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DE102005055672A1 - Fuel injector e.g. pump-nozzle-injector, for internal combustion engine e.g. diesel engine, has main and control valve units accommodated on top of each other by individual actuator unit in their respective closing positions - Google Patents

Fuel injector e.g. pump-nozzle-injector, for internal combustion engine e.g. diesel engine, has main and control valve units accommodated on top of each other by individual actuator unit in their respective closing positions Download PDF

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DE102005055672A1
DE102005055672A1 DE200510055672 DE102005055672A DE102005055672A1 DE 102005055672 A1 DE102005055672 A1 DE 102005055672A1 DE 200510055672 DE200510055672 DE 200510055672 DE 102005055672 A DE102005055672 A DE 102005055672A DE 102005055672 A1 DE102005055672 A1 DE 102005055672A1
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DE
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valve member
control valve
injector
main valve
pressure
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Ceased
Application number
DE200510055672
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German (de)
Inventor
Roman Brauneis
Dejan Jovovic
Maximilian Dr. Kronberger
Wolfgang Dr. Rock
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Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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Abstract

The injector has a control valve (200) fluidically isolated in a switching position of a supply area (Z) of fluid (300) by a main valve unit (210) in a closing position of a high pressure area (H) of the injector. The valve is fluidically isolated in another switching position of the high pressure area by a control valve unit (220) in a closing position of a dischargeable control chamber (110) of injector, whose fluid pressure acts in a nozzle needle in a closing direction. The units are accommodated on top of each other by an individual actuator unit in their respective closing positions. An independent claim is also included for a method of controlling an injector e.g. pump-nozzle-injector.

Description

Die Erfindung betrifft einen Injektor, insbesondere einen Kraftstoffinjektor, mit steuerbarem Einspritzdruck zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines entsprechenden Injektors.The The invention relates to an injector, in particular a fuel injector, with controllable injection pressure for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates a method of controlling a corresponding injector.

Für eine gute Aufbereitung eines Kraftstoff-Luft-Gemischs für einen Verbrennungsmotor muss der Kraftstoff, je nach Verbrennungsverfahren, mit einem Druck bis über 2.000bar in einen Brennraum eines Motors eingespritzt und dabei mit der größtmöglichen Genauigkeit je Einzeleinspritzung (Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen) innerhalb eines Einspritzzyklus dosiert werden. Um einen Kompromiss zwischen geringem Kraftstoffverbrauch und der Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte für Emissionen (Abgase und Geräuschentwicklung des Motors) zu realisieren, ist es notwendig, den Einspritzvorgang präzise zu steuern. Hierbei sind wesentliche Parameter der jeweilige Einspritzbeginn, die jeweilige Einspritzdauer, das jeweilige Einspritzende und ein dynamisches Verhalten einer Düsennadel des Injektors bei Beginn und bei Ende einer Einspritzung. Da hierfür teilweise sehr hohe Kraftstoffdrücke notwendig sind, bestehen hohe Anforderungen an ein dynamisches Verhalten der Injektoren.For a good Preparation of a fuel-air mixture for an internal combustion engine must the fuel, depending on the combustion process, with a pressure up to 2,000 bar injected into a combustion chamber of an engine and thereby with the largest possible Accuracy per single injection (pre, main and post injections) be dosed within an injection cycle. A compromise between low fuel consumption and regulatory compliance Limits for Emissions (exhaust gases and noise of the engine), it is necessary to precisely control the injection process Taxes. Here are essential parameters of the respective start of injection, the respective injection duration, the respective injection end and a dynamic behavior of a nozzle needle of the injector at the beginning and at the end of an injection. Since this partially very high fuel pressures are necessary, there are high demands on a dynamic behavior the injectors.

Für Dieselmotoren mit Direkteinspritzung sind insbesondere eine Einspritzverlaufsformung und hohe Einspritzdrücke für die Optimierung der Emissionen erforderlich. Pro Verbrennung wird ein Einspritzzyklus mit mehreren aufeinander folgenden Einspritzungen gewünscht, die jede für sich einen unterschiedlichen Einspritzdruck aufweisen soll. Um die zukünftigen Euro-5-Richtlinien (und darauffolgende) für Emissionen zu erfüllen, muss ein piezobetätigter Pumpe-Düse-Injektor mit einspritzsynchroner Druckerzeugung innerhalb eines Zyklus (Arbeitstakt eines Vier-Takt-Motors) sieben getrennte Einspritzungen mit variablen Düsenöffnungsdrücken darstellen können. Hierbei soll der Einspritzdruck für Kleinstmengen niedrig und für große Mengen hoch sein, um eine gute Zerstäubung bei kurzer Einspritzdauer zu realisieren.For diesel engines with direct injection are in particular an injection course shaping and high injection pressures for the Optimization of emissions required. One will per combustion Injection cycle with several consecutive injections desired each one for should have a different injection pressure. To the future Euro 5 directives (and subsequent ones) for emissions must comply a piezo-actuated pump-nozzle-injector with injection-synchronous pressure generation within one cycle (working cycle a four-stroke engine) seven separate injections with variable Can represent nozzle opening pressures. in this connection should the injection pressure for Small amounts low and for size Quantities should be high to ensure good atomization with short injection duration to realize.

Aus der DE 103 33 573 B3 ist ein piezoelektrisch betätigter Common-Rail-Injektor mit direkt gesteuerter Düsennadel, also ohne Steuerkammer und Servoventil, bekannt. Hierbei wirken zwei Endflächen eines mit einem Piezoaktor verbundenen Kolbens über zwei zu diesen Flächen zugehörigen Übersetzerräumen auf wiederum zwei Kolbenendflächen in zwei anderen Übersetzerräumen, wobei letztere Kolbenendflächen einem Kolben zugehörig sind, der fest mit der Düsennadel des Injektors verbunden ist. Jeweils zwei korrespondierende Übersetzerräume sind dabei über Fluidleitungen parallel geschaltet. Über eine Dimensionierung der jeweiligen Kolbenendflächen ist eine Dynamik der Düsennadelbewegung einstellbar. Durch einen vergleichsweise kleinen Durchmesser des düsenseitigen Kolbens erhält man einen schnellen, und durch einen vergleichsweise großen Durchmesser dieses Kolbens erhält man einen langsameren Common-Rail-Injektor.From the DE 103 33 573 B3 is a piezoelectrically actuated common rail injector with directly controlled nozzle needle, ie without control chamber and servo valve, known. In this case, two end faces of a piston connected to a piezoelectric actuator act via two interspaces to these surfaces in turn two piston end faces in two other booster chambers, the latter Kolbenendflächen a piston are associated, which is firmly connected to the nozzle needle of the injector. In each case two corresponding compiler spaces are connected in parallel via fluid lines. About a dimensioning of the respective piston end surfaces dynamics of the nozzle needle movement is adjustable. By a comparatively small diameter of the nozzle-side piston to obtain a fast, and by a comparatively large diameter of this piston to obtain a slower common-rail injector.

Hierdurch ist die Dynamik der Bewegung der Düsennadel von vornherein fest eingestellt und kann nur noch über eine Raildruckanpassung bzw. eine Ansteuerung (Hub) des Piezoaktors beeinflusst werden. Darüber hinaus können Common-Rail-Injektoren den Einspritzdruck während eines Einspritzzyklus nicht verändern. Der Einspritzdruck kann über eine Raildruckanpassung nur von Einspritzzyklus zu Einspritzzyklus erfolgen, wodurch sich große Schwierigkeiten bei den einzuspritzenden Klein- und Kleinstmengen ergeben.hereby the dynamics of the movement of the nozzle needle is fixed from the outset set and can only be over a rail pressure adaptation or a control (stroke) of the piezoelectric actuator to be influenced. About that can out Common rail injectors the injection pressure during Do not change an injection cycle. The injection pressure can via a Rail pressure adaptation only from injection cycle to injection cycle, which causes great difficulties result in the injected small and very small quantities.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Injektor, insbesondere einen verbesserten Kraftstoffinjektor, zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll der Injektor je Ein spritzzyklus einen unterschiedlichen Einspritzdruck für Teileinspritzungen innerhalb eines Einspritzzyklus realisieren können. Ferner soll der Injektor innerhalb eines Einspritzzyklus sieben oder mehr getrennte Einspritzungen mit bevorzugt variablen Düsenöffnungsdrücken darstellen.It An object of the invention is an improved injector, in particular an improved fuel injector. Especially the injector per injection cycle a different injection pressure for partial injections can realize within an injection cycle. Furthermore, the injector seven or more separate injections within one injection cycle represent with preferably variable nozzle opening pressures.

Die Erfindung wird mittels eines Injektors mit steuerbarem Einspritzdruck gelöst, wobei ein den Injektor steuerndes Steuerventil zwei Ventilglieder – ein Hauptventilglied und ein Steuerventilglied – aufweist. Die beiden Ventilglieder sind gemeinsam von einer einzigen Aktoreinheit des Injektors betätigbar und nacheinander in ihre jeweiligen Schließpositionen bringbar. Das Hauptventilglied öffnet oder schließt einen Fluidkanal zwischen einem Zulaufbereich des Injektors und einem stromabwärtigen Hochdruckbereich, wohingegen das Steuerventilglied eine Fluidkommunikation dieses Hochdruckbereichs mit einer Steuerkammer des Injektors ermöglicht oder unterbindet. Der Druck in der Steuerkammer wirkt mittel- oder unmittelbar auf eine Düsennadel des Injektors, an welcher an einem brennraumseitigen Ende Fluidhochdruck herrscht. Die Steuerkammer ist über eine Ablaufbohrung mit definiertem Durchmesser bzw. eine Fluiddrossel mit einem Niederdruckbereich des Injektors fluidisch verbunden. Ferner kann der Zulauf zur Steuerkammer ebenfalls einen definierten Durchmesser bzw. eine Fluiddrossel aufweisen; dies kann zusätzlich oder alternativ auch über einen Hub des Steuerventilglieds realisiert sein.The Invention is by means of an injector with controllable injection pressure solved, wherein a control valve controlling the injector comprises two valve members - a main valve member and a control valve member - has. The Both valve members are common by a single actuator unit of the injector can be actuated and one after the other in their respective closed positions can be brought. The main valve member opens or includes a fluid channel between an inlet region of the injector and a downstream one High pressure area, whereas the control valve member fluid communication this high pressure area with a control chamber of the injector allows or in derogation. The pressure in the control chamber is medium or immediate on a nozzle needle of the injector, at which at a combustion chamber end fluid high pressure prevails. The control chamber is over a drain hole with a defined diameter or a fluid throttle fluidly connected to a low pressure region of the injector. Furthermore, the inlet to the control chamber also has a defined Have diameter or a fluid throttle; this may additionally or alternatively also over be realized a stroke of the control valve member.

