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Title:
FUEL INJECTION DEVICE, PARTICULARLY FOR A DIRECT INJECTION INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/017342
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a fuel injection device (18) comprising a housing (36) and at least two coaxial valve elements (46, 48). According to the invention, both valve elements (46, 48) are provided with at least one respective hydraulic control area (70, 79) whose resultant force extends in the direction of closing, at least one direction of impingement that acts in the direction of opening, and a proper hydraulic control chamber (76, 78) which is assigned to the respective control area (70, 79). The inner valve element (46) protrudes from the outer valve element (48) by means of the end facing away from the combustion chamber (20) in the mounted position thereof such that the control chamber (78) assigned to the inner valve element (46) is disposed behind the control chamber (76) assigned to the outer valve element (48) when viewed from the end facing the combustion chamber in the mounted position.

Inventors:
POTZ DETLEV DI
NUNIC PREDRAG (DE)
KUEGLER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/001309
Publication Date:
February 24, 2005
Filing Date:
June 23, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
SANDER POTZ MAIKE HF (DE)
POTZ WENDELIN HM (DE)
NUNIC PREDRAG (DE)
KUEGLER THOMAS (DE)
International Classes:
F02M45/08; F02M47/02; F02M59/46; F02M61/18; F02M61/20; F02M63/02; F02M63/00; (IPC1-7): F02M45/08; F02M47/02; F02M59/46; F02M61/18; F02M61/20; F02M63/02
Foreign References:
EP1321662A12003-06-25
US20020125339A12002-09-12
US20040055559A12004-03-25
EP1069308A22001-01-17
EP1087129A22001-03-28
DE10040738A12001-03-15
US20040055562A12004-03-25
DE10229417A12004-01-15
US20040129805A12004-07-08
DE10058153A12002-06-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 03 5 May 2003 (2003-05-05)
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Claims:
Ansprüche
1. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18), insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse (36), mit mindestens zwei koaxialen Ventilelementen (46,48), von denen mindestens eines eine hydraulische Steuerfläche (70,79), die einen hydraulischen Steuerraum (76,78) begrenzt und deren Kraftresultierende in Schließrichtung zeigt, und eine Beaufschlagungseinrichtung aufweist, welche das Ventilelement (46,48) in Öffnungsrichtung beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ventilelemente (46,48) jeweils mindestens eine hydraulische Steuerfläche (70,79), deren Kraftresultierende in Schließrichtung zeigt, mindestens eine in Öffnungsrichtung wirkende Beaufschlagungseinrichtung, und einen eigenen, der jeweiligen Steuerfläche (70,79) zugeordneten hydraulischen Steuerraum (76,78) aufweisen, und dass das innere Ventilelement (46) mit seinem in Einbaulage vom Brennraum (20) abgewandten Ende über das äußere Ventilelement (48) so übersteht, dass der dem inneren Ventilelement (46) zugeordnete Steuerraum (78), vom in Einbaulage brennraumseitigen Ende her gesehen, hinter dem dem äußeren Ventilelement (48) zugeordneten Steuerraum (76) liegt.
2. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fluidverbindung (84) aufweist, welche einen Führungsbereich (72), der zwischen dem inneren und dem äußeren Ventilelement (46,48) ausgebildet ist, mit dem Niederdruckanschluss (24) verbindet.
3. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung mindestens einen Fluidkanal (84) umfasst, der schräg durch das innere Ventilelement (46) hindurchführt und der mit dem einen Ende im Führungsbereich (72) und mit dem anderen Ende im überstehenden Bereich (74) des inneren Ventilelements (46) mündet.
4. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidverbindung (84) von einem Ringraum (80) ausgeht und/oder in einem Ringraum (82) endet.
5. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorspanneinrichtung (86) umfasst, die an dem überstehenden Bereich (74) des inneren Ventilelements (46) angreift und dieses in Schließrichtung beaufschlagt.
6. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung eine Schraubendruckfeder (86) umfasst, welche koaxial zum inneren Ventilelement (46) um mindestens einen Teil des überstehenden Bereichs (74) herum angeordnet ist.
7. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (78) eines Ventilelements (46) mit einem Steuerdruckanschluss (28) verbunden ist, an dem ein variabler Steuerdruck bereitgestellt werden kann, und dass der Steuerraum (76) des anderen Ventilelements (48) über eine Strömungsdrossel (90) mit dem Hochdruckanschluss (22) und mit einem Steuerventil (60) verbunden ist, welches diesen Steuerraum (76) mit dem Niederdruckanschluss (24) verbinden kann.
8. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (60) ebenfalls mit dem Hochdruckanschluss (22) verbunden ist, und dass es in einer Schaltstellung die Verbindung zum Niederdruckanschluss (24) und in einer anderen Schaltstellung die Verbindung zum Hochdruckanschluss (22) unterbricht.
9. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Steuerräume (76,78) einerseits über jeweils eine Strömungsdrossel (90,104) mit einem gemeinsamen Hochdruckanschluss (22) und andererseits mit einem gemeinsamen Schaltventil (60) verbunden sind, welches in einer ersten Schaltstellung beide Steuerräume (76,78) vom Niederdruckanschluss (24) trennt, in einer zweiten Schaltstellung beide Steuerräume (76,78) mit dem Niederdruckanschluss (24) verbindet, und in einer dritten Schaltstellung einen Steuerraum (76) mit dem Niederdruckanschluss (24) verbindet und den anderen (78) vom Niederdruckanschluss (24) trennt.
10. KraftstoffEinspritzvorrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ventilelement (46) eine Trennfuge (88), vorzugsweise im Bereich ungefähr seiner axialen Mitte, aufweist.
Description:
Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse, mit mindestens zwei koaxialen Ventilelementen, von denen mindestens eines eine hydraulische Steuerfläche, die einen hydraulischen Steuerraum begrenzt und deren Kraftresultierende in Schließrichtung zeigt, und eine Beaufschlagungseinrichtung, welche das Ventilelement in Öffnungsrichtung beaufschlagt, aufweist.

