus
dem ersten Nadelsitz 7 abhebt, ist die erste Zusatzdruckstufe 12 aktiviert,
was die in Öffnungsrichtung
wirksamen Kräfte
verstärkt.
In der Folge öffnet
die erste Düsennadel 6 sehr
schnell.To now an injection through the at least one first injection hole 3 perform the control valve 2 transferred from its closed position directly into its open position, resulting in 2 is reproduced. As a result, the connection between the high-pressure chamber 27 and low pressure room 32 open, reducing the pressure in the high-pressure chamber 27 drops. Because the first outlet throttle 25 in the open position of the control valve 2 is locked, this pressure drop can only via the second outlet throttle 26 to the control rooms 18 . 19 procreate. The first control surface 15 is designed so that by this pressure drop in the first needle bandage 14 an opening force results, so that the first nozzle needle 6 from the first needle seat 7 takes off. This opening movement is in 2 through an arrow 34 indicated. As soon as the first nozzle needle 6 from the first needle seat 7 takes off, is the first additional pressure level 12 activated, which amplifies the forces acting in the opening direction. As a result, the first nozzle needle opens 6 very fast.
Gemäß 3 erreicht
die erste Düsennadel 6 bzw.
der erste Nadelverband 14 seine Offenstellung, in welcher
die Steuerkante 33 die beiden Steuerräume 18, 19 voneinander
trennt. In der Folge kann sich im ersten Steuerraum 18 wieder
der Einspritzdruck einstellen. Damit hier kein labiler Zustand entsteht,
ist die erste Zusatzdruckstufe 12 bei einer bevorzugten
Ausführungsform
so ausgelegt, dass sie im aktivierten Zustand eine zusätzliche Öffnungskraft in
die erste Düsennadel 6 bzw.
in den ersten Nadelverband 14 einleitet, die so groß ist, dass
im ersten Nadelverband 14 auch dann die Öffnungskräfte überwiegen,
wenn an der ersten Steuerfläche 15 wieder der
Einspritzdruck angreift, also wenn bei geöffnetem Steuerventil 2 die
beiden Steuerräume 18, 19 voneinander
getrennt sind.According to 3 reaches the first nozzle needle 6 or the first needle bandage 14 its open position, in which the control edge 33 the two control rooms 18 . 19 separates each other. As a result, in the first control room 18 set the injection pressure again. So that here no unstable state arises, is the first additional pressure level 12 in a preferred embodiment designed so that they have an additional opening force into the first nozzle needle in the activated state 6 or in the first needle bandage 14 which is so great that in the first needle unit 14 even then the opening forces predominate, if at the first control surface 15 again the injection pressure attacks, so when open control valve 2 the two control rooms 18 . 19 are separated from each other.
Bei
dem in 3 dargestellten Zustand sind somit nur noch die
zweite Zulaufdrossel 24 und die zweite Ablaufdrossel 26 aktiv,
wodurch sich im zweiten Steuerraum 19 ein vorbestimmter
Druck einstellt. Die zweite Düsennadel 9 bzw.
der zweite Nadelverband 16 ist so ausgelegt, dass die zweite
Düsennadel 9 auch
bei diesem nun im zweiten Steuerraum 19 herrschenden reduzierten
Druck in ihrer Schließstellung
verbleibt. Folglich herrscht in 3 ein stabiler Zustand,
bei dem ausschließlich
durch das wenigstens eine erste Spritzloch 3 eine Einspritzung
von Kraftstoff erfolgt.At the in 3 shown state are thus only the second inlet throttle 24 and the second outlet throttle 26 active, resulting in the second control room 19 sets a predetermined pressure. The second nozzle needle 9 or the second needle bandage 16 is designed so that the second nozzle needle 9 also in this now in the second control room 19 prevailing reduced pressure remains in its closed position. Consequently prevails in 3 a stable condition in which only by the at least one first injection hole 3 an injection of fuel takes place.
