Stand der TechnikState of the art
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage
einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The
The present invention relates to an injector for a fuel injection system
an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, with the
Features of the preamble of claim 1.
Aus
der DE 103 26 045
A1 ist ein Injektor bekannt, der einen mit ersten und zweiten
Spritzlöchern ausgestatteten
Injektorkörper
aufweist. Mit Hilfe einer ersten Düsennadel kann die Einspritzung
von Kraftstoff durch die ersten Spritzlöcher gesteuert werden, während mit
einer zweiten Düsennadel
die Einspritzung von Kraftstoff durch die zweiten Spritzlöcher gesteuert
werden kann. Dabei ist die eine Disennadel im Injektorkörper hubverstellbar
gelagert, während die
andere Düsennadel
koaxial in der einen Düsennadel
hubverstellbar gelagert ist. Beim bekannten Injektor ist jeder Düsennadel
ein eigener Antriebskolben zugeordnet, die jeweils mit einer Übersetzerfläche voneinander
unabhängige Übersetzerräume begrenzen.
Mit Hilfe eines Steuerkolbens kann in Abhängigkeit eines Steuerkolbenhubs
zuerst der Druck in dem einen Übersetzerraum
und anschließend
der Druck im anderen Übersetzerraum
verändert
werden. Hierdurch ist es möglich,
die beiden Düsennadeln
nacheinander zum Öffnen
und zum Schließen der
jeweiligen Spritzlöcher
anzusteuern. Eine derartige Ansteuerung der Düsennadeln ist mit vergleichsweise
großen
Toleranzen behaftet.From the DE 103 26 045 A1 An injector is known which has an injector body equipped with first and second spray holes. With the aid of a first nozzle needle, the injection of fuel through the first injection holes can be controlled, while with a second nozzle needle, the injection of fuel through the second injection holes can be controlled. In this case, a Disennadel is stored in the injector hubverstellbar, while the other nozzle needle is coaxially mounted in a nozzle needle strokeverstellbar. In the known injector, each nozzle needle is assigned its own drive piston, which each delimit interpreter spaces independent of each other with a translator surface. With the help of a control piston, depending on a spool stroke, first the pressure in one compiler room and then the pressure in the other compiler room can be changed. This makes it possible to control the two nozzle needles in succession to open and close the respective injection holes. Such control of the nozzle needles is associated with comparatively large tolerances.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der
erfindungsgemäße Injektor
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass er insgesamt
mit weniger Bauteilen auskommt. Hierdurch verbessert sich die Toleranzsituation,
wodurch sich gleichzeitig der Aufwand zur Realisierung des Injektors
reduziert. Die Erfindung beruht hierbei auf der Überlegung, einen Kopplerkolben
direkt mit einem Aktor zu koppeln, der eine Kopplerfläche aufweist,
die zur axialen Begrenzung eines in der zweiten Düsennadel
ausgebildeten Kopplerraums dient. Besagter Kopplerraum ist außerdem durch eine
Steuerfläche
axial begrenzt, die an der ersten Düsennadel ausgebildet ist. Hierdurch
kann durch eine Hubverstellung des Aktors und somit des Kopplerkolbens
der Druck im Kopplerraum beeinflusst werden, was sich über die
Steuerfläche
auf die an der ersten Düsennadel
angreifenden Schließkräfte auswirkt.
In der Folge kann über
die Betätigung
des Aktors bzw. über
den Hub des Kopplerkolbens das Öffnen
und Schließen
der ersten Düsennadel
gesteuert werden. Des Weiteren ist beim erfindungsgemäßen Injektor
zwischen den Düsennadeln
ein Anschlag ausgebildet, über
den die erste Düsennadel
ab einem vorbestimmten, in der Öffnungsrichtung
der ersten Düsennadel
orientierten Schalthub an der zweiten Düsennadel zur Anlage kommt.
