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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflussbegrenzer für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einem solchen Durchflussbegrenzer.
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Für das Verständnis der Erfindung ist die grundlegende Funktionalität eines Injektors bzw. einer Kraftstoffeinspritzdüse hilfreich, die nachfolgend in Teilen näher betrachtet werden soll. Ein Injektor verfügt über eine Düsennadel, die einen mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff bei Freigeben eines Austrittslochs des Injektors nach außen treten lässt. Diese Düsennadel wirkt im Zusammenspiel mit dieser Austrittsöffnung wie ein Pfropfen, der bei einem Anheben ein Austreten des Kraftstoffs ermöglicht. Demnach ist es also erforderlich, diese Nadel in relativ kurzen Zeitabständen anzuheben und nach einer kurzen Zeit erneut in die Austrittsöffnung zurückgleiten zu lassen. Für das Auslösen der Bewegung dieser Düsennadel werden hydraulische Servoventile verwendet, die bspw. durch Elektromagnetventile gesteuert werden. Die Servoventile sind für das kontrollierte Öffnen und Schließen der Düsennadel erforderlich. Dadurch ist es möglich, den Einspritzbeginn, die Einspritzdauer und das Einspritzende zu bestimmen.
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Aufgrund der hohen Einspritzdrücke von über 2500 bar ist es nicht möglich, die Düsennadel direkt mit Hilfe eines Magnetventils anzusteuern. Hierbei wären die erforderlichen Kräfte zum Öffnen und Schließen der Düsennadel zu groß, sodass ein solches Verfahren nur mit Hilfe von sehr großen Elektromagneten realisierbar wäre. Eine solche Konstruktion scheidet aber aufgrund des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums in einen Motor aus.
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Typischerweise werden anstelle der direkten Ansteuerung sogenannte Pilotventile in Form eines Servoventils verwendet, die die Düsennadel ansteuern und selbst über ein Elektromagnetventil gesteuert werden. Dabei wird in einem mit der Düsennadel zusammenwirkenden Steuerraum mit Hilfe des unter hohem Druck zur Verfügung stehenden Kraftstoffs ein Druckniveau aufgebaut, das auf die Düsennadel in Verschlussrichtung wirkt. Dieser Steuerraum ist typischerweise über eine Zulaufdrossel mit dem Hochdruckbereich des Kraftstoffs verbunden. Ferner weist dieser Steuerraum eine kleine verschließbare Ablaufdrossel auf, aus der der Kraftstoff entweichen kann. Tut er dies, ist der Druck in dem Steuerraum und die auf die Düsennadel wirkende Verschlusskraft verringert. Dadurch kommt es zu einer Bewegung der Düsennadel, welche die Austrittsöffnung an der Injektorspitze freigibt. Das Pilotventil umfasst dabei die Zulaufdrossel, den Steuerraum wie auch die Ablaufdrossel. Um nun die Bewegung der Düsennadel steuern zu können, wird die Ablaufdrossel des Steuerraums mit Hilfe eines Elektromagnetventils oder einem anderen geeigneten Ventil wahlweise geschlossen oder geöffnet. Durch die kontrollierte Öffnung dieser Ablaufdrossel wird in Kombination mit der Zulaufdrossel der Druck im Steuerraum des Ventils bestimmt. Dieser Druck ist dann, wie bereits oben kurz erläutert, für das Öffnen und Schließen der Düsennadel verantwortlich.
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Um die Einspritzung zu beenden und die Ablaufdrossel des Ventils zwischen den Einspritzungen geschlossen zu halten, ist eine bestimmte Federkraft erforderlich, welche ein Verschlussglied (im Fachjargon auch: Anker) gegen die Ablaufdrossel drückt, um das Ablaufen von Kraftstoff und dabei das Vermindern von Druck in dem Steuerraum aus der Ablaufdrossel zu verhindern. Zum Öffnen hingegen muss die eingestellte Federkraft, mit der das Verschlussglied gegen die Dichtstelle der Ablaufdrossel gepresst wird, überwunden werden, damit das Verschlussglied die Ablaufdrossel möglichst schnell freigibt. Typische erforderliche Einschaltzeiten, also die Zeit vom Beginn der Bestromung bis zum Anschlagen des Verschlussglieds an einer oberen Hubbegrenzung von solchen Magnetventilen liegen im Bereich von ca. 200 Mikrosekunden.