Zum
Beenden dieser Kraftstoffeinspritzung kann das Steuerventil 2 direkt
in seine Schließstellung
gemäß 1 verstellt
werden, wodurch der Abfluss von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 27 über den
Rücklauf
wieder gesperrt ist und sich im ersten Steuerraum 19 in
der Folge wieder der Einspritzdruck aufbaut. Der erste Nadelverband 14 besitzt
eine von den Spritzlöchern 3, 4 abgewandte
weitere Druckstufe 35, die ebenfalls den zweiten Steuerraum 19 begrenzt. Über diese
weitere Druckstufe 35 werden somit Schließkräfte in den
ersten Nadelverband 14 eingeleitet. Die Auslegung dieser
weiteren Druckstufe 35 erfolgt dabei so, dass sich bei
ansteigendem Druck im zweiten Steuerraum 19 eine resultierende Schließkraft im
zweiten Nadelverband 14 ausbildet, so dass insbesondere
die über
die erste Zusatzdruckstufe 12 eingeleitete Öffnungskraft überwunden wird
und die erste Düsennadel 6 schließen kann.To stop this fuel injection, the control valve 2 directly in its closed position according to 1 be adjusted, eliminating the outflow of fuel from the high-pressure chamber 27 About the return is locked again and in the first control room 19 as a result, the injection pressure builds up again. The first needle bandage 14 owns one of the spray holes 3 . 4 opposite further pressure level 35 , which is also the second control room 19 limited. About this further pressure level 35 Thus, closing forces in the first needle association 14 initiated. The interpretation of this further pressure level 35 takes place so that with increasing pressure in the second control room 19 a resulting closing force in the second needle bandage 14 trains, so that in particular the over the first additional pressure level 12 initiated opening force is overcome and the first nozzle needle 6 can close.
Falls
jedoch ohne Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung durch das wenigstens
eine erste Spritzloch 3 zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzung durch
das wenigstens eine zweite Spritzloch durch geführt werden soll, wird das Steuerventil 2 gemäß 4 in
seine obengenannte Zwischenstellung überführt. Hierbei wird die erste
Ablaufdrossel 25 wieder geöffnet, während gleichzeitig die Verbindung
zwischen Hochdruckraum 27 und Niederdruckraum 32 offen
bleibt. Da außerdem
nach wie vor nur die zweite Zulaufdrossel 24 aktiv ist,
stellt sich im Hochdruckraum 27 und somit im zweiten Steuerraum 19 ein weiterer
Druckabfall ein. Die zweite Steuerfläche 17 ist dabei so
ausgelegt, dass nunmehr im zweiten Nadelverband 16 die Öffnungskräfte überwiegen,
so dass die zweite Düsennadel 9 von
den zugeordneten Nadelsitzen 10 und 11 abhebt,
was in 4 durch einen Pfeil 36 angedeutet ist.
Sobald die zweite Düsennadel 9 von
den zugehörigen
Nadelsitzen 10, 11 abhebt, beginnt die Einspritzung
von Kraftstoff durch das wenigstens eine zweite Spritzloch 4.
Gleichzeitig wird dadurch die zweite Zusatzdruckstufe 13 aktiviert,
wodurch eine zusätzliche Öffnungskraft
in die zweite Düsennadel 9 und
somit in den zweiten Nadelverband 16 eingeleitet wird.If, however, without interruption of the fuel injection by the at least one first injection hole 3 in addition, a fuel injection through the at least one second injection hole to be performed by, the control valve 2 according to 4 transferred to his above intermediate position. This is the first outlet throttle 25 reopened while at the same time the connection between high pressure room 27 and low pressure room 32 remains open. Since also still only the second inlet throttle 24 is active, turns in the high pressure room 27 and thus in the second control room 19 another pressure drop. The second control surface 17 is designed so that now in the second needle association 16 the opening forces predominate, leaving the second nozzle needle 9 from the associated needle seats 10 and 11 sets off what's in 4 through an arrow 36 is indicated. As soon as the second nozzle needle 9 from the associated needle seats 10 . 11 takes off, the injection of fuel through the at least one second injection hole begins 4 , At the same time thereby the second additional pressure level 13 activated, creating an additional opening force in the second nozzle needle 9 and thus in the second needle bandage 16 is initiated.