In der Folge wirkt sich der Druck im Kopplerraum stärker auf
die an der zweiten Düsennadel
angreifenden Schließkräfte aus. Somit
kann durch Betätigen
des Aktors bzw. durch Hubverstellen des Kopplerkolbens das Öffnen und Schließen der
zweiten Düsennadel
gesteuert werden. Dabei ist klar, dass die beiden Düsennadeln, insbesondere
hinsichtlich Schließdruckfedern,
so aufeinander abgestimmt sind, dass die zweite Düsennadel
so lange verschlossen bleibt, bis die erste Düsennadel über den Anschlag an der zweiten
Düsennadel
zur Anlage kommt und bei weiter abnehmendem Druck im Kopplerraum
zusätzliche Öffnungskräfte in die
zweite Düsennadel
einleitet.Of the
Inventive injector
with the features of claim 1 has the advantage that he total
works with fewer components. This improves the tolerance situation,
which at the same time the effort to implement the injector
reduced. The invention is based on the consideration, a coupler piston
to couple directly to an actuator having a coupler face,
for the axial limitation of one in the second nozzle needle
trained coupler space serves. Said coupler room is also by a
control surface
axially limited, which is formed on the first nozzle needle. hereby
can by a stroke adjustment of the actuator and thus the coupler piston
the pressure in the coupler space be influenced, which is about the
control surface
on the at the first nozzle needle
affecting closing forces.
In the episode can over
the operation
of the actuator or over
the stroke of the coupler piston opening
and closing
the first nozzle needle
to be controlled. Furthermore, in the injector according to the invention
between the nozzle needles
a stop formed over
the first nozzle needle
from a predetermined, in the opening direction
the first nozzle needle
oriented switching stroke comes to rest on the second nozzle needle.
As a result, the pressure in the coupler space has a stronger effect
the at the second nozzle needle
attacking closing forces. Consequently
can by pressing
the actuator or by Hubverstellen the coupler piston opening and closing the
second nozzle needle
to be controlled. It is clear that the two nozzle needles, in particular
regarding closing pressure springs,
are coordinated so that the second nozzle needle
remains closed until the first nozzle needle on the stop on the second
nozzle needle
comes to rest and with further decreasing pressure in the coupler space
additional opening forces in the
second nozzle needle
initiates.
Beim
erfindungsgemäßen Injektor
ist es somit möglich,
beide Düsennadeln
mit dem jeweiligen Aktor direkt anzusteuern, wobei der Aktor bis
zum genannten Schalthub ausschließlich die erste Düsennadel
zum Öffnen
ansteuert und ab dem Schalthub zusätzlich die zweite Düsennadel
zum Öffnen
ansteuert. Beim Schließvorgang
erfolgt die Ansteuerung dann analog in umgekehrter Weise.At the
injector according to the invention
is it thus possible
both nozzle needles
directly to the respective actuator, with the actuator up to
to the mentioned switching stroke only the first nozzle needle
to open
controls and from the switching stroke additionally the second nozzle needle
to open
controls. During the closing process
The control is then analog in the reverse manner.
Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform kann
die zweite Düsennadel
in ihrer Schließstellung mit
einem Doppeldichtsitz zusammenwirken, dessen erster Teildichtsitz
das wenigstens eine zweite Spritzloch von einem Innenringraum trennt,
der innerhalb der zweiten Düsennadel
die erste Düsennadel
koaxial umschließt,
und dessen zweiter Teildichtsitz das wenigstens eine zweite Spritzloch
von einem Außenringraum
trennt, der innerhalb des Injektorkörpers die zweite Düsennadel
koaxial umschließt.
Durch diese Bauweise ist es möglich,
das wenigstens eine erste Spritzloch über den Innenringraum mit Kraftstoff
zu versorgen, wobei der Innenringraum durch wenigstens eine in der
zweiten Düsennadel
ausgebildete radiale Verbindungsöffnung über den
Außenringraum mit
Kraftstoff versorgt wird. Die außenliegende zweite Düsennadel
muss somit nicht geöffnet
werden, um das wenigstens eine erste Spritzloch beim Öffnen der ersten
innen liegenden Düsennadel
mit Kraftstoff zu versorgen.at
an advantageous embodiment can
the second nozzle needle
in its closed position with
cooperate a double sealing seat, the first partial sealing seat
the at least one second injection hole separates from an inner ring space,
the inside of the second nozzle needle
the first nozzle needle
coaxially enclosing,
and its second partial sealing seat, the at least one second injection hole
from an outer ring space
separates, within the injector body, the second nozzle needle
Coaxially encloses.
This construction makes it possible
the at least one first injection hole over the inner annulus with fuel
to supply, wherein the inner annular space by at least one in the
second nozzle needle
formed radial connection opening over the
Outer ring space with
Fuel is supplied. The outer second nozzle needle
does not have to be opened
be at least a first injection hole when opening the first
inside nozzle needle
to supply fuel.
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Injektors ergeben sich
aus den Unteransprüchen,
aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnung.Further
important features and advantages of the injector according to the invention arise
from the dependent claims,
from the drawing and from the associated description of the figures
the drawing.