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Für einen Motor mit einer solchen Kraftstoffeinspritzung ist es jedoch besonders schädlich, wenn zu viel oder durchgehend Kraftstoff eingespritzt wird. Bei einer solchen Injektorfehlfunktion, bspw. einem nicht vollständigen Schließen des Injektors durch die Injektornadel, einem nicht vollständigen Schließen des Ankerelements oder einer Leckage im Injektorgehäuse kann das kontinuierliche Einströmen von Kraftstoff in die Brennkammer schwere Schäden verursachen. Unter anderem kann ein mit Kraftstoff gefüllter Brennraum ein Starten des Motors verhindern und demnach die gewünschte Funktionalität erheblich beeinträchtigen.
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Es ist daher von Vorteil, bei einem defekten Kraftstoffeinspritzvorgang die Gesamtmenge an in den Brennraum einführbaren Kraftstoff zu beschränken, um Schäden möglichst zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mittels eines Durchflussbegrenzers nach dem Anspruch 1 bzw. eines Kraftstoffinjektors nach dem Anspruch 14 gelöst, der sehr wenige Bauteile aufweist und daher besonders fehlerarm betrieben werden kann. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei in den abhängigen Ansprüchen festgehalten.
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Ein erfindungsgemäßer Durchflussbegrenzer für ein Kraftstoffeinspritzsystem weist eine Drosselbuchse mit einem Durchgangsloch, einen Drosseleinsatz, der in dem Durchgangslochs bewegbar aufgenommen ist, einen Dichtabschnitt in dem Durchgangsloch, der eine Querschnittverringerung des Durchgangslochs gegenüber einem ersten Abschnitt des Durchgangslochs ist, in dem der Drosseleinsatz angeordnet ist, und ein Federelement auf, das in dem Durchgangsloch aufgenommen ist und den Drosseleinsatz von dem Dichtabschnitt weg drängt. Der Durchflussbegrenzer ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drosseleinsatz an seiner dem Dichtabschnitt zugewandten Seite eine Dichtfläche aufweist, die bei einem Kontakt mit dem Dichtabschnitt das Durchgangsloch verschließt.
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Schließt sich also ein stromabwärts zum Durchflussbegrenzer angeordneter Kraftstoffinjektor nicht in korrekter Art und Weise, so dass der ungewünschte Zustand eintritt, in dem fortwährend Kraftstoff ausströmt, greift der Abklemmmechanismus des Durchflussbegrenzers ein.
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In einem Ruhezustand ist an beiden Seiten des Drosseleinsatzes Kraftstoff unter hohem Druck vorhanden. Das Hochdruckkraftstoffreservoir, typischerweise das Rail, ist mit dem Durchflussbegrenzer an der dem Dichtabschnitt abgewandten Seite des Drosseleinsatzes fluidisch verbunden. Da nun an beiden Seiten Kraftstoff unter identischem Druck an dem Drosseleinsatz anliegt wirkt das zwischen Drosseleinsatz und Dichtabschnitt angeordnete Federelement derart, dass der Drosseleinsatz von dem Dichtabschnitt weggedrängt wird. Der so geschaffene Raum bildet ein Reservoir an Kraftstoff, das auch bei einer Fehlfunktion vollständig in den Brennraum strömen kann. Öffnet sich nun der Injektor, fließt aus diesem Reservoir sehr viel schneller Kraftstoff ab als er über den Drosseleinsatz nachströmen kann, so dass es zu einem Druckabfall im Reservoir kommt. Der auf der zum Rail zugewandten Seite des Drosseleinsatzes herrschende hohe Druck führt dann zu einer Bewegung des gleitend in der Drosselbuchse angeordneten Drosseleinsatzes hin zum Dichtabschnitt, wobei das Federelement komprimiert wird. Im Normalbetrieb, bei einer normalen Menge an abgegebenem Kraftstoff, erreicht der Drosseleinsatz den Dichtabschnitt nicht, da es zuvor zu einem (gewollten) Unterbrechen des Kraftstoffabflusses kommt, wodurch das Druckgefälle an den verschiedenen Seiten des Drosseleinsatzes abnimmt und schlussendlich verschwindet ist, so dass das Federelement den Drosseleinsatz wieder von dem Dichtabschnitt wegbewegen kann.