Erfindungsgemäß ist nun
die zweite Zusatzdruckstufe 13 so ausgelegt, dass die darüber in die zweite
Düsennadel 9 eingeleitete
zusätzliche Öffnungskraft
so groß ist,
dass in der zweiten Düsennadel 9 bzw.
im zweiten Nadelverband 16 auch dann die Öffnungskräfte überwiegen,
wenn das Steuerventil 2 nach dem Abheben der zweiten Düsennadel 9 aus
den zugeordneten Nadelsitzen 10, 11 wieder seine
Offenstellung einnimmt. Dieser Zustand ist in 5 dargestellt.
Die erfindungsgemäße Auslegung der
zweiten Zusatzdruckstufe 13 hat somit zur Folge, dass die Öffnungsbewegung
der zweiten Düsennadel 9 mit
Hilfe der Zwischenstellung des Steuerventils 2 quasi nur
angestoßen
werden muss und im Übrigen dann
selbsttätig
abläuft.
Dies hat seinerseits zur Folge, dass das Steuerventil 2 bzw.
sein Ventilkörper 29 nur
für eine
vergleichsweise kurze Zeit in die genannte Zwischenstellung überführt werden
muss, um die Offnungsbewegung der zweiten Düsennadel 9 anzustoßen. Sobald
die zweite Zusatzdruckstufe 13 aktiv ist, kann das Steuerventil 2 wieder
in seine Offenstellung verstellt werden, in der es die erste Ablaufdrossel 25 sperrt.
Dies hat den großen
Vorteil, dass die ungenau und relativ instabil einstellbare Zwischenstellung
nur kurz angefahren oder durchfahren werden muss, um ein definiertes Öffnen der
zweiten Düsennadel 9 zu
bewirken. Im Übrigen
befindet sich das Steuerventil 2 sonst stets in genau definierten
und somit stabilen Endlagen (Offenstellung bzw. Schließstellung).According to the invention, the second additional pressure stage is now 13 designed so that the over it into the second nozzle needle 9 initiated additional opening force is so great that in the second nozzle needle 9 or in the second needle bandage 16 even then the opening forces predominate when the control valve 2 after lifting off the second nozzle needle 9 from the assigned needle seats 10 . 11 again takes his open position. This condition is in 5 shown. The inventive design of the second additional pressure stage 13 thus has the consequence that the opening movement of the second nozzle needle 9 with the help of the intermediate position of the control valve 2 almost only needs to be triggered and otherwise automatically runs off. This in turn means that the control valve 2 or its valve body 29 only for a comparatively short time in said intermediate position must be transferred to the opening movement of the second nozzle needle 9 to initiate. As soon as the second additional pressure stage 13 Active, the control valve can 2 be re-adjusted to its open position, in which it is the first outlet throttle 25 locks. This has the great advantage that the inaccurate and relatively unstable adjustable intermediate position must be approached only briefly or traversed by a defined opening of the second nozzle needle 9 to effect. Otherwise, the control valve is located 2 otherwise always in exactly defined and thus stable end positions (open position or closed position).
Um
die gewünschte
Initiierung des Öffnungsvorgang
für die
zweite Düsennadel 9 durchführen zu können, ist
der Antrieb des Steuerventils 2 so ausgelegt, dass er das
Steuerventil 2 bzw. dessen Ventilkörper 29 bei der hier
gezeigten Vorgehensweise aus der Offenstellung heraus hinreichend
lange in die Zwischenstellung verstellen kann. Aus dieser Offenstellung
heraus kann der Antrieb dann das Steuerventil 2 wieder
in die Schließstellung
zurückverstellen.To the desired initiation of the opening process for the second nozzle needle 9 to be able to perform, is the drive of the control valve 2 designed to be the control valve 2 or its valve body 29 in the procedure shown here from the open position can be adjusted sufficiently long in the intermediate position. From this open position, the drive can then control the valve 2 back to the closed position.
Bei
einer anderen Ausführungsform
kann es durchaus vorgesehen sein, eine Einspritzung durch das wenigstens
eine zweite Spritzloch 4 möglichst unmittel nach bzw.
möglichst
gleichzeitig mit einer Einspritzung durch das wenigstens eine erste
Spritzloch 3 durchzuführen.