Zeichnungdrawing
Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Injektors
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.embodiments
of the injector according to the invention
are shown in the drawing and are explained in more detail below.
Die
einzige 1 zeigt einen stark vereinfachten,
prinzipiellen Längsschnitt
durch einen Injektor.The only 1 shows a highly simplified, fundamental longitudinal section through an injector.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Entsprechend 1 umfasst
ein erfindungsgemäßer Injektor 1 einen
Injektorkörper 2,
der einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Im gezeigten
Beispiel ist der Injektorkörper 2 vereinfacht
aus drei Abschnitten zusammengebaut, nämlich aus einem Nadelabschnitt 3,
einem Aktorabschnitt 4 und einem Anschlussabschnitt 5.
Die einzelnen Abschnitte 3, 4, 5 können durch
geeignete Verbindungstechniken, z.B. Schweißverbindungen oder Schraubverbindungen,
miteinander verbunden sein. Im Injektorkörper 2 verläuft ein
Zuführpfad 6, über den
der Injektor 1 an eine Kraftstoffhochdruckleitung 7 anschließbar ist.
Die Kraftstoffhochdruckleitung 7 und der Injektor 1 bilden
jeweils einen Bestandteil einer im übrigen nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzanlage
für eine Brennkraftmaschine,
die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Bei
einem Common-Rail-System sind mehrere Injektoren 1 an die gleiche
Kraftstoffhochdruckleitung 7 angeschlossen.Corresponding 1 comprises an injector according to the invention 1 an injector body 2 , which may be formed in one piece or multiple parts. In the example shown, the injector body 2 simplified assembled from three sections, namely a needle section 3 , an actuator section 4 and a connection section 5 , The individual sections 3 . 4 . 5 can be interconnected by suitable joining techniques, eg welded joints or screwed joints. In the injector body 2 runs a Zuführpfad 6 over which the injector 1 to a high-pressure fuel line 7 is connectable. The high-pressure fuel line 7 and the injector 1 each form part of an otherwise not shown fuel injection system for an internal combustion engine, which may be arranged in particular in a motor vehicle. In a common rail system are several injectors 1 to the same high-pressure fuel line 7 connected.
Der
Injektorkörper 2 weist
in seinem Nadelabschnitt 3 wenigstens ein erstes Spritzloch 8 und wenigstens
ein zweites Spritzloch 9 auf. Üblicherweise sind mehrere erste
und mehrere zweite Spritzlöcher 8, 9 vorgesehen,
die bezüglich
einer Längsmittelachse 10 des
Injektors 1 sternförmig
angeordnet sind. Über
den Zuführpfad 6 werden
die Spritzlöcher 8, 9 mit
unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Durch die Spritzlöcher 8, 9 kann
Kraftstoff in einen Einspritzraum 11 der jeweiligen Brennkraftmaschine
eingespritzt werden.The injector body 2 points in its needle section 3 at least a first spray hole 8th and at least a second spray hole 9 on. Usually, several first and several second injection holes 8th . 9 provided, with respect to a longitudinal central axis 10 of the injector 1 are arranged in a star shape. About the feed path 6 become the spray holes 8th . 9 supplied with fuel under injection pressure. Through the spray holes 8th . 9 can fuel into an injection room 11 the respective internal combustion engine are injected.
Der
Injektor 1 weist ferner eine erste Düsennadel 12 sowie
eine zweite Düsennadel 13 auf.
Mit Hilfe der ersten Düsennadel 12 kann
die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine erste
Spritzloch 8 gesteuert werden. Mit Hilfe der zweiten Düsennadel 13 kann
die Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine zweite
Spritzloch 9 gesteuert werden. Die Düsennadeln 12, 13 sind
im Nadelabschnitt 3 des Injektorkörpers 2 angeordnet.
Die zweite Düsennadel 13 ist
im Nadelabschnitt 3 hubverstellbar gelagert, wozu radial
zwischen der zweiten Düsennadel 13 und
dem Nadelabschnitt 3 eine äußere Nadelführung 14 ausgebildet
ist. Im Unterschied dazu ist die erste Disennadel 12 koaxial
zur zweiten Düsennadel 13 in
der zweiten Düsennadel 13 hubverstellbar
gelagert. Hierzu ist radial zwischen den Düsennadeln 12, 13 eine
innere Nadelführung 15 ausgebildet.The injector 1 also has a first nozzle needle 12 and a second nozzle needle 13 on. With the help of the first nozzle needle 12 may be the injection of fuel through the at least one first injection hole 8th to be controlled. With the help of the second nozzle needle 13 can the injection of fuel through the at least one second injection hole 9 to be controlled. The nozzle needles 12 . 13 are in the needle section 3 of the injector body 2 arranged. The second nozzle needle 13 is in the needle section 3 Hubverstellbar mounted, including radially between the second nozzle needle 13 and the needle section 3 an outer needle guide 14 is trained. In contrast, the first Disennadel 12 coaxial with the second nozzle needle 13 in the second nozzle needle 13 adjustable in height. This is radially between the nozzle needles 12 . 13 an inner needle guide 15 educated.