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Eine von der Hochdruckseite über den Drosseleinsatz nachströmende Menge an Kraftstoff vermag die Abflussmenge aus dem Injektor, welche in den Brennraum eingespritzt wird, nicht rasch genug zu ersetzen, so dass bei einer fehlerhaften, über das normale Maß hinausgehenden Einspritzungsdauer der Drosseleinsatz mit seiner Dichtfläche auf den Dichtabschnitt trifft und den Kraftstoffnachschub für den Injektor unterbricht. So kommt es nicht zu einem fortwährenden, schädlichen Dauereinspritzen von Kraftstoff in den Brennraum eines Zylinders bei einem nicht korrekt schließenden Injektor. Ein solches Fehlermuster eines Injektors kann beispielsweise auftreten, wenn die Nadel nicht vollständig schließt, der Anker nicht korrekt schließt oder bspw. eine Leckage im Injektorgehäuse vorhanden ist.
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Der Drosseleinsatz bleibt solange in seiner geschlossenen Position, bis der Druck im Kraftstoffreservoir weit genug abgesenkt wird. Sobald die Federkraft betragsmäßig größer als die durch die anliegende Druckdifferenz hervorgerufene Kraft ist, gibt der Drosseleinsatz den Kraftstoffzulauf Richtung Brennraum wieder frei.
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In einem normalen Betrieb hingegen wird das Einspritzen von Kraftstoff beendet, bevor die Dichtfläche des Drosseleinsatzes den Dichtabschnitt berührt, so dass der über den Drosseleinsatz nachströmende Kraftstoff das zwischen Dichtfläche des Drosseleinsatzes und dem Dichtabschnitt der Buchse definierte Reservoir auffüllt, bzw. der Abstand von Dichtfläche und Dichtabschnitt vergrößert werden kann. Befindet sich nämlich an beiden Seiten des in der Buchse gleitend aufgenommenen Drosseleinsatzes Kraftstoff unter hohem Druck, wird der Drosseleinsatz aufgrund des Federelements von dem Dichtabschnitt weggedrängt, so dass das Reservoir vergrößert wird.
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Nach einer optionalen Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Durchflussbegrenzer ferner ein Verschlusselement umfasst, das in das Durchgangsloch der Drosselbuchse an der vom Drosseleinsatz zum Dichtabschnitt abgewandten Seite angeordnet ist und eine Durchgangsöffnung zum Einströmen von Kraftstoff in das Durchgangsloch aufweist, wobei der Drosseleinsatz an seiner dem Verschlusselement zugewandten Seite eine Verschlussfläche aufweist, die bei einem Kontakt mit dem Verschlusselement die Durchgangsöffnung verschließt.
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Nicht nur ein zu langes Einspritzen durch einen defekten Injektor kann zu dem unerwünschten Effekt von zu viel Kraftstoff in dem Brennraum führen. Bei herkömmlichen Durchflussbegrenzern kann dies auch im sogenannten Stand-by-Betrieb passieren, bei dem das Einspritzsystem beispielsweise nach Wartungsarbeiten mit niedrigem Systemdruck durchgespült wird. Die Hochdruckseite weist dabei also ein sehr viel geringeres Druckniveau als während eines regulären Betriebs auf, so dass der Drosseleinsatz nicht bewegt wird und demnach nicht mit dem Dichtabschnitt zusammenwirkt. Das Druckniveau ist zu gering um die Federkraft, welche den Drosseleinsatz von dem Dichtabschnitt wegdrängt, zu überwinden. In einem solchen Zustand kann es also dazu kommen, dass der während des Spülvorgangs verwendete niedrigere Systemdruck das Auslösen des Durchflussbegrenzers nicht bewirken kann. Ein mit Kraftstoff gefüllter Brennraum kann jedoch ein Starten des Motors verhindern bzw. Schäden am Motor hervorrufen.