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 100 58 153 AI bekannt. Bei der dort dargestellten Einspritzdüse sind zwei unabhängig voneinander steuerbare Ventilelemente vorhanden. Beide Ventilelemente sind zueinander koaxial. Das äußere Ventilelement ist"druckgesteuert", das heißt es öffnet, wenn der Einspritzdruck erhöht wird und hierdurch eine an einer Druckfläche angreifende und in Öffnungsrichtung wirkende hydraulische Kraft die Schließkraft einer Druckfeder übersteigt. Das innere Ventilelement ist hubgesteuert, das heißt, es öffnet dann, wenn ein Druck in einem Steuerraum, der von einer in Schließrichtung wirkenden hydraulischen Steuerfläche begrenzt wird, abgesenkt wird und in Öffnungsrichtung wirkende Kräfte

unterschreitet.

Die Gründe für die Realisierung von Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen mit mehreren Ventilelementen sind vornehmlich die, dass die Querschnitte der Austrittskanäle klein gehalten werden können, was zu einer guten Zerstäubung der Kraftstoffstrahlen bei gleichzeitig geringem Tropfendurchmesser des erzeugten Kraftstoffnebels ("Spray") führt. Durch die Verwendung mehrerer Ventilelemente, welche jeweils bestimmten Kraftstoffkanälen zugeordnet sind, kann die Anzahl der"aktiven"Kraftstoff- Austrittskanäle verändert werden, so dass beispielsweise auch dann, wenn nur eine kleine Kraftstoffmenge eingespritzt werden soll, eine ausreichend lange Einspritzdauer bei guter Zerstäubungsqualität realisiert werden kann.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass von der mit ihr betriebenen Brennkraftmaschine nur geringe Emissionen erzeugt werden, und dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gleichzeitig einfach und kompakt baut.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass beide Ventilelemente jeweils mindestens eine hydraulische Steuerfläche, deren Kraftresultierende in Schließrichtung zeigt, mindestens eine in Öffnungsrichtung wirkende Beaufschlagungseinrichtung, und einen eigenen, der jeweiligen Steuerfläche zugeordneten hydraulischen Steuerraum aufweisen (Hubsteuerung), und dass das innere Ventilelement mit seinem in Einbaulage vom Brennraum abgewandten Ende über das äußere Ventilelement so übersteht, dass der dem inneren Ventilelement zugeordnete

Steuerraum, vom in Einbaulage brennraumseitigen Ende her gesehen, hinter dem dem äußeren Ventilelement zugeordneten Steuerraum liegt.