Des
Weiteren umfasst der Injektor 1 einen Aktor 16,
der vorzugsweise als Piezoaktuator ausgestaltet sein kann, sowie
einen damit antriebsgekoppelten Kopplerkolben 17. Der Kopplerkolben 17 ist hierzu
auf geeignete Weise mit einem Aktorkopf 18 antriebsverbunden.
Der Aktor 16 ist über
einen Aktorfuß 19 beispielsweise
am Anschlussabschnitt 5 des Injektorkörpers 2 axial abgestützt. Durch
diesen Aktorfuß 19 hindurch
wird der Aktor 16 über
Anschlussleitungen 20 angesteuert. Der Kopplerkolben 17 weist
an einer der ersten Düsennadel 12 zugewandten
Seite eine Kopplerfläche 21 auf.
Die Kopplerfläche 21 begrenzt
axial einen Kopplerraum 22, der im Inneren der zweiten
Düsennadel 13 ausgebildet
ist. Hierzu taucht der Kopplerkolben 17 bei der hier gezeigten,
bevorzugten Ausführungsform
axial in die zweite Düsennadel 13 ein.
Bevorzugt ist hierbei der Kopplerkolben 17 koaxial in der
zweiten Düsennadel 13 hubverstellbar
gelagert. Zu diesem Zweck kann radial zwischen dem Kopplerkolben 17 und
der zweiten Düsennadel 13 eine
Kolbenführung 23 ausgebildet
sein. Der Kopplerraum 22 ist gegenüber der Kopplerfläche 21 axial
durch eine Steuerfläche 24 begrenzt,
die an einer dem Kopplerkolben 17 zugewandten Seite der
ersten Disennadel 12 ausgebildet ist. Im gezeigten Beispiel
ist die Steuerfläche 24 deutlich
kleiner als die Kopplerfläche 21,
wodurch die zweite Düsennadel 13 eine
der Kopplerfläche 21 gegenüberliegende
Wandfläche 25 besitzt,
die die erste Düsennadel 12 ringförmig umschließt und die
ebenfalls den Kopplerraum 22 begrenzt.Furthermore, the injector includes 1 an actor 16 , which may be preferably configured as a piezo actuator, as well as a drive-coupled coupler piston 17 , The coupler piston 17 This is suitably with an actuator head 18 drive-connected. The actor 16 is about an actor foot 19 for example, at the connection section 5 of the injector body 2 axially supported. Through this actuator foot 19 the actor will pass through it 16 via connecting cables 20 driven. The coupler piston 17 indicates one of the first nozzle needle 12 facing side a coupler surface 21 on. The coupler surface 21 axially limited a coupler space 22 inside the second nozzle needle 13 is trained. For this dips the coupler piston 17 in the preferred embodiment shown here, axially into the second nozzle needle 13 one. In this case, the coupler piston is preferred 17 coaxial in the second nozzle needle 13 adjustable in height. For this purpose, radially between the coupler piston 17 and the second nozzle needle 13 a piston guide 23 be educated. The coupler room 22 is opposite the coupler face 21 axially by a control surface 24 limited to one of the coupler piston 17 facing side of the first Disennadel 12 is trained. In the example shown, the control surface is 24 significantly smaller than the coupler surface 21 , whereby the second nozzle needle 13 one of the coupler surface 21 opposite wall surface 25 owns the first nozzle needle 12 enclosing annular and also the coupler space 22 limited.
Im
Kopplerraum 22 ist der Kopplerkolben 17 zum einen
mit der ersten Düsennadel 12 und
zum anderen auch mit der zweiten Düsennadel 13 hydraulisch
gekoppelt.In the coupler room 22 is the coupler piston 17 on the one hand with the first nozzle needle 12 and on the other hand with the second nozzle needle 13 hydraulically coupled.