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Um auch in diesem Fall das Einströmen von Kraftstoff durch den Durchflussbegrenzer zu verhindern, weist dieser an seiner zum Dichtabschnitt abgewandten Seite eine Verschlussfläche auf, die in Zusammenwirkung mit dem Verschlusselement, das in dem Durchgangsloch angeordnet ist, eine Fluidverbindung unterbricht. Das Federelement drückt also den Drosseleinsatz gegen das Verschlusselement, so dass die dem Verschlusselement zugewandte Verschlussfläche die Durchgangsöffnung des Verschlusselements verschließt und eine mögliche Kraftstoffzufuhr durch den Durchflussbegrenzer verhindert. So ist auch sichergestellt, dass bei einer auf den Drosseleinsatz herrschenden Druckdifferenz, die nicht zu einem Komprimieren des Federelements führt, der Durchflussbegrenzer eine Strömung von Kraftstoff unterbindet. Es sind nun an den beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Drosseleinsatzes jeweils Dichtflächen vorhanden, die eine Unterbrechung einer Fluidverbindung entlang des Durchflussbegrenzers bewirken können. So wird auch verhindert, dass während eines Durchspülens des Rails in einem Stand-by-Betrieb mit einem Kraftstoff, welcher ein geringeres Druckniveau als im regulären Betrieb aufweist, kontinuierlich Kraftstoff durch den Durchflussbegrenzer fließen kann.
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Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass das Federelement den Drosseleinsatz mit seiner Verschlussfläche gegen die Durchgangsöffnung des Verschlusselements drängt.
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Herrscht also an beiden Seiten des Drosseleinsatzes identischer Druck oder eine Druckdifferenz, die das Federelement überwinden kann, drängt das Federelement den Drosseleinsatz von dem Dichtabschnitt weg und bewegt ihn hin zu dem Verschlusselement, so dass die Verschlussfläche die Durchgangsöffnung des Verschlusselements abdichtet.
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Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Verschlussfläche eine Kugelform oder einen Teil einer Kugelform aufweist, um bei einem Kontakt mit dem Verschlusselement die Durchgangsöffnung abzudichten. Diese Form hat sich als besonders vorteilhaft und verschleißarm bei der wiederholten Abdichtung der Durchgangsöffnung gezeigt.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die Verschlussfläche eine Kegelform, eine Kegelstumpfform oder einen Teil einer Kegelform aufweist, um bei einem Kontakt mit dem Verschlusselement die Durchgangsöffnung abzudichten. Auch diese Form hat sich als besonders vorteilhaft und verschleißarm bei der wiederholten Abdichtung der Durchgangsöffnung gezeigt.
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Nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Federelement dazu ausgelegt ist, bis zu einer gewissen, auf den Drosseleinsatz wirkenden Druckdifferenz, den Drosseleinsatz gegen das Verschlusselement zu drängen, um die Durchgangsöffnung des Verschlusselements mit der Verschlussfläche des Drosseleinsatzes zu verschließen.
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Nach einer Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verschlusselement einen durch das Federelement hervorgerufenen Hub des Drosseleinsatzes weg von dem Dichtabschnitt begrenzt, wobei vorzugsweise das Verschlusselement in das Durchgangsloch eingepresst ist oder am Ende des Durchgangslochs befestigt ist.
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Das Federelement drängt also den Drosseleinsatz gegen das Verschlusselement, so dass dessen Durchgangsöffnung durch den Drosseleinsatz bzw. die Verschlussfläche des Drosseleinsatzes abgedichtet wird.
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Die Verschlussfläche muss nicht eben oder planar ausgebildet sein, sondern kann an der Außenkontur eines Kegelstumpfs, einer Kugelkalotte oder eines anderen Körpers angeordnet sein, der sich an der zum Verschlusselement zugewandten Seite des Drosseleinsatzes befindet.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drosseleinsatz entlang der Längsrichtung des Durchgangslochs der Drosselbuchse verschieblich angeordnet ist. Durch diese verschiebliche Anordnung kann der Drosseleinsatz in Abhängigkeit der an den beiden Seiten herrschenden Druckverhältnisse in der Drosselbuchse hin- und herbewegt werden, so dass der Drosseleinsatz entweder den Dichtabschnitt oder die Durchgangsöffnung des Verschlusselements verschließt.
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Nach einer weiteren optionalen Modifikation kann vorgesehen sein, dass der Drosseleinsatz einen Hauptkörper aufweist, dessen Außenumfang gleich und/oder nur geringfügig kleiner ist als der Innenumfang des Durchgangslochs, in dem der Drosseleinsatz bewegbar aufgenommen ist.
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Als geringfügig kleiner gilt dabei ein Durchmesser des Außenumfangs des Drosseleinsatzes, der lediglich 95%, vorzugsweise 97% und bevorzugterweise 99% des Durchmessers des Innenumfangs des Durchgangslochs der Drosselbuchse aufweist. Dem Fachmann ist klar, dass der Durchmesser des Innenumfangs des Durchgangslochs an jener Stelle bestimmt wird, an der der Drosseleinsatz in dem Durchgangsloch aufgenommen und verschieblich gelagert ist.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drosseleinsatz einen Hauptkörper aufweist, an dessen gegenüberliegenden Stirnseiten einerseits die dem Dichtabschnitt zugewandte Dichtfläche und andrerseits die dem Verschlusselement zugewandte Verschlussfläche angeordnet ist.