Insbesondere bei einem Pumpe-Düse-Injektor mit erfindungsgemäßem Steuerventil unterbindet das Hauptventilglied eine Fluidkommunikation zwischen dem Zulaufbereich, z. B. einem stromabwärtigen Bereich einer Förderpumpe, und einem Plungerraum des Injektors. Bei geöffnetem Steuerventilglied ist dieser Plungerraum mit der Steuerkammer in ungedrosselter Fluidverbindung, wodurch im Plungerraum und der Steuerkammer derselbe Fluiddruck herrscht. Alternativ kann diese Fluidverbindung auch gedrosselt sein (siehe oben). Bei geschlossenem Steuer ventilglied ist die Steuerkammer nicht mehr mit dem Plungerraum in Fluidverbindung, wodurch sich die Steuerkammer durch deren Ablaufbohrung hindurch entleert und somit der Druck in Schließrichtung auf die Düsennadel abnimmt. Die Düsennadel öffnet sich aufgrund des an ihr brennraumseitig anstehenden Einspritzdrucks und Kraftstoff wird eingespritzt.In particular, in a pump-nozzle injector with inventive control valve prevents the main valve member fluid communication between the inlet area, z. B. a downstream gene range of a feed pump, and a plunger space of the injector. When the control valve member is open, this plunger space is in unthrottled fluid communication with the control chamber, whereby the same fluid pressure prevails in the plunger space and the control chamber. Alternatively, this fluid connection may also be throttled (see above). When the control valve member is closed, the control chamber is no longer in fluid communication with the plunger space, whereby the control chamber through the drain hole emptied through and thus decreases the pressure in the closing direction of the nozzle needle. The nozzle needle opens due to the injection pressure applied to the combustion chamber side and fuel is injected.

Erfindungsgemäß erhält man einen Injektor, dessen Einspritzdrücke je Einzeleinspritzung innerhalb eines Einspritzzyklus steuer- und/oder wählbar sind. Bei geschlossenem Hauptventilglied und offenem Steuerventilglied muss das Steuerventilglied lediglich zu einem Zeitpunkt geschlossen werden, an welchem an der Düsennadel ein entsprechender Druck herrscht, der darauffolgend zum gewünschten Einspritzdruck führt. Durch ein zeitweiliges Öffnen des Hauptventilglieds bzw. Schließen des Hauptventilglieds zu einem bestimmten Zeitpunkt kann ein gewünschter Druck zu einem gewünschten Zeitpunkt am brennraumseitigen Ende der Düsennadel eingestellt werden. Diese entsprechenden Werte sind empirisch gut ermittelbar und werden in entsprechenden Kennfeldern abgespeichert, sodass der Betrieb des Injektors wie gewünscht erfolgen kann. Ähnliches gilt bei einem offenen Hauptventilglied, hier wird zuerst das Hauptventilglied geschlossen und darauffolgend findet dann das Schließen des Steuerventilglieds statt.According to the invention gives a Injector whose injection pressures each individual injection within an injection cycle control and / or are selectable. With the main valve member and open control valve member closed the control valve member must only be closed at a time be on which at the nozzle needle a corresponding pressure prevails, which subsequently to the desired injection pressure leads. By temporarily opening the Main valve member or closing the main valve member at a given time may be a desired Print to a desired one Time can be set at the combustion chamber end of the nozzle needle. These corresponding values can be determined empirically and become stored in corresponding maps, so that the operation of the injector as desired can be done. something similar applies to an open main valve member, here is the main valve member first closed and then the closing of the Control valve member instead.

Das Schließen des Hauptventilglieds bestimmt den Druckaufbau im Plungerraum/Hochdruckbereich des Injektors maßgeblich, sodass ein Öffnen/Schließen des Hauptventilglieds zu einem bestimmten Zeitpunkt, zeitlich danach zu einem gewünschten, u. a. vom Kurbelwellenwinkel abhängigen, Einspritzdruck führt. Dies gilt auch für das Steuerventilglied, nur in geringerem Maße. Ferner ist hierfür eine Position eines Plungers des Injektors sowie dessen Geschwindigkeit wichtig. Dies ist bei der Ansteuerung des erfindungsgemäßen Steuerventils zu beachten.The Shut down the main valve member determines the pressure buildup in the plunger space / high pressure area of the injector, so that opening / closing the Main valve member at a certain time, then after to a desired, u. a. dependent on the crankshaft angle, Injection pressure leads. This also applies to the control valve member, only to a lesser extent. Furthermore, this is a position a plunger of the injector and its speed important. This is to be considered in the control of the control valve according to the invention.

Dadurch, dass die beiden Ventilglieder des Steuerventils von einem Piezoaktor aufeinander folgend in ihre jeweilige Schließposition bringbar sind, lässt sich eine Siebenfach-Einspritzung innerhalb eines Einspritzzyklus realisieren. Durch die erfindungsgemäße Doppelventilausführung des Steuerventils lässt sich ein einspritzsynchroner Druckaufbau bei einem Pumpe-Düse-Injektor gut realisieren, was zusätzlich eine Verlustleistung des Injektors aufgrund Leckage reduziert. Die erfindungsgemäße Doppelventilausführung ermöglicht eine vielseitige Einspritzverlaufsformung mit unterschiedlichen Einspritzdrücken mit nur einem einzigen Piezoaktor.Thereby, that the two valve members of the control valve by a piezoelectric actuator can be brought successively in their respective closed position, can be a sevenfold injection realize within one injection cycle. By the double valve of the invention Control valve leaves an injection-synchronous pressure build-up in a pump-nozzle injector well realize what additional reduces the power loss of the injector due to leakage. The inventive double valve version allows a versatile injection molding with different injection pressures with only a single piezoelectric actuator.

Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Injektor mit direkt gesteuerter Düsennadel ein schnelles Öffnen und ein schnelles Schließen der Düsennadel, wodurch sich kontrollierbare Kleinstmengen und ein schnelles Einspritzende realisieren lassen, was für die Abgasemissionen von Vorteil ist. Das erfindungsgemäße Steuerventil benötigt aufgrund seiner kompakten Bauweise wenig Bauraum innerhalb des Injektors und erlaubt eine fertigungstechnisch kostengünstige Realisierung.Further allows the injector according to the invention with directly controlled nozzle needle a quick opening and a quick closing the nozzle needle, resulting in controllable small quantities and a fast injection end let realize what for the exhaust emissions is beneficial. The control valve according to the invention needed due to its compact design little space inside the injector and allows a production technology cost-effective implementation.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Hochdruckbereich des Steuerventilglieds druckausgeglichen, insbesondere absolut druckausgeglichen. Dies wird mittels einer Druckausgleichsscheibe realisiert, die einerseits auf einen Mittelabschnitt des Steuerventilglieds genau abgestimmt ist und andererseits fest in einem Gehäuse des Steuerventilglieds montierbar ist. Hierbei begrenzt die Druckausgleichsscheibe den Hochdruckbereich des Steuerventilglieds und dichtet diesen gegenüber einem Niederdruckbereich des Steuerventils ab. Andererseits ist ein Führungsabschnitt des Steuerventilglieds derart ausgebildet, dass dessen Durchmesser dem des abgestimmten Durchmessers mit der Druckausgleichsscheibe entspricht und ebenfalls den Hochdruckbereich gegenüber einem Niederdruckbereich abdichtet. Ferner entspricht der Durchmesser eines Steuerventilsitzes zwischen Mittelabschnitt und Führungsabschnitt ebenfalls dem abgestimmten Durchmesser des Steuerventilglieds mit der Druckausgleichsscheibe, sowie dem Durchmesser des Führungsabschnitts. Hierdurch ist das Steuerventilglied in seiner Offen- und seiner Schließposition druckausgeglichen und kann zu jedem Zeitpunkt – abgesehen von einer Rückstellkraft – nahezu kräftefrei betätigt werden.In a preferred embodiment the invention, a high pressure area of the control valve member is pressure balanced, especially absolutely pressure balanced. This is done by means of a Pressure equalizing disc realized, on the one hand on a central section the control valve member is exactly matched and on the other hand firmly in a housing of the Control valve member is mountable. This limits the pressure compensation disc the high pressure area of the control valve member and seals it against a Low pressure range of the control valve from. On the other hand, a guide section the control valve member is formed such that its diameter that of the matched diameter with the pressure compensation disc corresponds and also the high pressure area over one Low pressure area seals. Furthermore, the diameter corresponds a control valve seat between the central portion and guide portion also with the tuned diameter of the control valve member the pressure compensation disc, as well as the diameter of the guide section. As a result, the control valve member in its open and its closed position pressure-balanced and can at any time - apart from a restoring force - almost free of force actuated become.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Hochdruckbereich des Hauptventilglieds ebenfalls druckausgeglichen. Hierfür ist ein Durchmesser eines Ventilsitzes des Hauptventilglieds gleich einem hochdruckseitigen Durchmesser eines Führungsabschnitts des Hauptventilglieds. Der Zulaufbereich des Hauptventilglieds kann ebenfalls druckausgeglichen sein, wobei ein Führungsabschnitt des Hauptventilglieds am Vorlaufbereich dem des Hauptventilsitzes entspricht. Hierdurch ist das Hauptventilglied – abgesehen von einer Rückstellkraft – ebenfalls nahezu kräftefrei zu jeder Zeit bewegbar.at a preferred embodiment the invention is a high-pressure region of the main valve member also pressure-balanced. Therefor a diameter of a valve seat of the main valve member is the same a high pressure side diameter of a guide portion of the main valve member. The inlet area of the main valve member can also be pressure compensated be, with a guide section the main valve member at the flow area that of the main valve seat equivalent. As a result, the main valve member - apart from a restoring force - also almost free of forces movable at any time.

Der Druckausgleich des Doppelventils an dessen Hochdruckbereich bzw. dessen Hochdruckbereichen ermöglicht steuerbare Einspritzdrücke größer als 600bar und reduziert einen Energiebedarf des Piezoaktors aufgrund eines Wegfallens hydraulischer Kräfte am Steuerventilglied bzw. den Ventilgliedern.The pressure equalization of the double valve at its high pressure area or its high pressure areas allows controllable injection pressures grö ßer than 600bar and reduces energy requirements of the piezoelectric actuator due to elimination of hydraulic forces on the control valve member and the valve members.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerventilglied koaxial zum Hauptventilglied angeordnet und abschnittsweise in diesem geführt. Bevorzugt liegt diese Führung in einem Niederdruckbereich des Steuerventils, in dem auch die beiden Ventilglieder gegeneinander vorgespannt sind, wobei eine Federkraft dieser Vorspannung größer ist, als eine Federkraft eines Rückstellelements für das Hauptventilglied. Das Rückstellelement für das Hauptventilglied befindet sich bevorzugt ebenfalls in einem Niederdruckbereich des Steuerventils und stützt sich bevorzugt mit einem Ende am Hauptventilglied und mit dem anderen Ende bevorzugt an der Druckausgleichsscheibe des Steuerventilglieds ab.In a preferred embodiment In accordance with the invention, the control valve member is coaxial with the main valve member arranged and guided in sections in this. This is preferably guide in a low pressure area of the control valve, in which also the two Valve members are biased against each other, wherein a spring force this bias is greater, as a spring force of a return element for the Main valve member. The reset element for the Main valve member is preferably also in a low pressure region of the control valve and supports preferred with one end on the main valve member and with the other End preferably at the pressure compensation disc of the control valve member from.