Zwischen
der ersten Düsennadel 12 und
der zweiten Düsennadel 13 ist
ein Anschlag 26 ausgebildet. Dieser Anschlag 26 ist
so gewählt,
dass die erste Düsennadel 12 bei
einem vorbestimmten, in Öffnungsrichtung
orientierten Schalthub 27 an der zweiten Düsennadel 13 zur
Anlage kommt. Im gezeigten Beispiel ist besagter Anschlag 26 rein
exemplarisch durch zwei zusammenwirkende Ringstufen ausgebildet.
Grundsätzlich
ist auch eine andere Ausführungsform
für besagten
Anschlag 26 möglich.Between the first nozzle needle 12 and the second nozzle needle 13 is a stop 26 educated. This stop 26 is chosen so that the first nozzle needle 12 at a predetermined, oriented in the opening direction switching stroke 27 at the second nozzle needle 13 comes to the plant. In the example shown is said stop 26 purely exemplarily formed by two cooperating ring stages. In principle, another embodiment for said stop 26 possible.
Die
erste Düsennadel 12 wirkt
in ihrer gezeigten Schließstellung
mit einem einfachen Dichtsitz 28 zusammen und ist im vorliegenden
Fall mittels einer ersten Schließdruckfeder 29 in
die gezeigte Schließstellung
vorgespannt. Dabei stützt
sich die erste Schließdruckfeder 29 einerseits
an der ersten Düsennadel 12 und
andererseits an der zweiten Düsennadel 13 axial
ab. Die erste Schließdruckfeder 29 ist
radial zwischen den Düsennadeln 12, 13 angeordnet.The first nozzle needle 12 acts in its closed position shown with a simple sealing seat 28 together and is in the present case by means of a first closing pressure spring 29 biased in the closed position shown. This is supported by the first closing pressure spring 29 on the one hand at the first nozzle needle 12 and on the other hand on the second nozzle needle 13 axially. The first closing pressure spring 29 is radial between the nozzle needles 12 . 13 arranged.
Die
zweite Düsennadel 13 wirkt
in ihrer gezeigten Schließstellung
mit einem Doppeldichtsitz 30 zusammen, der einen radial
innen liegenden ersten Teildichtsitz 31 und einen radial
außen
liegenden zweiten Teildichtsitz 32 umfasst. Die zweite
Düsennadel 13 ist
mit Hilfe einer zweiten Schließdruckfeder 33 in
ihre gezeigte Schließstellung
vorgespannt. Dabei ist die zweite Schließdruckfeder 33 einerseits
an der zweiten Düsennadel 13 und
andererseits am Aktor 16 bzw. am Kopplerkolben 17 bzw.
wie hier am Aktorkopf 18 abgestützt.The second nozzle needle 13 acts in its closed position shown with a double sealing seat 30 together, a radially inner first partial sealing seat 31 and a radially outer second partial sealing seat 32 includes. The second nozzle needle 13 is by means of a second closing pressure spring 33 biased in their closed position shown. Here is the second closing pressure spring 33 on the one hand the second nozzle needle 13 and on the other hand at the actuator 16 or on the coupler piston 17 or as here on the actuator head 18 supported.
In
der zweiten Düsennadel 13 ist
ein Innenringraum 34 ausgebildet, der die erste Düsennadel 12 koaxial
umschließt.
Die erste Düsennadel 12 trennt
in ihrer Schließstellung über den
Dichtsitz 28 das wenigstens eine erste Spritzloch 8 vom
Innenringraum 34. Die zweite Düsennadel 13 trennt
in ihrer Schließstellung über ihren
ersten Teildichtsitz 31 das wenigstens eine zweite Spritzloch 9 vom
Innenringraum 34.In the second nozzle needle 13 is an inner ring room 34 formed the first nozzle needle 12 Coaxially encloses. The first nozzle needle 12 separates in its closed position on the sealing seat 28 the at least one first injection hole 8th from the inner ring space 34 , The second nozzle needle 13 separates in its closed position over its first partial sealing seat 31 the at least one second injection hole 9 from the inner ring space 34 ,
Im
Injektorkörper 2,
hier im Nadelabschnitt 3, ist ein Außenringraum 35 ausgebildet,
der die zweite Düsennadel 13 koaxial
umschließt.
Die zweite Düsennadel 13 trennt
in ihrer Schließstellung über den zweiten
Teildichtsitz 32 das wenigstens eine zweite Spritzloch 9 vom
Außenringraum 35.