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Zudem kann der Hauptkörper eine Tonnenform aufweisen. Das bedeutet, dass der Hauptkörper des Drosseleinsatzes in Längsrichtung der Drosselbuchse gesehen erst einen geringeren Durchmesser aufweist, der erst ansteigt, bevor er wieder abfällt. Dadurch wird bei dem ständigen Hin- und Herschieben des Drosseleinsatzes der Verschleiß verringert, wodurch die korrekte Funktion über die gesamte Produktlebensdauer sichergestellt wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Variation kann vorgesehen sein, dass der Drosseleinsatz mit seinem Außenquerschnitt mit dem Innenquerschnitt des Durchgangslochs zusammenwirkt und ein Strömen eines Fluids zwischen dem Außenquerschnitt des Drosseleinsatzes und dem Innenquerschnitt des Durchgangslochs verringert und/oder unterbindet.
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Eine Drosselleitung, die eine Fluidverbindung zu den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Drosseleinsatzes ermöglicht, muss dabei nicht vollständig von dem Drosseleinsatz umgeben sein, sondern kann auch durch eine Nut in der Außenkontur des Drosseleinsatzes umgesetzt werden.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drosseleinsatz mindestens eine Drosselleitung aufweist oder im Zusammenspiel mit dem Innenumfang der Drosselbuchse erzeugt, die eine Fluidverbindung entlang des Durchgangslochs von der zur Dichtfläche abgewandten Seite des Drosseleinsatzes zu der zur Dichtfläche zugewandten Seite des Drosseleinsatzes, also den beiden Stirnseiten des Drosseleinsatzes, vorsieht, vorzugsweise wobei die mindestens eine Drosselleitung parallel zur Längsrichtung der Drosselbuchse verläuft.
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Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass mehrere Drosselleitungen drehsymmetrisch zur Längsachse der Durchgangsöffnung der Drosselbuchse angeordnet sind.
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Nach einer weiteren Modifikation der Erfindung kann vorgesehen sein, dass sich das Federelement an der durch den Dichtabschnitt hervorgerufenen Querschnittsverringerung abstützt und das Drosselelement von dem Dichtabschnitt weg drängt.
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Alternativ oder zusätzlich dazu, kann auch eine Zugfeder im Bereich zwischen Verschlusselement und Drosseleinsatz vorgesehen sein, die den Drosseleinsatz von dem Dichtabschnitt wegzieht und bis zu einem definierten Druckunterschied über den Drosseleinsatz eine Abdichtung der Durchgangsöffnung des Verschlusselements bewirkt.
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Die Erfindung betrifft zudem einen Kraftstoffinjektor mit einem Durchflussbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchflussbegrenzer stromabwärts einer Kraftstoffzuleitung, dem sogenannten Rail, angeordnet ist und vorzugsweise zwischen der Kraftstoffzuleitung und dem Kraftstoffinjektor angeordnet ist.
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Weiter kann bei dem Kraftstoffinjektor vorgesehen sein, dass der Durchflussbegrenzer innerhalb des Injektors angeordnet ist, indem die Drosselbuchse mit seiner Außenseite dichtend in einem Gehäuse des Injektors eingefügt oder eingepresst ist, vorzugsweise in eine Zuleitung des Injektors eingefügt oder eingepresst ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Durchflussbegrenzer in die Kraftstoffzuleitung eingepresst ist, indem die Drosselbuchse mit seiner Außenseite dichtend in der Kraftstoffzuleitung eingefügt ist.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor. Dabei zeigen:
- 1a-c: verschiedene Darstellungen eines Durchflussbegrenzers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2a-c: verschiedene Darstellungen eines Durchflussbegrenzers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und
- 3: eine Darstellung eines Drosseleinsatzes mit einem tonnenförmigen Hauptkörper.