Entgegen der Druckvorspannung der beiden Rückstellelemente drückt der Piezoaktor ausschließlich auf das Steuerventilglied, welches über die Vorspannung zwischen den beiden Ventilgliedern das Hauptventilglied bis in dessen Schließposition (= erste Schaltstellung des Steuerventils) mitbewegt. Überwindet der Piezoaktor die Vorspannung zwischen den beiden Ventilgliedern, so bewegt sich auch das Steuerventilglied in dessen Schließposition (= zweite Schaltstellung des Steuerventils). Hierdurch ist die Steuerung beider Ventilglieder mittels eines einzigen Piezoaktors realisiert. Durch die innere Vorspannung der beiden Ventilglieder sinkt der Energiebedarf des Piezoaktors während einer ersten Hubstufe des Steuerventils. Bis zur Schließposition des Hauptventilglieds ist die vorgespannte Verbindung zwischen Haupt- und Steuerventilglied quasi als steif zu betrachten.opposite the pressure bias of the two return elements presses the Piezo actuator exclusively on the control valve member, which over the bias between the two valve members, the main valve member to its closed position (= first switching position of the control valve) moved. Overcomes the piezoelectric actuator the bias voltage between the two valve members, so also moves the control valve member in its closed position (= second switching position of the control valve). This is the controller realized valve members by means of a single piezoelectric actuator. Due to the inner bias of the two valve members of the sinks Energy requirement of the piezo actuator during a first stroke of the control valve. To the closed position of the main valve member is the prestressed connection between main and control valve member quasi considered to be stiff.

Eine Steuerung mehrerer aufeinander folgender Einspritzungen innerhalb eines Einspritzzyklus findet dergestalt statt, dass durch ein erstmaliges Schließen des Hauptventilglieds ein Druckaufbau im Plungerraum des Injektors initiiert wird, und durch ein Schließen des Steuerventilglieds die Steuerkammer vom Plungerraum fluidisch getrennt wird und es durch den Druckabfall in der Steuerkammer der Düsennadel ermöglicht ist, sich aus ihrem Düsennadelsitz zu bewegen. Anschließend bewegt sich das Steuerventilglied wieder in seine Offenposition; ein Druckaufbau in der Steuerkammer findet statt und schließt die Düsennadel. Das Schließen und Wiederöffnen des Steuerventilglieds (bei geschlossenem Hauptventilglied) kann mehrfach erfolgen, wodurch sich eine Mehrfacheinspritzung ergibt. Alternativ dazu kann während eines Einspritzzyklus das Hauptventilglied zusätzlich zum Steuerventilglied geöffnet und wieder geschlossen werden. Hierbei sinkt der Druck im Plungerraum stark ab und es schließt sich eine längere Spritzpause an. Dies ist vor allem für darauffolgend einzuspritzende, geringe Einspritzmengen von Vorteil.A Control of several consecutive injections within an injection cycle takes place such that by a first closing of the Main valve member, a pressure build-up in the plunger space of the injector initiated is, and by a closing of the control valve member, the control chamber from the plunger space fluidly and it is separated by the pressure drop in the control chamber of the nozzle needle allows is, out of her jet needle seat to move. Subsequently the control valve member moves back to its open position; a pressure build-up in the control chamber takes place and closes the nozzle needle. The closing and reopening of the control valve member (with the main valve member closed) can done multiple times, resulting in a multiple injection. Alternatively, during an injection cycle, the main valve member in addition to the control valve member opened and be closed again. This reduces the pressure in the plunger space strong and it closes a longer one Spray break on. This is especially important for subsequent injections, small injection quantities of advantage.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen abhängigen Ansprüchen.Further embodiments The invention results from the remaining dependent claims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference closer to the drawing explained. In the drawing show:

1 einen teilweise geschnittenen erfindungsgemäßen Injektor; 1 a partially cut injector according to the invention;

2 eine Steuerventilsektion des Injektors aus 1; 2 a control valve section of the injector 1 ;

3 einen ovalen Ausschnitt A aus 2; und 3 an oval cutout A from 2 ; and

4 einen Steuerventilhub, einen Druck in einem Plungerraum und eine Einspritzrate des erfindungsgemäßen Injektors bei einer 6-fach-Einspritzung. 4 a control valve lift, a pressure in a plunger space and an injection rate of the injector according to the invention in a 6-fold injection.

Die folgenden Ausführungen betreffen einen Pumpe-Düse-Kraftstoffinjektor. Die Erfindung soll jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt sein, sondern sämtliche Injektoren, z. B. Common-Rail-Injektoren, umfassen.The following versions relate to a pump-nozzle fuel injector. However, the invention is not intended to be such an embodiment limited be, but all Injectors, z. As common rail injectors include.

1 zeigt einen Pumpe-Düse-Injektor 100 zum Einspritzen von Kraftstoff 300 in einen Brennraum 400 einer Brennkraftmaschine. Der Injektor 100 weist innenliegend einen Plunger 150 bzw. Pumpenkolben 150 auf, der in einem Pumpenzylinder 155 hin- und herbewegbar ist. Der Pumpenkolben 150 wird direkt oder indirekt über eine nicht dargestellte, oben liegende Nockenwelle der Brennkraftmaschine über einen Kolben 160 angetrieben, der von einer Kolbenfeder 162 zurückstellbar ist. Ein Kompressionsraum 150 des Pumpenzylinders 150 ist der Plungerraum 152, der über eine Düsenleitung 180 mit einem brennraumseitigen (400) Düsennadelsitz 122 in ständiger, ungedrosselter Fluidverbindung steht. 1 shows a pump-nozzle injector 100 for injecting fuel 300 in a combustion chamber 400 an internal combustion engine. The injector 100 has a plunger inside 150 or pump piston 150 up in a pump cylinder 155 is reciprocable. The pump piston 150 is directly or indirectly via an unillustrated, overhead camshaft of the internal combustion engine via a piston 160 powered by a piston spring 162 is repositionable. A compression room 150 the pump cylinder 150 is the plunger room 152 that has a nozzle line 180 with a combustion chamber side ( 400 ) Nozzle needle seat 122 is in constant, unthrottled fluid connection.

Ein Fluiddruck pE (Einspritzdruck) aus der Düsenleitung 180 wirkt auf eine Düsennadel 120 in ihre Öffnungsrichtung vom Düsennadelsitz 122 weg. Hierbei greift der Druck pE an einer Druckschulter der Düsennadel 120 an. Entgegen dieses Öff nungsdrucks pE wirken eine Düsennadelfeder 126 und ein Steuerkolben 130, der an seinem der Düsennadel 120 abgewandeten freien Ende mit einem Fluiddruck p110 (Steuerkammerdruck) beaufschlagt ist, in eine Schließrichtung (in Richtung des Düsennadelsitzes 122) der Düsennadel 120. Der Steuerkolben 130 und die Düsennadelfeder 126 wirken dabei gemeinsam über eine Scheibe 128 auf die Düsennadel 120. Die Düsennadelfeder 126 stützt sich dabei mit einem der Scheibe 128 gegenüberliegenden Ende an einem Gehäuseabschnitt des Injektors 100 ab. Die Anordnung von Düsennadel 120, Düsennadelfeder 126, Steuerkolben 130 und Scheibe 128 kann jedoch auch anders realisiert sein. So können z. B. die Düsennadelfeder 126 und der Steuerkolben 130 unabhängig voneinander auf die Düsennadel 120 wirken. Darüber hinaus ist es möglich Düsennadel 120 und Steuerkolben 130 stofflich einstückig auszubilden bzw. den Steuerkolben 130 wegzulassen und den Fluiddruck p110 direkt auf die Düsennadel 120 in deren Schließrichtung wirken zu lassen.A fluid pressure p E (injection pressure) from the nozzle line 180 acts on a nozzle needle 120 in their opening direction from the nozzle needle seat 122 path. In this case, the pressure p E engages a pressure shoulder of the nozzle needle 120 at. Contrary to this Publ tion pressure p E act a nozzle needle spring 126 and a control piston 130 , who at his the nozzle needle 120 facing away from the free end with a fluid pressure p 110 (control chamber pressure), in a closing direction (in the direction of the nozzle needle seat 122 ) of the nozzle needle 120 , The control piston 130 and the nozzle needle spring 126 Act together on a disc 128 on the nozzle needle 120 , The Nozzle needle spring 126 relies on one of the discs 128 opposite end to a housing portion of the injector 100 from. The arrangement of nozzle needle 120 , Nozzle needle spring 126 , Control piston 130 and disc 128 However, it can also be realized differently. So z. B. the nozzle needle spring 126 and the control piston 130 independently of each other on the nozzle needle 120 Act. In addition, it is possible nozzle needle 120 and control piston 130 materially integral form or the control piston 130 omit and the fluid pressure p 110 directly on the nozzle needle 120 to act in the closing direction.

Der Steuerkolben 130 ist an seinem der Düsennadel 120 gegenüberliegenden Ende über eine dort vorgesehene Steuerkammer 110 mit Fluid 300 unter Hochdruck pH beaufschlagt, wobei der Hochdruck pH in Schließrichtung der Düsennadel 120 auf den Steuerkolben 130 einwirkt. Die Steuerkammer 110 ist einerseits über eine Zulaufbohrung 112 befüllbar und andererseits über eine Ablaufbohrung 114 entleerbar, die mit einem Niederdruckbereich N des Injektors 100 in Fluidkommunikation steht. Das Steuerventil 200 ist von einem Aktor 140, insbesondere einem Piezoaktor 140, betätigbar, der über elektrische Anschlüsse 142 mit elektrischem Strom versorgt wird.The control piston 130 is at his the nozzle needle 120 opposite end via a control chamber provided there 110 with fluid 300 under high pressure p H applied, the high pressure p H in the closing direction of the nozzle needle 120 on the control piston 130 acts. The control chamber 110 is on the one hand via an inlet bore 112 fillable and on the other hand via a drain hole 114 emptied, with a low pressure area N of the injector 100 is in fluid communication. The control valve 200 is from an actor 140 , in particular a piezoelectric actuator 140 , operable, via electrical connections 142 is supplied with electric power.