Somit trennt die in ihre Schließstellung
verstellte zweite Düsennadel 13,
insbesondere mit Hilfe des Doppeldichtsitzes 30, das wenigstens
eine zweite Spritzloch 9 sowohl vom Innenringraum 34 als
auch vom Außenringraum 35. Die
beiden Ringräume 34, 35 sind
im gezeigten Beispiel durch wenigstens eine radiale Verbindungsöffnung 36,
die in der zweiten Düsennadel 13 ausgebildet
ist, hydraulisch miteinander gekoppelt.In the injector body 2 , here in the needle section 3 , is an outer ring space 35 formed, which is the second nozzle needle 13 Coaxially encloses. The second nozzle needle 13 separates in its closed position over the second partial sealing seat 32 the at least one second injection hole 9 from the outer annulus 35 , Thus, the adjusted in its closed position second nozzle needle separates 13 , in particular with the help of the double sealing seat 30 that at least a second injection hole 9 both from the inner ring space 34 as well as from the outer ring space 35 , The two annular spaces 34 . 35 are in the example shown by at least one radial connection opening 36 in the second nozzle needle 13 is formed hydraulically coupled together.
Der
Zuführpfad 6 ist
radial zwischen der zweiten Düsennadel 13 und
dem Injektorkörper 2, also
im Bereich der äußeren Nadelführung 14 durchgeführt, also
radial außen
an der zweiten Düsennadel 13 entlanggeführt. Hierzu
kann die zweite Düsennadel 13 radial
außen
mit mehreren, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Freischliffflächen 37 versehen
sein. Hierdurch ist der Zuführpfad 6 automatisch
bis in den Außenringraum 35 geführt und
durch die wenigstens eine Verbindungsöffnung 36 auch bis in
den Innenringraum 34 hineingeführt.The feed path 6 is radially between the second nozzle needle 13 and the injector body 2 , ie in the area of the outer needle guide 14 performed, ie radially outward on the second nozzle needle 13 guided along. For this purpose, the second nozzle needle 13 radially outward with a plurality of circumferentially arranged freely movable surfaces 37 be provided. This is the feed path 6 automatically into the outer ring space 35 guided and through the at least one connection opening 36 even into the inner ring space 34 ushered.
Der
erfindungsgemäße Injektor 1 arbeitet wie
folgt:
Im gezeigten Ausgangszustand weist der Aktor 16 seine
maximale Länge
auf. Sofern der Aktor 16 als Piezoaktor ausgestaltet ist,
ist dieser im Ausgangszustand bestromt. Das bedeutet, dass der Aktor 16 invers
betrieben wird. Die erste Düsennadel 12 befindet
sich in der Ausgangsposition in ihrer Schließstellung, wodurch das eine
erste Spritzloch 8 über
den Dichtsitz 28 vom Zuführpfad 6 bzw. vom
Innenringraum 34 getrennt ist. Auch die zweite Düsennadel 13 befindet
sich in ihrer Schließstellung,
wodurch das wenigstens eine zweite Spritzloch 9 durch den
Doppeldichtsitz 30 vom Zuführpfad 6 bzw. vom
Innenringraum 34 und vom Außenringraum 35 getrennt
ist. Im Kopplungsraum 22 herrscht ebenso wie im Zuführpfad 6 der
Einspritzdruck. Erreicht wird dies beispielsweise durch gezielte
Leckagen über
die Kolbenführung 23 bzw. über die
innere Nadelführung 15.The injector according to the invention 1 works as follows:
In the initial state shown, the actuator 16 its maximum length up. If the actor 16 is designed as a piezoelectric actuator, this is energized in the initial state. That means the actor 16 is operated inversely. The first nozzle needle 12 is in the starting position in its closed position, whereby the first injection hole 8th over the seal seat 28 from the feed path 6 or from the inner ring space 34 is disconnected. Also the second nozzle needle 13 is in its closed position, whereby the at least one second injection hole 9 through the double sealing seat 30 from the feed path 6 or from the inner ring space 34 and from the outer ring space 35 is disconnected. In the coupling room 22 prevails as well as in the feed path 6 the injection pressure. This is achieved for example by targeted leaks on the piston guide 23 or via the inner needle guide 15 ,
Um
eine Einspritzung von Kraftstoff ausschließlich durch das wenigstens
eine erste Spritzloch 8 durchzuführen, wird der Aktor 16 zur
Durchführung
eines entsprechenden Hubs angesteuert. Beispielsweise wird die Spannung,
mit welcher der Piezoaktor angesteuert wird, reduziert. Hierdurch
wird der Kopplerkolben 17 in der von den Spritzlöchern 8, 9 weggerichteten Öffnungsrichtung
angetrieben. Der Kopplerkolben 17 bewegt sich somit relativ
zur zweiten Düsennadel 13,
die über
die zweite Schließdruckfeder 33 in
ihre Schließstellung
vorgespannt bleibt. In der Folge kommt es zu einer Vergrößerung des
Volumens im Kopplerraum 22. Damit geht ein Druckabfall an
der Steuerfläche 24 einher.