Hierzu kann mit Hilfe eines geeigneten Antriebs das Steuerventil 2 aus
seiner Offenstellung heraus direkt solange in die Zwischenstellung
verstellt werden, bis mit oder nach dem Öffnen der ersten Düsennadel 6 auch
die Öffnungsbewegung
der zweiten Düsennadel 9 beginnt.In another embodiment, it may well be provided, an injection through the at least one second injection hole 4 as soon as possible or possibly simultaneously with an injection through the at least one first injection hole 3 perform. For this purpose, with the aid of a suitable drive, the control valve 2 be moved from its open position directly into the intermediate position until, with or after opening the first nozzle needle 6 also the opening movement of the second nozzle needle 9 starts.
Falls
nur eine sehr kurze Einspritzung durch die wenigstens eine zweite
Einspritzöffnung 4 erwünscht ist,
kann das Steuerventil 2 aus seiner Zwischenstellung heraus
auch wieder in seine Schließstellung
zurückverstellt
werden, um so den Schließvorgang
für beide
Düsennadeln 6, 9 zu
starten.If only a very short injection through the at least one second injection port 4 he wishes is the control valve 2 be moved back into its closed position from its intermediate position, so as to the closing process for both nozzle needles 6 . 9 to start.
Es
ist klar, dass das Steuerventil 2 mit Hilfe eines geeignetes
Antriebs aus seiner Schließstellung heraus
so schnell in seine Offenstellung verstellbar ist, dass beim Durchfahren
sämtlicher
Zwischenstellungen ein Absinken des Drucks in den Steuerräumen 18, 19 bis
zu einem Druck, bei dem die zweite Düsennadel 9 öffnet, nicht
erfolgen kann.It is clear that the control valve 2 with the help of a suitable drive from its closed position out so quickly in its open position is adjustable, that when passing through all intermediate positions a drop in pressure in the control rooms 18 . 19 up to a pressure at which the second nozzle needle 9 opens, can not be done.
Anstelle
einer quasi statischen Verweildauer des Steuerventils 2 bzw.
dessen Ventilskörpers 29 in der
ausgewählten
Zwischenstellung, um den Öffnungshub
der zweiten Düsennadel 9 zu
initiieren, kann es ausreichend sein, das Steuerventil 2 bzw. den
Ventilkörper 29 hinreichend
langsam von der Schließstellung
in die Offenstellung zu bewegen oder von der Offenstellung in die
Zwischenstellung und direkt zurück
in die Offenstellung zu bewegen.Instead of a quasi-static residence time of the control valve 2 or its valve body 29 in the selected intermediate position to the opening stroke of the second nozzle needle 9 Initiate, it may be sufficient, the control valve 2 or the valve body 29 to move sufficiently slowly from the closed position to the open position or to move from the open position to the intermediate position and directly back to the open position.
Um
ausgehend vom Zustand gemäß 5, bei
dem beide Düsennadel 6, 9 offen
sind und somit eine Einspritzung von Kraftstoff durch sämtliche Spritzlöcher 3, 4 erfolgt,
in den Ausgangszustand gemäß 1 zurückzukommen,
kann nun einfach das Steuerventil 2 in seine Schließstellung
zurückverstellt werden,
wodurch sich die Situation gemäß 6 ergibt.
In der Schließstellung
des Steuerventils 2 ist die Verbindung vom Hochdruckraum 27 zum
Niederdruckraum 32 gesperrt, so dass sich in der Folge
im Hochdruckraum 27 und im zweiten Steuerraum 19 der
Einspritdruck einstellen kann. Die damit einhergehende Druckerhöhung an
der weiteren Druckstufe 35 führt zum einen wieder dazu,
dass im ersten Nadelverband 14 die Schließkräfte überwiegen
und dieser sich entsprechend einem Pfeil 37 in Schließrichtung
in Bewegung setzt. Desweiteren führt
der Druckanstieg an der zweiten Steuerfläche 17 auch am zweiten
Nadelverband 16 dazu, dass darin die in Schließrichtung
wirksamen Kräfte überwiegen,
so dass sich auch der zweite Nadelverband 16 entsprechend
einem Pfeil 38 in Schließrichtung in Bewegung setzt.