Die Ablaufbohrung 114 stellt bevorzugt eine gedrosselte Verbindung zwischen der Steuerkammer 110 und dem Niederdruckbereich N her, wobei die Ablaufbohrung 114 z. B. mit einer Fluiddrossel bzw. einem definierten Durchmesser ausgestaltet ist. Die Zulaufbohrung 112 ist stromaufwärtig an einen Fluidanschluss 223 eines Steuerventilglieds 220 (siehe hierzu 2 und 3) eines Steuerventils 200 des Injektors 100 ange schlossen. Die Zulaufbohrung 112 stellt ebenfalls bevorzugt eine gedrosselte Verbindung her, wobei eine Fluiddrossel vorgesehen sein kann oder die Zulaufbohrung einen entsprechenden Durchmesser aufweist; diese Funktion kann jedoch zusätzlich oder stattdessen durch einen entsprechenden Hub des Steuerventilglieds 220 erflogen (siehe unten). Darüber hinaus ist es möglich, diese Zulaufdrossel zwischen Plungerraum 152 und einem Steuerventildichtsitz 226 vorzusehen.The drain hole 114 preferably provides a throttled connection between the control chamber 110 and the low pressure area N forth, wherein the drain hole 114 z. B. is configured with a fluid throttle or a defined diameter. The inlet bore 112 is upstream of a fluid port 223 a control valve member 220 (see also 2 and 3 ) of a control valve 200 of the injector 100 connected. The inlet bore 112 also preferably provides a throttled connection, wherein a fluid throttle may be provided or the inlet bore has a corresponding diameter; However, this function may additionally or instead by a corresponding stroke of the control valve member 220 flown (see below). In addition, it is possible to use this inlet throttle between plunger space 152 and a control valve seat 226 provided.

Das Steuerventil 200 ist ein zweistufiges Ventil, dessen Hochdruckbereich H absolut druckausgeglichen ist. Das Steuerventil 200 ist am Besten in der 2 zu erkennen, wobei ein Ausschnitt A der 2 in 3 näher dargestellt ist. Das Steuerventil 200 setzt sich aus zwei Ventilgliedern 210, 220 – dem Hauptventilglied 210 und dem Steuerventilglied 220 – zusammen.The control valve 200 is a two-stage valve whose high-pressure range H is absolutely pressure-balanced. The control valve 200 is best in the 2 to recognize, with a section A of 2 in 3 is shown in more detail. The control valve 200 consists of two valve members 210 . 220 - the main valve member 210 and the control valve member 220 - together.

Das Hauptventilglied 210 öffnet oder verschließt eine Fluidpassage zwischen einem Zulaufbereich Z mit dem Zulauf druck pZ und dem Hochdruckbereich H mit dem Hochdruck pH des Injektors 100. Der Zulaufbereich Z des Steuerventils 200 mündet in einem Fluidanschluss 212, der Fluid 300 mit dem Zulaufdruck pZ dem Hauptventilglied 210 zur Verfügung stellt. Befindet sich das Hauptventilglied 210 in seiner Offenposition (in den 2 und 3 nicht dargestellt), so kann Fluid 300 vom Fluidanschluss 212 über einen Hauptventilsitz 216 zu einem Fluidanschluss 214 des Hauptventilglieds 210 und von dort aus in den Plungerraum 152 des Injektors 100 gelangen. Wenn das Hauptventilglied 210 in seiner Offenposition ist, ist immer auch das Steuerventilglied 220 in seiner Offenposition (wie in den 2 und 3 dargestellt) und somit ist eine Fluidkommunikation zwischen dem Plungerraum 152, einem Fluidanschluss 222 des Steuerventilglieds 220 und von dort aus über den Steuerventildichtsitz 226 (3) zum Fluidanschluss 223 des Steuerventilglieds 220 ermöglicht, wobei der Fluidanschluss 223 in Fluidkommunikation mit der Zulaufbohrung 112 und somit der Steuerkammer 110 steht. Die jeweilig korrespondierenden Fluidanschlüsse 212, 214 und 222, 223 müssen nicht wie in den 2 und 3 angeordnet sein, sondern können auch jeweils vertauscht sein.The main valve member 210 opens or closes a fluid passage between an inlet region Z with the inlet pressure p Z and the high-pressure region H with the high pressure p H of the injector 100 , The inlet area Z of the control valve 200 flows into a fluid connection 212 , the fluid 300 with the inlet pressure p Z the main valve member 210 provides. Is the main valve member 210 in its open position (in the 2 and 3 not shown), so fluid 300 from the fluid connection 212 via a main valve seat 216 to a fluid connection 214 of the main valve member 210 and from there into the plunger room 152 of the injector 100 reach. When the main valve member 210 is in its open position, is always also the control valve member 220 in its open position (as in the 2 and 3 represented) and thus is a fluid communication between the plunger space 152 , a fluid connection 222 of the control valve member 220 and from there via the control valve seat 226 ( 3 ) to the fluid port 223 of the control valve member 220 allows, with the fluid connection 223 in fluid communication with the inlet bore 112 and thus the control chamber 110 stands. The respective corresponding fluid connections 212 . 214 and 222 . 223 do not have to like in the 2 and 3 can be arranged, but can also be reversed.

Die beiden Ventilglieder 210, 220 sind koaxial zueinander angeordnet, wobei das Steuerventilglied 220 im Hauptventilglied 210 abschnittsweise linear geführt ist. Es ist jedoch auch möglich, das Hauptventilglied 210 im Steuerventilglied 220 abschnittsweise zu führen. Das Hauptventilglied 210 und das Steuerventilglied 220 sind gegeneinander über eine Steuerventilfeder 242, die bevorzugt innerhalb des Hauptventilglieds 210 angeordnet ist, vorgespannt. Zur Realisierung dieser Vorspannung stützt sich das Hauptventilglied 210 mit einem bevorzugt umlaufenden Rand an einem Anschlag 228 ab, der bevorzugt als Schulter 228 am Steuerventilglied 220 ausgebildet ist. Auf einer der Schulter 228 gegenüberliegenden Seite des Steuerventilglieds 220 stützt sich die Steuerventilfeder 242 einerseits an einem Einpressstopfen 240 ab, der einen Pressverband mit dem Steuerventilglied 220 bildet – dies kann jedoch auch mit anderen Verbindungstechniken realisiert sein. Andererseits stützt sich die Steuerventilfeder 242 an einem Rand des Hauptventilglieds 210 ab. Die Steuerventilfeder 242 dient der Rückstellung des Steuerventilglieds 220 in dessen geöffnete Nulllage. Zwischen der Steuerventilfeder 242 und der Schulter 228 befindet sich ein Abschnitt 229 zur Führung des Steuerventilglieds 220 im Hauptventilglied 210. In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerventils 200 kann sich die Steuerventilfeder 242 auch zwischen der Schulter 228 des Steuerventilglieds 220 und dem Hauptventilglied 210 befinden. Über die Position des Einpressstopfens 240 lässt sich die Vorspannung der Steuerventilfeder 242 einfach einstellen.The two valve members 210 . 220 are arranged coaxially with each other, wherein the control valve member 220 in the main valve member 210 sections linearly guided. However, it is also possible, the main valve member 210 in the control valve member 220 to lead in sections. The main valve member 210 and the control valve member 220 are against each other via a control valve spring 242 preferably within the main valve member 210 is arranged, biased. To realize this bias, the main valve member is supported 210 with a preferably peripheral edge on a stop 228 starting, preferably as a shoulder 228 at the control valve member 220 is trained. On one shoulder 228 opposite side of the control valve member 220 supports the control valve spring 242 on the one hand on a push-in stopper 240 off, the a press fit with the control valve member 220 forms - but this can also be realized with other connection techniques. On the other hand, the control valve spring is supported 242 at an edge of the main valve member 210 from. The control valve spring 242 serves to reset the control valve member 220 in its open zero position. Between the control valve spring 242 and the shoulder 228 there is a section 229 for guiding the control valve member 220 in the main valve member 210 , In another embodiment of the control valve according to the invention 200 may be the control valve spring 242 also between the shoulder 228 of the control valve member 220 and the main valve member 210 are located. About the position of the injection plug 240 can be the bias of the control valve spring 242 just set.

Bevorzugt an der Längsposition des Hauptventilglieds 210, an welcher auch die Schulter 228 des Steuerventilglieds 220 am Hauptventilglied 210 in der Offenposition des Steuerventilglieds 220 anliegt, stützt sich eine Hauptventilfeder 250 an einem Rand des Hauptventilglieds 210 ab und spannt das Hauptventilglied 210 in seine Offenposition vor. Hierbei stützt sich die Hauptventilfeder 250 bevorzugt über eine Druckausgleichsscheibe 230 (siehe unten) des Steuerventilglieds 220 an einem Gehäuse 290 des Steuerventils 200 ab. Das Gehäuse 290 des Steuerventils 200 ist dabei bevorzugt ein Gehäuseabschnitt des Injektors 100. Die Hauptventilfeder 250 hat eine definierte Vorspannkraft, die kleiner ist als eine Vorspannkraft der Steuerventilfeder 242. Die Hauptventilfeder 250 dient der Rückstellung des Hauptventilglieds 210 in dessen geöffnete Nulllage.Preferably at the longitudinal position of the main valve member 210 on which also the shoulder 228 of the control valve member 220 at the main valve member 210 in the open position of the control valve member 220 rests, a main valve spring is supported 250 at an edge of the main valve member 210 and tensions the main valve member 210 in his open position. This is supported by the main valve spring 250 preferably via a pressure compensation disc 230 (see below) of the control valve member 220 on a housing 290 of the control valve 200 from. The housing 290 of the control valve 200 is preferably a housing portion of the injector 100 , The main valve spring 250 has a defined preload force that is less than a biasing force of the control valve spring 242 , The main valve spring 250 serves to return the main valve member 210 in its open zero position.

In den Räumen des Steuerventils 200, in welchen sich die Steuerventilfeder 242 und die Hauptventilfeder 250 befinden, herrscht ein Niederdruck pN, wobei diese Räume mit einem Rücklauf (nicht dargestellt) des Injektors 100 in Fluidkommunikation stehen. Ferner herrscht an einem dem Einpressstopfen 240 gegenüberliegenden Längsende des Steuerventilglieds 220 ebenfalls ein Niederdruck pN, der ebenfalls mit dem Rücklauf verbunden ist. Dieses Längsende des Steuerventils 200 ist mittels eines Deckels 170 am Injektor 100 verschlossen. Die Steuerventilfeder 242 und die Hauptventilfeder 250 sind bevorzugt als Spiraldruckfedern ausgebildet. Andere Federarten, wie z. B. Tellerfedern, sind ebenfalls anwendbar.In the rooms of the control valve 200 in which the control valve spring 242 and the main valve spring 250 There is a low pressure p N , these spaces having a return (not shown) of the injector 100 to be in fluid communication. Furthermore, prevails at one of the Einpressstopfen 240 opposite longitudinal end of the control valve member 220 also a low pressure p N , which is also connected to the return. This longitudinal end of the control valve 200 is by means of a lid 170 at the injector 100 locked. The control valve spring 242 and the main valve spring 250 are preferably designed as helical compression springs. Other types of springs, such. B. disc springs, are also applicable.