Der Druckabfall an der Steuerfläche 24 führt zu einer
Abnahme der an der ersten Düsennadel 12 angreifenden
hydraulischen Schließkräfte, wodurch
diese gegen die Druckkraft der ersten Schließdruckfeder 29 aus
ihrem Dichtsitz 28 abhebt. In der Folge ist das wenigstens
eine erste Spritzloch 8 mit dem Innenringraum 34,
also mit dem Zuführpfad 6 verbunden.
Die Einspritzung des Kraftstoffs in den Einspritzraum 11 beginnt.
Die Öffnungsbewegung
der ersten Düsennadel 12 setzt
sich solange fort, bis die erste Düsennadel 12 über den
Anschlag 26 an der zweiten Düsennadel 13 zur Anlage kommt.
Dann ist der vorbestimmte Schalthub 27 erreicht. Bei diesem Öffnungsvorgang
bleibt die zweite Düsennadel 13 nach
wie vor in ihrer Schließstellung, was
z.B. durch eine entsprechende Abstimmung der zweiten Schließdruckfeder 33 erreicht
wird.For an injection of fuel exclusively through the at least one first injection hole 8th perform the actor becomes 16 triggered to carry out a corresponding stroke. For example, the voltage with which the piezoelectric actuator is driven is reduced. This will cause the coupler piston 17 in the of the spray holes 8th . 9 driven away direction of opening. The coupler piston 17 thus moves relative to the second nozzle needle 13 that over the second closing pressure spring 33 remains biased in its closed position. As a result, there is an increase in the volume in the coupler space 22 , This is a pressure drop on the control surface 24 associated. The pressure drop at the control surface 24 leads to a decrease in the first nozzle needle 12 attacking hydraulic closing forces, whereby this against the pressure force of the first closing compression spring 29 from her tight seat 28 takes off. As a result, this is at least a first injection hole 8th with the inner ring space 34 So with the feed path 6 connected. The injection of fuel into the injection chamber 11 starts. The opening movement of the first nozzle needle 12 continues until the first nozzle needle 12 about the stop 26 at the second nozzle needle 13 comes to the plant. Then the predetermined switching stroke 27 reached. During this opening process, the second nozzle needle remains 13 still in its closed position, which, for example, by a corresponding vote of the second closing compression spring 33 is reached.
Zum
Beenden dieses Einspritzvorgangs kann der Aktor 16 wieder
zum Zurücktreiben
des Kopplerkolbens 17 angesteuert werden, um auf diese
Weise wieder den Druck und somit die an der ersten Düsennadel 12 angreifenden
Schließdruckkräfte zu erhöhen.To end this injection process, the actuator 16 again to drive back the coupler piston 17 be controlled in order to restore the pressure in this way, and thus at the first nozzle needle 12 to increase attacking closing pressure forces.
Soll
stattdessen zusätzlich
eine Einspritzung von Kraftstoff auch durch das wenigstens eine
zweite Spritzloch 9 durchgeführt werden, wird der Aktor 16 so
angesteuert, dass der Kopplerkolben 17 weiter zurückgezogen
wird. In der Folge kommt es zu einem weitergehenden Druckabfall
im Kopplerraum 22, wodurch an der Steuerfläche 24 und
an der Wandfläche 25 angreifenden
Schließdruckkräfte weiter
abnehmen. Die über
die Steuerfläche 24 reduzierten Schließdruckkräfte bewirken über den
Anschlag 26 die Einleitung von in Öffnungsrichtung orientierten Kräften in
die zweite Düsennadel 13.
Außerdem
werden die über
die Wandfläche 25 in
die zweite Düsennadel 13 eingeleiteten
Schließkräfte durch
den genannten Druckabfall reduziert. In der Folge hebt schließlich auch
die zweite Düsennadel 13 aus
ihrem Doppeldichtsitz 30 ab, so dass auch das wenigstens eine
zweite Spritzloch 9 mit dem Zuführpfad 6 bzw. mit
dem Innenringraum 34 und mit dem Außenringraum 35 kommuniziert.