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1a zeigt einen Durchflussbegrenzer 1 in einer Perspektivansicht, der außerhalb eines Injektors zum Einspritzen von Kraftstoff anbringbar ist aber auch in dessen unmittelbare Zulaufleitungen angeordnet werden kann. Der Durchflussbegrenzer 1 weist eine Drosselbuchse 2 auf, in der in Längsrichtung ein Durchgangsloch 3 (siehe 1b) angeordnet ist.
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Die Drosselbuchse ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu ihrer Längsachse gebildet und weist einen runden Querschnitt auf. Der Querschnittsdurchmesser verringert sich zum unteren Auslassende hin, da die Drosselbuchse 2 in diesem Bereich typischerweise in ein Druckstück 13 (siehe 1c) eingepresst wird. Durch das Einpressen in das Druckstück 13 entsteht eine fluiddichte Verbindung, die ein Austreten von durch den Durchflussbegrenzer strömenden Kraftstoff verhindert. Das Druckstück 13 kann dabei Teil eines Injektors sein oder aber Bestandteil eines stromaufwärts dazu befindlichen Elements sein.
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In das obere Ende der Drosselbuchse 2 ist ein Verschlusselement 7 eingefügt, das über eine Durchgangsöffnung 8 verfügt. Über diese Durchgangsöffnung 8 wird Kraftstoff in den Durchflussbegrenzer 1 eingeleitet. Dieser Kraftstoff steht in der Regel unter hohem Druck und stammt aus einem Rail, einer Leitung zur Kraftstoffversorgung von mindestens einem Injektor.
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Die Öffnung 8 in dem Verschlusselement 7 ist dabei mittig zur Längsachse der Drosselbuchse 2 angeordnet.
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1b zeigt eine Schnittansicht des Durchflussbegrenzers 1, bei der man die Drosselbuchse 2 und den darin verschieblich angeordneten Drosseleinsatz 4 erkennt. Die Drosselbuchse 2 weist ein Durchgangsloch 3 auf, das sich in Längsrichtung des Durchflussbegrenzers 1 erstreckt. Dieses Durchgangsloch 3 kann eine Bohrung sein, die mindestens zwei verschiedene stufenartig zueinander abgesetzte Durchmesser aufweist.
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Dieses Durchgangsloch 3 besitzt einen ersten Abschnitt, welcher in der 1b gesehen ca. die oberen 75% des Durchgangslochs ausmacht und in dem ein Drosseleinsatz 4 bewegbar aufgenommen ist. Dieser Drosseleinsatz 4 kann nach Abhängigkeit der vorherrschenden Druckverhältnisse in dem Durchgangsloch 3 gleitend bewegt werden. Dargestellt ist eine Positionierung des Drosseleinsatzes 4, bei der die maximale entfernte Position von einem Dichtabschnitt 5 eingenommen worden ist. Für die Bewegung des Drosseleinsatzes 4 sorgt unter anderem ein Federelement 6, welches sich an dem in seinem Querschnitt verringerten Dichtabschnitt 5 abstützt und den Drosseleinsatz 4 wegdrängt. Begrenzt wird der Hub des Drosseleinsatzes 4 durch das Verschlusselement 7, das die maximale Auslenkung des Drosseleinsatzes 4 weg von dem Dichtabschnitt 5 definiert.
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Dieses Verschlusselement 7 ist dabei durch Presspassung oder eine Gewindeverbindung in der Drosselbuchse 2 befestigt. Weiter können aber auch andere Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen sein, bspw. mittels einer Überwurfmutter oder einer alternativen Befestigungsmöglichkeit.
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Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff strömt dabei durch die Durchgangsleitung 8 des Verschlusselements 7 stromabwärts entlang zur Auslassseite des Durchflussbegrenzers 1. Befindet sich ein stromabwärts angeordneter Kraftstoffinjektor in einem geschlossenen Zustand wird nach einem Volllaufen der stromabwärtigen Leitungsräume auf beiden Seiten des Drosseleinsatzes 4 Kraftstoff bei gleich hohem Druck vorhanden sein. Sodann führt die Druckkraft des Federelements 6 dazu, dass der Drosseleinsatz 4 hin zum Verschlusselement 7gedrängt wird.