Durch die innere Vorspannung zwischen Hauptventilglied 210 und Steuerventilglied 220 liegt während der ersten Hubstufe des Steuerventils 200 (Bewegung des Hauptventilglieds 210 zusammen mit dem Steuerventilglied 220) am Piezoaktor 140 nur die Vorspannkraft der Hauptventilfeder 250 an. Eine höhere Kraft, um die Steuerventilfeder 242 zu komprimieren, muss vom Piezoaktor 140 erst bei Schließen der zweiten Hubstufe des Steuerventils 200 (ausschließliche Bewegung des Steuerventilglieds 220) überwunden werden.Due to the internal preload between the main valve member 210 and control valve member 220 is during the first stroke of the control valve 200 (Movement of the main valve member 210 together with the control valve member 220 ) on the piezoelectric actuator 140 only the preload force of the main valve spring 250 at. A higher force to the control valve spring 242 to compress, must from the piezoelectric actuator 140 only when closing the second stroke of the control valve 200 (exclusive movement of the control valve member 220 ) are overcome.

Beim erfindungsgemäßen Steuerventil 200 wird nur das Steuerventilglied 220 über den Piezoaktor 140 betätigt. Hierbei wird das Hauptventilglied 210 über die gegenüber der Hauptventilfeder 250 steifere Steuerventilfeder 242 bis in dessen Schließposition mitgenommen. Hierbei liegt das Hauptventilglied 210 am Dichtsitz 216 an und trennt den Kraftstoffzulaufbereich Z vom Hochdruckbereich H des Steuerventils 200 fluidisch ab. In dieser ersten Schaltstufe des Steuerventils 200 initiiert das Hauptventilglied 210 einen Druckaufbau im Hochdruckbereich H (u. a. Plungerraum 152) des Injektors 100 aufgrund einer abwärts (in Bezug auf die 1) gerichteten Bewegung des Plungers 150. Bei geschlossenem Hauptventilglied 210 wird der Hochdruck pH gleichzeitig vom Plungerraum 152 über eine Zulaufbohrung 260 zum Steuerventilglied 220 und von dort, bei geöffnetem Steuerventilglied 220, zur Steuerkammer 110 (p110 = pH) oberhalb des Steuerkolbens 130 geleitet, und fluidisch parallel dazu über die Düsenleitung 180 in eine Düsenkammer 124. Der Druck p110 in der Steuerkammer 110 bewirkt über der der Düsennadel 120 abgewandten Fläche des Steuerkolbens 130, über den Steuerkolben 130 auf die Düsennadel 120 eine schließende Kraft, die aufgrund einer größeren druckwirksamen Fläche des Steuerkolbens 130 größer ist, als eine öffnende Kraft auf die Düsennadel 120 in der Düsenkammer 124 und dem Düsennadelsitz 122.When control valve according to the invention 200 becomes only the control valve member 220 over the piezoelectric actuator 140 actuated. Here, the main valve member 210 over the opposite of the main valve spring 250 stiffer control valve spring 242 taken to the closed position. This is the main valve member 210 at the seal seat 216 and separates the fuel inlet region Z from the high pressure region H of the control valve 200 fluidly. In this first switching stage of the control valve 200 initiates the main valve member 210 a pressure build-up in the high pressure area H (including plunger space 152 ) of the injector 100 due to a downward (in terms of 1 ) directed movement of the plunger 150 , With the main valve member closed 210 the high pressure p H is simultaneously from the plunger space 152 via an inlet bore 260 to the control valve member 220 and from there, with the control valve member open 220 , to the control chamber 110 (p 110 = p H ) above the control piston 130 directed, and fluidly parallel thereto via the nozzle line 180 in a nozzle chamber 124 , The pressure p 110 in the control chamber 110 causes over the nozzle needle 120 remote surface of the control piston 130 , over the control piston 130 on the nozzle needle 120 a closing force, due to a larger pressure-effective area of the control piston 130 is greater than an opening force on the nozzle needle 120 in the nozzle chamber 124 and the nozzle needle seat 122 ,

Ist ein gewünschter Druck pE am Düsennadelsitz 122 erreicht, der einem Einspritzdruck pE entspricht, schließt das Steuerventil 200 die zweite Schaltstufe am Steuerventilsitz 226 (Steuerventilglied 220 ist in dessen Schließposition) und trennt somit die Fluidverbindung zwischen Hochdruckbereich H, 152 und der Steuerkammer 110. Aufgrund der definierten Ablaufbohrung 114 sinkt der Druck p110 in der Steuerkammer 110 (p110 < pH = pE), wodurch sich die Düsennadel 120 öffnet und eine Einspritzung beginnt. Soll die Einspritzung beendet werden, wird entweder nur das Steuerventilglied 220 in seine Offenposition oder das Steuerventilglied 220 zusammen mit dem Hauptventilglied 210 in ihre jeweiligen Offenpositionen gebracht. Beim Öffnen des Steuerventilglieds 220 steigt der Druck p110 in der Steuerkammer 110. Der Druck p110 auf den Steuerkolben 130 nimmt wieder auf p110 = pH = pE zu und die Düsennadel 120 schließt, wobei das Schließen der Düsennadel 120 durch die Düsenfeder 126 unterstützt wird.Is a desired pressure p E at the nozzle needle seat 122 reaches, which corresponds to an injection pressure p E , closes the control valve 200 the second switching stage on the control valve seat 226 (Control valve member 220 is in its closed position) and thus separates the fluid connection between high-pressure region H, 152 and the control chamber 110 , Due to the defined drainage hole 114 the pressure p 110 in the control chamber decreases 110 (p 110 <p H = p E ), which causes the nozzle needle 120 opens and an injection begins. If the injection is to be terminated, either only the control valve member 220 in its open position or the control valve member 220 together with the main valve member 210 brought into their respective open positions. When opening the control valve member 220 the pressure p 110 in the control chamber increases 110 , The pressure p 110 on the control piston 130 returns to p 110 = p H = p E and the nozzle needle 120 closes, closing the nozzle needle 120 through the nozzle spring 126 is supported.

Um ein Schalten des Steuerventilglieds 220 insbesondere bei Drücken oberhalb von 600bar zu ermöglichen, muss ein Druckausgleich des Steuerventilglieds 220 sowohl in dessen geöffneter als auch in dessen geschlossener Stellung realisiert sein.To switch the control valve member 220 In particular, to allow at pressures above 600bar, a pressure equalization of the control valve member 220 be realized both in its open and in its closed position.

Für den Druckausgleich des Steuerventilglieds 220 wird das Steuerventilglied 220 mit der Druckausgleichsscheibe 230 gepaart, d. h. im Betrieb des Steuerventils 200 entspricht der Innendurchmesser der Druckausgleichsscheibe 230 bis auf eine geringe Toleranz von wenigen μm dem Außendurchmesser des Steuerventilglieds 220 an einem gemeinsamen Abschnitt 224. Anschließend wird die Druckausgleichsscheibe 230 an ihrem Umfang zusammen mit dem Steuerventilglied 220 kraftüberprüft in das Gehäuse 290 eingepresst bzw. im Gehäuse 290 festgelegt, und gegen eine Dichtlippe 232 im Gehäuse 290 gepresst, wobei es an der Dichtlippe 232 zur Abdichtung des Fluidanschlusses 223 gegenüber dem Niederdruckbereich N kommt. Ferner dichtet der gepaarte Spalt zwischen Steuerventil 220 und Druckausgleichsscheibe 230 den Fluidanschluss 223 gegenüber dem Niederdruckbereich N ab. Der gepaarte Spalt zwischen der Druckausgleichsscheibe 230 und dem Steuerventilglied 220 realisiert einerseits eine Hochdruckdichtung (pH gegenüber pN) und lässt andererseits eine Relativbewegung zwischen dem Steuerventilglied 220 und der Druckausgleichsscheibe 230 zu, wobei er als ein Lager für das Steuerventilglied 220 dient.For pressure equalization of the control valve member 220 becomes the control valve member 220 with the pressure compensation disc 230 paired, ie in the operation of the control valve 200 corresponds to the inner diameter of the pressure compensation disc 230 to a small tolerance of a few microns, the outer diameter of the control valve member 220 at a common section 224 , Subsequently, the pressure compensation disc 230 at its periphery together with the control valve member 220 force tested in the housing 290 pressed or in the housing 290 set, and against a sealing lip 232 in the case 290 pressed it, taking it to the sealing lip 232 for sealing the fluid connection 223 opposite the low pressure region N comes. Furthermore, the paired gap seals between the control valve 220 and pressure compensation disc 230 the fluid connection 223 from the low pressure region N from. The paired gap between the pressure compensation disc 230 and the control valve member 220 on the one hand realizes a high-pressure seal (p H to p N ) and on the other hand leaves a relative movement between the control valve member 220 and the pressure compensation disc 230 to, acting as a bearing for the control valve member 220 serves.

An einem aktorseitig gegenüberliegenden Ende des Steuerventilglieds 220 ist dieses mit einem Führungsabschnitt 225 im Gehäuse 290 geführt. Der Führungsabschnitt 225 dient als Spaltdichtung (Spaltdicke im Betrieb wiederum wenige μm) zwischen dem Fluidanschluss 222 und dem Niederdruckbereich N am freien Ende des Steuerventilglieds 220. Zwischen dem Füh rungsabschnitt 225 und dem gepaarten Abschnitt 224 des Steuerventilglieds 210 befindet sich der Steuerventilsitz 226, der den Fluidanschluss 222 (Zulauf) vom Fluidanschluss 223 (Ablauf) in der Schließposition des Steuerventilglieds 220 trennt.At a Aktorseitig opposite end of the control valve member 220 is this with a leadership section 225 in the case 290 guided. The guide section 225 serves as a gap seal (gap thickness during operation again a few microns) between the fluid port 222 and the low pressure region N at the free end of the control valve member 220 , Between the Füh section 225 and the paired section 224 of the control valve member 210 is the control valve seat 226 that the fluid connection 222 (Inlet) from the fluid connection 223 (Drain) in the closed position of the control valve member 220 separates.