Somit erfolgt auch durch das wenigstens eine Spritzloch 9 die
Einspritzung von Kraftstoff in den Einspritzraum 11.Should instead additionally an injection of fuel through the at least one second injection hole 9 be performed, the actor 16 so controlled that the coupler piston 17 is further withdrawn. As a result, there is a further pressure drop in the coupler space 22 , causing the control surface 24 and on the wall surface 25 continue to decrease attacking closing pressure forces. The over the control surface 24 reduced closing pressure forces cause over the stop 26 the introduction of oriented in the opening direction forces in the second nozzle needle 13 , In addition, the over the wall surface 25 in the second nozzle needle 13 introduced closing forces reduced by said pressure drop. As a result, finally lifts the second nozzle needle 13 from her double seal seat 30 from, so that too at least a second injection hole 9 with the feed path 6 or with the inner ring space 34 and with the outer ring space 35 communicated. Thus, also takes place through the at least one injection hole 9 the injection of fuel into the injection chamber 11 ,
Bemerkenswert
ist bei der hier gezeigten Ausführungsform,
dass die Steuerfläche 24 kleiner ist
als die Kopplerfläche 21.
Hierdurch wird bis zum Erreichen des Schalthubs 27 eine Übersetzung
realisiert. Hierdurch kann die erste Düsennadel 12 mit Hilfe
eines vergleichsweise kleinen Hubs des Kopplerkolbens 17 vergleichsweise
schnell bzw. weit geöffnet
werden, wodurch die erste Düsennadel 12 relativ rasch
vom Dichtsitz 28 entfernt werden kann. Auf diese Weise
kann eine problematische Sitzdrosselung reduziert bzw. vermieden
werden. Ab dem Schalthub 27 erfolgt im gezeigten Beispiel
keine Übersetzung zwischen
der Kopplerfläche 21 einerseits
und der Summe aus Steuerfläche 24 und
Wandfläche 25 andererseits,
so dass die zweite Düsennadel 13 zwar langsamer,
jedoch mit vergrößerter Kraft
aus ihrem Doppeldichtsitz 30 ausgefahren wird. Die Sitzdrosselung
ist bei der zweiten Düsennadel 13 weniger
problematisch, da das wenigstens eine zweite Spritzloch 9 über den
Doppeldichtsitz 30 bei abgehobener zweiter Düsennadel 13 sowohl über den
Innenringraum 34 als auch über den Außenringraum 35 mit
Kraftstoff versorgt wird.It is noteworthy in the embodiment shown here that the control surface 24 smaller than the coupler surface 21 , This will be until reaching the switching stroke 27 realized a translation. This allows the first nozzle needle 12 with the help of a comparatively small stroke of the coupler piston 17 be opened comparatively fast or wide, whereby the first nozzle needle 12 relatively quickly from the sealing seat 28 can be removed. In this way, a problematic seat throttling can be reduced or avoided. From the switching stroke 27 In the example shown, no translation takes place between the coupler surface 21 on the one hand and the sum of the tax area 24 and wall surface 25 on the other hand, leaving the second nozzle needle 13 slower, but with increased power from her double-seat 30 is extended. The seat throttling is at the second nozzle needle 13 less problematic, since that at least a second spray hole 9 over the double seal seat 30 with lifted second nozzle needle 13 both over the inner ring space 34 as well as over the outer ring space 35 is supplied with fuel.
Bei
der hier gezeigten Ausführungsform
ist der Aktor 16 in einem Aktorraum 38 angeordnet, durch
den der Zuführpfad 6 hindurchgeführt ist.
Auf diese Weise ist der Aktor 16 von dem unter Einspritzdruck
stehenden Kraftstoff umspült.
Insgesamt lässt sich
dadurch die Zuführung
des unter Einspritzdruck stehenden Kraftstoffs zu den Spritzlöchern 8, 9 vereinfachen.
Insbesondere können
fertigungskritische Überschneidungen
von entsprechenden Zuführkanälen innerhalb
des Injektorkörpers 2 vermieden
werden. Durch das im Zuführpfad 6 bereitgestellte,
relativ große
Kraftstoffvolumen kann außerdem
die Schwingungsproblematik im Injektor reduziert werden.In the embodiment shown here, the actuator 16 in an actuator room 38 arranged through which the feed path 6 passed through. This is the actor 16 surrounded by the under injection pressure fuel. Overall, this allows the supply of fuel under injection pressure to the spray holes 8th . 9 simplify. In particular, production-critical overlaps of corresponding feed channels within the injector body 2 be avoided. Through the feed path 6 In addition, the relatively large fuel volumes provided can also reduce the vibration problem in the injector.