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Dabei wird die Durchgangsöffnung 8 des Verschlusselements 7 über die Dichtfläche 9, die in der dargestellten Ausführungsform einem Kugelsegment entspricht, verschlossen, so dass ein bestimmter Kraftstoffdruck zum Einströmen von Kraftstoff in den Durchflussbegrenzer 1 erforderlich ist. Liegt hingegen ein zu geringer Kraftstoffdruck vor, wie dies bspw. bei einem Spülvorgang des Rails der Fall ist, kommt es nicht zu einem Kraftstoffeintritt in den Durchflussbegrenzer 1. Somit kann auch während eines Spülvorgangs verhindert werden, dass eine unzulässige Menge an Kraftstoff durch den Durchflussbegrenzer hindurch geleitet wird, obwohl der Drosseleinsatz den Dichtabschnitt 5 nicht abdichtet. Eine Abdichtung über den Dichtabschnitt kann nämlich nur erfolgen, wenn die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Drosseleinsatzes 4 hoch genug ist, damit dieser die Feder 6 komprimiert und mit seiner Dichtfläche 10 den Dichtabschnitt 5 verschließt.
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Die Dichtfläche 9 befindet sich dabei an einer etwa halbkugelartigen Erhebung an der zum Verschlusselement 7 gewandten Seite des Drosseleinsatzes 4.
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Das Nachlaufen von Kraftstoff erfolgt dabei über eine Drosselleitung 12, die in der 1b durch den Drosseleinsatz 4 verläuft und senkrecht zur Längsrichtung des Drosseleinsatzes 4 ausgerichtet ist.
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Dem Fachmann ist klar, dass die genaue Ausgestaltung der Drosselleitung 12 für die vorliegende Erfindung auch gewissen Variationen unterliegen darf. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass in einem dichtenden Zustand des Durchflussbegrenzers 1, bei dem der Drosseleinsatz 4 mit dem Dichtabschnitt 5 in Kontakt steht, die Drosselleitung 12 keine fluidische Verbindung zu einem zum Dichtabschnitt 5 stromabwärts gelegenen Abschnitt aufweisen darf. Weiter muss die mindestens eine Drosselleitung 12 den Nachlauf von Kraftstoff so herunterdrosseln, das bei einem Ablaufen von Kraftstoff aus dem Durchflussbegrenzer 1 durch ein Öffnen des Injektors ein entsprechender Druckunterschied entsteht, der den Drosseleinsatz 4 in Richtung des Dichtabschnitts 5 bewegt.
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Das Absperrverhalten des Durchflussbegrenzers 1 kann durch die Dimensionierung und die Anzahl der Drosselleitungen 12 variiert werden und ist an die spezifischen Einsatzbedingungen anzupassen.
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1c zeigt eine Schnittansicht eines Durchflussbegrenzers 1 bei dem dieser in ein Druckstück 13 eingepresst ist. Das Druckrohr 14 nimmt dabei den restlichen, nicht verpressten Bestandteil des Durchflussbegrenzers 1 auf.
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Die 2a-c zeigen eine weitere Ausführungsform des Durchflussbegrenzers 1, der in seinem Grundaufbau dem Durchflussbegrenzer aus den 1 a-c entspricht. Von daher kann auf die ausführliche, vorstehende Beschreibung verwiesen werden.
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Lediglich die Ausgestaltung der Dichtfläche 9 ist unterschiedlich. Man erkennt, dass an der zum Verschlusselement 7 zugewandten Seite des Drosseleinsatzes 4 mittig eine zylinderartige Erhebung vorhanden ist, die an ihrem distalen Endbereich eine abgeschrägte umlaufende Kante aufweist. Mit der Mantelfläche dieses kegelstumpfartigen Abschnitts ist eine Dichtfläche 9 erzeugt, die im Kontakt mit dem Verschlusselement 7 dessen Durchgangsöffnung 8 dichtend verschließt.
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3 zeigt den Drosseleinsatz 4 der ersten Ausführungsform in einer Seitenansicht. An seinen beiden Stirnseiten gehen jeweils Dichtflächen 9, 10 ab, die einen Durchfluss durch den Durchflussbegrenzer 1 unterbinden können.
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Wie oben erläutert, ist es erforderlich, dass der Drosseleinsatz 4 verschieblich in der Drosselbuchse 2 aufgenommen ist. Bei dem Hin- und Herbewegen des Drosseleinsatzes 4 in der Buchse 2 wird der Hauptkörper 11 in dem entsprechenden Durchgangsloch 3 geführt. Damit es zu einem geringeren Verschleiß kommt, ist es von Vorteil, wenn der Hauptkörper 11 einen tonnenförmigen Aufbau besitzt, so dass das hin- und hergleiten weniger Schäden verursacht.