Für den absoluten Druckausgleich in der Offen- sowie der Schließposition des Steuerventilglieds 220 ist der gepaarte Durchmesser des Abschnitts 224 des Steuerventils 220 gleich dem Durchmesser einer Dichtlinie des Steuerventilsitzes 226, der wiederum gleich dem Durchmesser des Führungsabschnitts 225 ist. Um dies zu realisieren ist der Steuerventilsitz 226 Bevorzugt ein Kegelmantel, dessen kleiner Durchmesser gleich dem Durchmesser des Führungsabschnitts 225 ist. Analog ist der kleinere Durchmesser dieses Kegelmantels gleich dem Durchmesser des gepaarten Abschnitts 224. Der kleinere Durchmesser des Steuerventilsitzes 226 entspricht somit der Dichtlinie des Steuerventilglieds 220. Hierzu kann das Steuerventilglied 220 einen entsprechend spitzeren Kegelmantel als korrespondierende Dichtfläche aufweisen; ein balliger, bevorzugt teilkugelförmiger, Abschnitt ist ebenso möglich. Dies gilt analog für einen optionalen Druckausgleich des Hauptventilglieds 210.For the absolute pressure equalization in the open and the closed position of the control valve member 220 is the paired diameter of the section 224 of the control valve 220 equal to the diameter of a sealing line of the control valve seat 226 which in turn equals the diameter of the guide section 225 is. To realize this is the control valve seat 226 Preferably, a cone sheath whose small diameter is equal to the diameter of the guide portion 225 is. Similarly, the smaller diameter of this cone sheath is equal to the diameter of the paired section 224 , The smaller diameter of the control valve seat 226 thus corresponds to the sealing line of the control valve member 220 , For this purpose, the control valve member 220 have a correspondingly tapered conical surface as a corresponding sealing surface; a spherical, preferably part-spherical, section is also possible. This applies analogously to an optional pressure equalization of the main valve member 210 ,

Zur Realisierung der Geometrie des Druckausgleichs ist bevorzugt der Fluidanschluss 223 als ein Freistich im Gehäuse 290 und der Fluidanschluss 222 bevorzugt als ein Freistich im Steuerventilglied 220 realisiert. Dies kann jedoch auch statisch umgekehrt sein. Das Steuerventilglied 220 weist im montierten Zustand innerhalb des Fluidanschluss 223 einen Wulst auf, an welchem die zum Steuerventilsitz 226 korrespondierende Dichtfläche ausgebildet ist. Zur Realisierung einer einwandfreien Montage des Steuerventilglieds 220 ist der Fluidanschluss 222 bevorzugt in einem Gehäusebereich um die Zulaufbohrung 260 herum ausgenommen. Diese Ausnehmung wird jedoch erst im Anschluss an eine gemeinsame Herstellung des Steuerventilsitzes 226 und des Führungsabschnitts 225 herge stellt. D. h. ein Gehäuseabschnitt des Fluidanschluss 222 direkt stromaufwärts des Steuerventilsitzes 226 wird gemeinsam mit dem Führungsabschnitt 225 gefertigt und hat denselben Durchmesser sowie dieselbe Oberflächenbeschaffenheit wie der Führungsabschnitt 225.To realize the geometry of the pressure compensation, the fluid connection is preferred 223 as an undercut in the case 290 and the fluid connection 222 preferably as an undercut in the control valve member 220 realized. However, this can also be reversed statically. The control valve member 220 points in the assembled state within the fluid connection 223 a bead on which the to the control valve seat 226 corresponding sealing surface is formed. To realize a proper installation of the control valve member 220 is the fluid connection 222 preferably excluded in a housing area around the inlet bore 260 around. However, this recess is only after a joint production of the control valve seat 226 and the guide section 225 produced. Ie. a housing portion of the fluid port 222 directly upstream of the control valve seat 226 will be together with the leadership section 225 manufactured and has the same diameter and the same surface texture as the guide section 225 ,

Bevorzugt sind im Betrieb des Injektors 100 die Spalte zwischen Führungsabschnitt 225 und Gehäuse 290, sowie zwischen dem gepaarten Abschnitt 224 und der Druckausgleichsscheibe 230 so gering wie möglich, sodass hierdurch möglichst wenig Leckage auftritt. Der gepaarte Abschnitt 224 des Steuerventilglieds 220 befindet sich bevorzugt in einem Mittelabschnitt des Steuerventilglieds 220. Ferner weist die Druckausgleichsscheibe 230 wenigstens eine Bohrung auf, mittels welcher der Niederdruck pN im Raum der Hauptventilfeder 250 entleerbar ist. Diese Bohrung führt bevorzugt zu einer weiteren Bohrung im Gehäuse 290, die zum Niederdruckbereich N des freien Endes des Steuerventilglieds 220 führt.Preference is given in the operation of the injector 100 the gap between the guide section 225 and housing 290 , as well as between the paired section 224 and the pressure compensation disc 230 as low as possible, so that as little leakage as possible occurs. The paired section 224 of the control valve member 220 is preferably located in a central portion of the control valve member 220 , Furthermore, the pressure compensation disc 230 at least one bore, by means of which the low pressure p N in the space of the main valve spring 250 can be emptied. This bore preferably leads to a further bore in the housing 290 leading to the low pressure region N of the free end of the control valve member 220 leads.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist neben dem Steuerventilglied 220 wenigstens der Hochdruckbereich H des Hauptventilglieds 210 druckausgeglichen. Hierfür ist ein Führungsabschnitt 215 des Hauptventilglieds 210 im Durchmesser ebenso groß wie eine Dichtlinie des Hauptventilsitzes 216. Der Führungsabschnitt 215 befindet sich bevorzugt an einem freien Ende des Hauptventilglieds 210 und ist innerhalb des Gehäuses 290 linear beweglich. Zur Realisierung des Fluidanschluss 214 (Ablauf) weist bevorzugt das Hauptventilglied 210 einen Freistich auf; dieser kann jedoch auch im Gehäuse 290 vorgesehen sein. Die Herstellung des Hauptventilsitzes 216 und des Führungsabschnitts 215, sowie einer Ausnehmung für den Fluidanschluss 214 erfolgen analog zum Steuerventilglied 220; ebenso entspricht eine Ventilsitzgeometrie des Hauptventilglieds 210 der des Steuerventilglieds 220.In a preferred embodiment of the invention, in addition to the control valve member 220 at least the high pressure area H of the main valve member 210 pressure-balanced. This is a guide section 215 of the main valve member 210 in diameter as large as a sealing line of the main valve seat 216 , The guide section 215 is preferably located at a free end of the main valve member 210 and is inside the case 290 linearly movable. For the realization of the fluid connection 214 (Drain) preferably has the main valve member 210 an underdog; However, this can also be in the case 290 be provided. The production of the main valve seat 216 and the guide section 215 , as well as a recess for the fluid connection 214 take place analogously to the control valve member 220 ; also corresponds to a valve seat geometry of the main valve member 210 that of the control valve member 220 ,

Darüber hinaus kann auch der Zulaufbereich Z des Hauptventilglieds 210 im Wesentlichen druckausgeglichen sein. Hierbei ist ein aktorseitiger Führungsabschnitt 211 des Hauptventilglieds 210 im Durchmesser möglichst gleich der Dichtlinie des Hauptventilsitzes 216. Der Druckausgleich für den Zulaufbereich Z ist jedoch im Vergleich zu dem Druckausgleich der jeweiligen Hochdruckbereiche H des Steuerventilglieds 220 und des Hauptventilglieds 210 von geringerer Bedeutung. Daher kann auf einen absoluten Druckausgleich, wie er für die Hochdruckbereiche gilt verzichtet werden. Es ist jedoch möglich einen solchen auch beim Hauptventilglied 210 einzurichten. Es muss lediglich eine zweite Druckausgleichsscheibe am Hauptventilglied 210 – analog zum Steuerventilglied 220 – vorgesehen werden.In addition, also the inlet region Z of the main valve member 210 be essentially pressure balanced. Here is an actuator-side guide section 211 of the main valve member 210 in diameter as equal as possible to the sealing line of the main valve seat 216 , However, the pressure compensation for the inlet region Z is compared to the pressure equalization of the respective high-pressure regions H of the control valve member 220 and the main valve member 210 of lesser importance. Therefore, can be dispensed with an absolute pressure equalization, as it applies to the high pressure areas. However, it is possible such as the main valve member 210 to set up. It only needs a second pressure equalizing disc on the main valve member 210 - analogous to the control valve member 220 - be provided.

Der Hub des Steuerventilglieds 220 kann auch zum „rate shaping", also zur Einspritzratenverlaufsformung genutzt werden. Hierbei wird das Steuerventilglied 220 nicht digital sondern kontinuierlich vom Aktor 140 angesteuert. Das Steuerventilglied 220 wirkt dabei zusammen mit dem Steuerventilsitz 226 als variable Drossel. Dies kann durch eine fixe Zulaufdrossel – in der Zulaufbohrung 112 oder dem Fluidkanal zwischen Plungerraum 152 und Steuerventilsitz 226 – noch weiter beeinflusst werden.The stroke of the control valve member 220 can also be used for "rate shaping", ie injection rate ver Forming be used. Here, the control valve member 220 not digital but continuously from the actuator 140 driven. The control valve member 220 acts together with the control valve seat 226 as a variable throttle. This can be achieved by a fixed inlet throttle - in the inlet bore 112 or the fluid channel between the plunger space 152 and control valve seat 226 - be further influenced.

Die 4 zeigt schematisch einen gewünschten Einspritzzyklus einer 6-fach-Einspritzung, die sich aus zwei Voreinspritzungen Ve1, Ve2, einer in zwei Teile aufgesplitteten Haupteinspritzung He1, He2 und zwei Nacheinspritzungen Ne1, Ne2 aufteilt. Über diesen Einspritzratenverlauf ist ein Druck p152 im Plungerraum 152 und darüber der Hub h des Steuerventils 200 in der 4 aufgetragen.The 4 schematically shows a desired injection cycle of a 6-fold injection, which consists of two pilot injections Ve 1 , Ve 2 , split in two parts of the main injection He 1 , He 2 and two post-injections Ne 1 , Ne 2 divided. About this injection rate curve is a pressure p 152 in the plunger space 152 and above this, the stroke h of the control valve 200 in the 4 applied.

Der Steuerventilhub h weist zwei definierte Hubpositionen h210, h220 auf. Hierbei ist h210 der Hub des Hauptventilglieds 210, welcher ebenfalls vom Steuerventilglied 220 mitgemacht wird, und der Hub h220 der Gesamthub des Steuerventilglieds 220. Der Hub h210 kennzeichnet die Schließposition des Haupt ventilglieds 210, wohingegen h220 die Schließposition des Steuerventilglieds 220 kennzeichnet.The control valve stroke h has two defined stroke positions h 210 , h 220 . Here h 210 is the stroke of the main valve member 210 , which also from the control valve member 220 is made, and the stroke h 220 of the total stroke of the control valve member 220 , The stroke h 210 indicates the closing position of the main valve member 210 whereas h 220 is the closing position of the control valve member 220 features.