Sobald die Düsennadeln 6, 9 wieder
in ihren Nadelsitzen 7, 10, 11 eingefahren
sind, liegt wieder Ausgangszustand gemäß 1 vor.To start from the state according to 5 in which both nozzle needle 6 . 9 are open and thus an injection of fuel through all the injection holes 3 . 4 takes place, in the initial state according to 1 can come back now, just the control valve 2 be moved back to its closed position, causing the situation in accordance with 6 results. In the closed position of the control valve 2 is the connection from the high pressure room 27 to the low-pressure room 32 locked, so that in the episode in the high pressure room 27 and in the second control room 19 can adjust the injection pressure. The associated pressure increase at the further pressure stage 35 on the one hand leads to the fact that in the first needle bandage 14 the closing forces predominate and this according to an arrow 37 in the closing direction sets in motion. Furthermore, the pressure increase leads to the second control surface 17 also on the second needle bandage 16 in addition to the fact that the forces acting in the closing direction prevail there, so that the second needle bandage is also present 16 according to an arrow 38 in the closing direction sets in motion. As soon as the nozzle needles 6 . 9 again in her needle seats 7 . 10 . 11 retracted, is again starting state according to 1 in front.
-
11
-
Einspritzdüseinjection
-
22
-
Steuerventilcontrol valve
-
33
-
erstes
Spritzlochfirst
spiracle
-
44
-
zweites
Spritzlochsecond
spiracle
-
55
-
EinspritzraumInjection room
-
66
-
erste
Düsennadelfirst
nozzle needle
-
77
-
erster
Nadelsitzfirst
needle seat
-
88th
-
Zuführungfeed
-
8'8th'
-
innerer
Zweig von 8 inner branch of 8th
-
8''8th''
-
äußerer Zweig
von 8 outer branch of 8th
-
99
-
zweite
Düsennadelsecond
nozzle needle
-
1010
-
zweiter
Nadelsitzsecond
needle seat
-
1111
-
dritter
Nadelsitzthird
needle seat
-
1212
-
erste
Zusatzdruckstufefirst
Additional pressure stage
-
1313
-
zweite
Zusatzdruckstufesecond
Additional pressure stage
-
1414
-
erster
Nadelverbandfirst
needle unit
-
1515
-
erste
Steuerflächefirst
control surface
-
1616
-
zweiter
Nadelverbandsecond
needle unit
-
1717
-
zweite
Steuerflächesecond
control surface
-
1818
-
erster
Steuerraumfirst
control room
-
1919
-
zweiter
Steuerraumsecond
control room
-
2020
-
Führungsringguide ring
-
2121
-
Unterseite
von 22 Bottom of 22
-
2222
-
Drosselplattethrottle plate
-
2323
-
erste
Zulaufdrosselfirst
inlet throttle
-
2424
-
zweite
Zulaufdrosselsecond
inlet throttle
-
2525
-
erste
Ablaufdrosselfirst
outlet throttle
-
2626
-
zweite
Ablaufdrosselsecond
outlet throttle
-
2727
-
Hochdruckraum
von 2 High pressure room of 2
-
2828
-
Abschnittsection
-
2929
-
Ventilkörpervalve body
-
3030
-
erster
Ventilsitzfirst
valve seat
-
3131
-
zweiter
Ventilsitzsecond
valve seat
-
3232
-
Niederdruckraum
von 2 Low pressure room of 2
-
3333
-
Steuerkantecontrol edge
-
3434
-
Öffnungsbewegung
von 6, 14 Opening movement of 6 . 14
-
3535
-
weitere
DruckstufeFurther
pressure stage
-
3636
-
Öffnungsbewegung
von 9, 16 Opening movement of 9 . 16
-
3737
-
Schließbewegung
von 6, 14 Closing movement of 6 . 14
-
3838
-
Schließbewegung
von 9, 16 Closing movement of 9 . 16
-
AA
-
oberer
Abschnitt von 1 upper section of 1
-
BB
-
unterer
Abschnitt von 1 lower section of 1