Zur Realisierung der beiden Steuerventilhübe h210, h220 wird der Piezoaktor 140 schrittweise angesteuert. Zuerst bewegt der Piezoaktor 140 das Steuerventilglied 220 zusammen mit dem Hauptventilglied 210 (letzteres über den Einpressstopfen 240 und die Steuerventilfeder 242) in die erste Schaltstellung des Steuerventils 200, in welcher das Hauptventilglied 210 in seiner Schließposition und das Steuerventilglied 220 in seiner Offenposition ist. Für eine Bewegung des Steuerventils 200 in dessen zweite Schaltstellung wird der Piezoaktor 140 weiter angesteuert, wobei dieser nur noch das Steuerventilglied 220 gegen die Kraft der Steuerventilfeder 242 und der Hauptventilfeder 250 in dessen Schließposition bewegt.To realize the two Steuerventilhübe h 210 , h 220 is the piezoelectric actuator 140 Gradually activated. First, the piezo actuator moves 140 the control valve member 220 together with the main valve member 210 (the latter about the Einpressstopfen 240 and the control valve spring 242 ) in the first switching position of the control valve 200 in which the main valve member 210 in its closed position and the control valve member 220 in his open position. For a movement of the control valve 200 in the second switching position of the piezoelectric actuator 140 further controlled, this only the control valve member 220 against the force of the control valve spring 242 and the main valve spring 250 moved in its closed position.

Es lassen sich nun eine Vielzahl von zeitlichen Abfolgen der beiden definierten Hubpositionen h210, h220 des Steuerventils 200 realisieren. Insbesondere durch ein Öffnen des Hauptventilglieds 210 während eines Einspritzzyklus kann der Druck im Plungerraum 152 abgebaut werden. Siehe hierzu in der 4 den Druckverlauf p152 im Plungerraum 152 bei den Spritzpausen zwischen der ersten und der zweiten Voreinspritzung Ve1 und Ve2, der ersten und der zweiten Haupteinspritzung He1 und He2 sowie der zweiten Haupteinspritzung He2 und der ersten Nacheinspritzung Ne1. Der zeitliche Abstand zwischen der zweiten Voreinspritzung Ve2 und der ersten Haupteinspritzung He1, sowie der ersten und der zweiten Nacheinspritzung Ne1 und Ne2 wird nur durch ein vergleichsweise kurzes Schließen des Steuerventilglieds 220 realisiert, wodurch es möglich ist, unmittelbar aufeinander zwei Einspritzungen zu realisieren.It can now be a variety of time sequences of the two defined stroke positions h 210 , h 220 of the control valve 200 realize. In particular, by opening the main valve member 210 During an injection cycle, the pressure in the plunger space 152 be reduced. See in the 4 the pressure curve p 152 in the plunger space 152 at the splash pauses between the first and second pilot injections Ve 1 and Ve 2 , the first and second main injections He 1 and He 2, and the second main injection He 2 and the first post-injection Ne 1 . The time interval between the second pilot injection Ve 2 and the first main injection He 1 , and the first and the second post-injection Ne 1 and Ne 2 is only by a comparatively short closing of the control valve member 220 realized, whereby it is possible to implement two injections directly to each other.

Ferner ist in der 4 aufgrund der vertikal gestrichelten Linien gut zu erkennen, dass der Beginn einer jeweiligen Einspritzung einem Schließen des Steuerventilglieds 220 zeitlich nacheilt. Dies ist für eine Einspritzung mit einem gewünschten Einspritzdruck pE zu beachten. D. h. z. B. bei einem an steigenden Druck p150 im Plungerraum 150 muss das Steuerventilglied 220 schon vor dem Erreichen des gewünschten Einspritzdrucks pE geschlossen werden, um den gewünschten Einspritzdruck pE zu erzielen. Ein zeitliches Positionieren dieser Flanke ist durch ein zeitlich vorangegangenes Öffnen des Hauptventilglieds 210 möglich. D. h. erfindungsgemäß ist es möglich den Einspritzdruck pE einer jeden Einzeleinspritzung zum richtigen Zeitpunkt zu steuern und auch entsprechend einzuspritzen.Furthermore, in the 4 clearly visible due to the vertical dashed lines that the beginning of each injection, a closing of the control valve member 220 lags in time. This is to be considered for an injection with a desired injection pressure p E. D. hz B. at an increasing pressure p 150 in the plunger space 150 must the control valve member 220 p E be closed before reaching the desired injection pressure in order to achieve the desired injection pressure p e. A temporal positioning of this edge is by a timely preceding opening of the main valve member 210 possible. Ie. According to the invention, it is possible to control the injection pressure p E of each individual injection at the right time and also to inject it accordingly.

Die in der 4 dargestellte 6-fach-Einspritzung ist exemplarisch; es können mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil 200 auch Einzel-Einspritzungen oder Mehrfach-Einspritzungen, u. a. mit mehr als sechs Einzel-Einspritzungen, realisiert werden. Ein limitierender Faktor hierfür ist hauptsächlich der insgesamt für einen Einspritzzyklus zur Verfügung stehende Zeitraum, die jeweiligen Einzel-Einspritzdauern und eine Stellgeschwindigkeit des Piezoaktors 140.The in the 4 illustrated 6-fold injection is exemplary; it can with the control valve according to the invention 200 Also single injections or multiple injections, including with more than six individual injections, be realized. A limiting factor for this is mainly the total available for an injection cycle period, the respective individual injection periods and an actuating speed of the piezoelectric actuator 140 ,

Claims (26)

Injektor, insbesondere Kraftstoffinjektor (100), mit steuerbaren Einspritzdruck (pE) zum Einspritzen von Kraftstoff (300) in einen Brennraum (400) eines Verbrennungsmotors, mit einem Steuerventil (200), das in einer ersten Schaltstellung einen Zulaufbereich (Z) eines zu dosierenden Fluids (300) mittels eines Hauptventilglieds (210) in Schließposition von einem Hochdruckbereich (H, 152) des Injektors (100) fluidisch trennt, und das in einer zweiten Schaltstellung den Hochdruckbereich (H, 152) mittels eines Steuerventilglieds (220) in Schließposition von einer entleerbaren Steuerkammer (110) des Injektors (100) fluidisch trennt, deren Fluiddruck (p110) auf eine Düsennadel (120) in Schließrichtung wirkt, wobei Hauptventilglied (210) und Steuerventilglied (220) von einer einzigen Aktoreinheit (140) aufeinander folgend in ihre jeweiligen Schließpositionen bringbar sind.Injector, in particular fuel injector ( 100 ), with controllable injection pressure (p E ) for injecting fuel ( 300 ) in a combustion chamber ( 400 ) of an internal combustion engine, with a control valve ( 200 ), which in a first switching position an inlet region (Z) of a fluid to be metered ( 300 ) by means of a main valve member ( 210 ) in the closed position of a high pressure area (H, 152 ) of the injector ( 100 ) fluidly separates, and in a second switching position the high pressure region (H, 152 ) by means of a control valve member ( 220 ) in the closed position of an emptying control chamber ( 110 ) of the injector ( 100 ) fluidically whose fluid pressure (p 110 ) on a nozzle needle ( 120 ) acts in the closing direction, wherein the main valve member ( 210 ) and control valve member ( 220 ) from a single actuator unit ( 140 ) can be successively brought into their respective closed positions. Injektor gemäß Anspruch 1, wobei in einer Nullstellung des Steuerventils (200) das Hauptventilglied (210) in dessen Offenposition ist und eine Fluidkommunikation zwischen dem Zulaufbereich (Z) und dem Hochdruckbereich (H), insbesondere einem Plungerraum (152), des Injektors (100) ermöglicht ist.Injector according to claim 1, wherein in a zero position of the control valve ( 200 ) the main valve member ( 210 ) in its open position and a fluid communication between the inlet area (Z) and the high pressure area (H), in particular a plunger space ( 152 ), the injector ( 100 ) is possible. Injektor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Hauptventilglied (210) wenigstens mit einem Führungsabschnitt (211, 215), bevorzugt mit wenigstens einem Endabschnitt (211, 215), in einem Gehäuse (290) des Steuerventils (200) geführt ist, wobei das Gehäuse (290) bevorzugt ein Bereich eines Injektorgehäuses ist.Injector according to claim 1 or 2, wherein the Main valve member ( 210 ) at least with a guide section ( 211 . 215 ), preferably with at least one end section ( 211 . 215 ), in a housing ( 290 ) of the control valve ( 200 ), wherein the housing ( 290 ) is preferably an area of an injector housing. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hauptventilglied (210) druckausgeglichen ist.Injector according to one of claims 1 to 3, wherein the main valve member ( 210 ) is pressure balanced. Injektor gemäß Anspruch 4, wobei der Durchmesser des Führungsabschnitts (215) des Hauptventilglieds (210) im We sentlichen gleich dem Durchmesser einer Dichtlinie eines Hauptventilsitzes (216) ist, der zusammen mit dem Hauptventilglied (210) in Schließposition den Zulaufbereich (Z) vom Hochdruckbereich (H, 152) des Injektors (100) fluidisch trennt.Injector according to claim 4, wherein the diameter of the guide section ( 215 ) of the main valve member ( 210 ) Essentially equal to the diameter of a sealing line of a main valve seat ( 216 ), which together with the main valve member ( 210 ) in the closed position the inlet area (Z) from the high pressure area (H, 152 ) of the injector ( 100 ) fluidly separates. Injektor gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei der Durchmesser des Führungsabschnitts (211) des Hauptventilglieds (210) im Wesentlichen gleich bzw. geringfügig größer als der Durchmesser der Dichtlinie des Hauptventilsitzes (216) ist.Injector according to claim 4 or 5, wherein the diameter of the guide section ( 211 ) of the main valve member ( 210 ) substantially equal to or slightly larger than the diameter of the sealing line of the main valve seat ( 216 ). Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Hauptventilglied (210) und das Steuerventilglied (220) gegeneinander beweglich sind, und das Steuerventilglied (220) bevorzugt abschnittsweise (229) innerhalb des Hauptventilglieds (210) verschieblich geführt ist.Injector according to one of claims 1 to 6, wherein the main valve member ( 210 ) and the control valve member ( 220 ) are movable relative to each other, and the control valve member ( 220 ) preferably in sections ( 229 ) within the main valve member ( 210 ) is guided displaceably. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steuerventilglied (220) mit einem Abschnitt (229) im Hauptventilglied (210) und mit einem Führungsabschnitt (225) im Gehäuse (290) geführt ist, das bevorzugt ein Bereich des Injektorgehäuses ist.Injector according to one of claims 1 to 7, wherein the control valve member ( 220 ) with a section ( 229 ) in the main valve member ( 210 ) and with a guide section ( 225 ) in the housing ( 290 ), which is preferably an area of the injector housing. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in der Nullstellung oder in der ersten Schaltstellung des Steuerventils (200) das Steuerventilglied (220) in dessen Offenposition ist und eine Fluidkommunikation zwischen dem Hochdruckbereich (H, 152), insbesondere dem Plungerraum (152) des Injektors (100), und der Steuerkammer (110) ermöglicht ist.Injector according to one of claims 1 to 8, wherein in the zero position or in the first switching position of the control valve ( 200 ) the control valve member ( 220 ) in its open position and fluid communication between the high pressure area (H, 152 ), in particular the plunger space ( 152 ) of the injector ( 100 ), and the control chamber ( 110 ) is possible. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei auf einem Abschnitt (224), bevorzugt einem Mittelabschnitt (224), des Steuerventilglieds (220) eine mit dem Abschnitt (224) gepaarte Druckausgleichsscheibe (230) angeordnet ist, die im Gehäuse (290) festlegt ist und den Hochdruckbereich (H) am Steuerventilglied (220) von einem Niederdruckbereich (N) am Steuerventilglied (220) des fluidisch trennt.Injector according to one of claims 1 to 9, wherein on a section ( 224 ), preferably a middle section ( 224 ), the control valve member ( 220 ) one with the section ( 224 ) paired pressure compensation disc ( 230 ) arranged in the housing ( 290 ) and the high pressure area (H) on the control valve member ( 220 ) from a low pressure area (N) on the control valve member ( 220 ) of the fluidically separates. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Steuerventilglied (220) druckausgeglichen ist.Injector according to one of claims 1 to 10, wherein the control valve member ( 220 ) is pressure balanced. Injektor gemäß Anspruch 11, wobei der Durchmesser des Führungsabschnitts (225) des Steuerventilglieds (220) im Wesentlichen gleich dem Durchmesser einer Dichtlinie eines Steuerventilsitzes (226) ist, der zusammen mit dem Steuerventilglied (220) in Schließposition den Hochdruckbereich (H, 152) vom steuerkammerseitigen Hochdruckbereich (H, 110) des Injektors (100) fluidisch trennt.Injector according to claim 11, wherein the diameter of the guide section ( 225 ) of the control valve member ( 220 ) substantially equal to the diameter of a sealing line of a control valve seat ( 226 ), which together with the control valve member ( 220 ) in the closed position the high-pressure region (H, 152 ) from the high-pressure chamber side of the control chamber (H, 110 ) of the injector ( 100 ) fluidly separates. Injektor gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei der Durchmesser des gepaarten Abschnitts (224) des Steuerventilglieds (220) mit der Druckausgleichsscheibe (230) im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Dichtlinie des Steuerventilsitzes (226) ist.Injector according to claim 11 or 12, wherein the diameter of the paired section ( 224 ) of the control valve member ( 220 ) with the pressure compensation disc ( 230 ) substantially equal to the diameter of the sealing line of the control valve seat ( 226 ). Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die jeweiligen Führungsabschnitte (211, 215) des Hauptventilglieds (210) mit dem Gehäuse (290), sowie die Führungsabschnitte (224, 225) des Steuerventilglieds (220) mit der Druckausgleichsscheibe (230) und mit dem Gehäuse (290) eine enge Passung, bevorzugt eine enge Spielpassung, bilden.Injector according to one of claims 1 to 13, wherein the respective guide sections ( 211 . 215 ) of the main valve member ( 210 ) with the housing ( 290 ), as well as the guiding sections ( 224 . 225 ) of the control valve member ( 220 ) with the pressure compensation disc ( 230 ) and with the housing ( 290 ) form a tight fit, preferably a tight clearance fit. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Hauptventilglied (210) und das Steuerventilglied (220) gegeneinander, bevorzugt mittels einer Steuerventilfeder (242), vorgespannt sind.Injector according to one of claims 1 to 14, wherein the main valve member ( 210 ) and the control valve member ( 220 ) against each other, preferably by means of a control valve spring ( 242 ) are biased. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Hauptventilglied (210) in der Nullstellung und bevorzugt auch in der ersten Schaltstellung des Steuerventils (200), an einer am Steuerventilglied (220) ausgebildeten Schulter (228) ansitzt.Injector according to one of claims 1 to 15, wherein the main valve member ( 210 ) in the zero position and preferably also in the first switching position of the control valve ( 200 ), at one of the control valve member ( 220 ) trained shoulder ( 228 ). Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei sich das Hauptventilglied (210) mittels einer Hauptventilfeder (250) an der Druckausgleichsscheibe (230) abstützt.Injector according to one of claims 1 to 16, wherein the main valve member ( 210 ) by means of a main valve spring ( 250 ) on the pressure compensation disc ( 230 ) is supported. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Steuerventilfeder (242) eine höhere Steifigkeit besitzt, als die Hauptventilfeder (250).Injector according to one of claims 1 to 17, wherein the control valve spring ( 242 ) has a higher rigidity than the main valve spring ( 250 ). Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei nur das Steuerventilglied (220) des Steuerventils (200) vom Aktor (140), bevorzugt einem Piezoaktor (140), betätigbar ist.Injector according to one of claims 1 to 18, wherein only the control valve member ( 220 ) of the control valve ( 200 ) from the actuator ( 140 ), preferably a piezoelectric actuator ( 140 ), is operable. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Steuerkammer (110) durch eine Zulaufbohrung (112) mit definiertem Durchmesser bzw. eine Fluiddrossel hindurch befüllbar ist, und/oder diese Funktion von einem Hub des Steuerventilglieds (220) übernehmbar ist.Injector according to one of claims 1 to 19, wherein the control chamber ( 110 ) through an inlet bore ( 112 ) can be filled with a defined diameter or a fluid throttle, and / or this function of a stroke of the control valve member ( 220 ) is accepted. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Steuerkammer (110) durch eine Ablaufbohrung (114) mit definiertem Durchmesser bzw. eine Fluiddrossel (114) hindurch, mit dem Niederdruckbereich (N) des Injektors (100) in Fluidkommunikation steht.Injector according to one of claims 1 to 20, wherein the control chamber ( 110 ) through a drain hole ( 114 ) with a defined diameter or a fluid throttle ( 114 ), with the low pressure region (N) of the injector ( 100 ) is in fluid communication. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei aus der ersten Schaltstellung des Steuerventils (200) heraus, das Steuerventilglied (220) für eine Einspritzung des Injektors (100) aus dessen Offenposition in dessen Schließposition und zurück in dessen Offenposition bewegbar ist, bzw. das Steuerventilglied (220) für eine Mehrfacheinspritzung des Injektors (100) zwischen dessen Offenposition und dessen Schließposition hin- und herbewegbar ist.Injector according to one of claims 1 to 21, wherein from the first switching position of the control valve ( 200 ), the control valve member ( 220 ) for injecting the injector ( 100 ) is moved from its open position in its closed position and back in its open position, or the control valve member ( 220 ) for a multiple injection of the injector ( 100 ) is reciprocable between its open position and its closed position. Injektor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei für einen Einspritzzyklus mit mehreren Einspritzungen das Steuerventilglied (220) und im Bedarfsfall zusätzlich das Hauptven tilglied (210) zwischen deren jeweiligen Offenpositionen und deren jeweiligen Schließpositionen hin- und herbewegbar sind.Injector according to one of claims 1 to 22, wherein for a multiple injection injection cycle the control valve member ( 220 ) and, if necessary, the main valve element ( 210 ) are reciprocable between their respective open positions and their respective closed positions. Verfahren zum Steuern eines Injektors, insbesondere eines Pumpe-Düse-Injektors, bei welchem zeitlich vor dem Beginn einer Einspritzung oder zeitlich vor dem Beginn eines Einspritzzyklus mit mehreren Einzeleinspritzungen, ein Hauptventilglied (210) eines Steuerventils (200) des Injektors (100) aus seiner Offenposition in seine Schließposition bewegt wird, und dabei einen Zulaufbereich (Z) von einem Hochdruckbereich (H, 112) des Injektors (100) fluidisch trennt, und bei Erreichen eines vorherbestimmten Einspritzdrucks (pE) an einer Düsennadel (120) des Injektors (100), ein Steuerventilglied (220) des Steuerventils (200) aus seiner Offenposition in seine Schließposition bewegt wird, wobei eine sich entleerende Steuerkammer (110) des Injektors (100) vom Hochdruckbereich (H, 112) fluidisch getrennt wird, wobei der in der Steuerkammer (110) auf die Düsennadel (120) wirkende Fluiddruck (p110) reduziert wird, wodurch die Düsennadel (120) aufgrund des an ihr anliegenden Einspritzdrucks (pE) aus ihrem Düsennadelsitz (122) gehoben wird.Method for controlling an injector, in particular a pump-nozzle injector, in which a main valve member (in which before the start of an injection or before the start of an injection cycle with a plurality of individual injections) 210 ) of a control valve ( 200 ) of the injector ( 100 ) is moved from its open position to its closed position, and thereby an inlet region (Z) of a high-pressure region (H, 112 ) of the injector ( 100 ) fluidically, and upon reaching a predetermined injection pressure (p E ) on a nozzle needle ( 120 ) of the injector ( 100 ), a control valve member ( 220 ) of the control valve ( 200 ) is moved from its open position to its closed position, wherein an evacuating control chamber ( 110 ) of the injector ( 100 ) from the high pressure area (H, 112 ) is fluidically separated, wherein in the control chamber ( 110 ) on the nozzle needle ( 120 ) acting fluid pressure (p 110 ) is reduced, whereby the nozzle needle ( 120 ) due to the applied to her injection pressure (p E ) from its nozzle needle seat ( 122 ) is lifted. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Steuerventilglied (220) des Steuerventils (200) für das Beenden einer Einzeleinspritzung in seine Offenposition bewegt wird.Method according to claim 24, wherein the control valve member ( 220 ) of the control valve ( 200 ) is moved to its open position for terminating a single injection. Verfahren gemäß Anspruch 24 oder 25, wobei für eine Mehrfacheinspritzung des Injektors (100) das Steuerventilglied (220) und im Bedarfsfall zusätzlich das Hauptventilglied (210) zwischen deren jeweiligen Offenpositionen und deren jeweiligen Schließpositionen hin- und herbewegt werden.A method according to claim 24 or 25, wherein for a multiple injection of the injector ( 100 ) the control valve member ( 220 ) and in addition, if necessary, the main valve member ( 210 ) between their respective open positions and their respective closed positions are moved back and forth.
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