Vorteile der Erfindung Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung sind beide Ventilelemente hubgesteuert. Das Öffnen und Schließen der Ventilelemente ist daher weitgehend unabhängig vom Einspritzdruck. Dies führt im Betrieb der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu einem guten Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine. Dabei baut die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung dennoch sehr schmal, da die Steuerräume, welche den einzelnen Ventilelementen zugeordnet sind, axial voneinander beabstandet sind und der dem inneren Ventilelement zugeordnete Steuerraum nicht innerhalb des äußeren Ventilelements, sondern außerhalb von diesem angeordnet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Zunächst wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzvorrichtung eine Fluidverbindung aufweist, welche einen Führungsbereich, der zwischen dem inneren und dem äußeren Ventilelement ausgebildet ist, mit dem Niederdruckanschluss verbindet. Durch eine solche Fluidverbindung kann Kraftstoff, welcher durch den Führungsspalt zwischen dem inneren und dem äußeren Ventilelement vom brennraumseitigen Ende her in Richtung Steuerräume strömt, abgefangen bzw. abgeführt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass Kraftstoff vom brennraumseitigen Ende her durch den Führungsspalt zwischen

dem inneren und dem äußeren Ventilelement hindurch zu jenem Steuerraum gelangt, der dem äußeren Ventilelement zugeordnet ist, und den in diesem herrschenden Druck unkontrolliert beeinflusst. Mit dieser Weiterbildung wird daher die Präzision bei der Ansteuerung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung verbessert.

In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die Fluidverbindung mindestens einen Fluidkanal umfasst, der schräg durch das innere Ventilelement hindurchführt, und der mit dem einen Ende im Führungsbereich und mit dem anderen Ende im überstehenden Bereich des inneren Ventilelements mündet. Hier wird der abgefangene Kraftstoff an dem dem äußeren Ventilelement zugeordneten Brennraum vorbeigeleitet. Ein solcher Fluidkanal ist fertigungstechnisch einfach realisierbar, seine Fertigungskosten sind daher gering.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fluidverbindung von einem Ringraum ausgeht und/oder in einem Ringraum endet.

Beispielsweise können die Mündungen des oben angegebenen schrägen Fluidkanals in Ringnuten in der Mantelfläche des inneren Ventilelements angeordnet sein. Dies gestattet eine besonders effektive Ableitung des durch den besagten Führungsspalt hindurchtretenden Kraftstoffes, was die Steuerpräzision der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verbessert.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung sieht vor, dass sie eine Vorspanneinrichtung umfasst, die an dem überstehenden Bereich des inneren Ventilelements angreift und dieses in Schließrichtung beaufschlagt. Durch eine solche Vorspanneinrichtung wird in bestimmten Betriebssituationen (beispielsweise bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine) das

innere Ventilelement in der geschlossenen Stellung gehalten, auch wenn in dem dem inneren Ventilelement zugeordneten Steuerraum der zum Schließen erforderliche Steuerdruck nicht vorhanden ist. Dies erhöht die Sicherheit im Betrieb der erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzvorrichtung.

Dabei wird besonders bevorzugt, dass die Vorspanneinrichtung eine Schraubendruckfeder umfasst, welche koaxial zum inneren Ventilelement um mindestens einen Teil des überstehenden Bereichs herum angeordnet ist.

Dies führt zu einer kompakten Bauweise der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Steuerraum eines Ventilelements mit einem Steuerdruckanschluss verbunden ist, an dem ein variabler Steuerdruck bereitgestellt werden kann, und dass der Steuerraum des anderen Ventilelements über eine Strömungsdrossel mit einem Hochdruckanschluss und mit einem Steuerventil verbunden ist, welches diesen Steuerraum mit einem Niederdruckanschluss verbinden kann.

Bei einer solchen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung können unterschiedliche Öffnungs-und Schließeigenschaften der beiden Ventilelemente realisiert werden. Dies gestattet eine optimale Einspritzung in sehr unterschiedlichen Betriessituationen.

In vorteilhafter Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das Steuerventil ebenfalls mit dem Hochdruckanschluss verbunden ist, und dass es in einer Schaltstellung die Verbindung zum Niederdruckanschluss und in einer anderen Schaltstellung die Verbindung zum Hochdruckanschluss unterbricht. Auf diese Weise wird der bei der oberen Weiterbildung zweitgenannte Steuerraum in jener Ventilstellung, in der das Steuerventil den Steuerraum vom

Niederdruckanschluss trennt, auf zwei separaten Wegen mit dem Hochdruckanschluss verbunden. Dies beschleunigt die Befüllung dieses Steuerraums und die entsprechende Schließbewegung des Ventilelements, dem dieser Steuerraum zugeordnet ist, und verbessert letztlich das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine, die mit der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung betrieben wird.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass beide Steuerräume einerseits über jeweils eine Strömungsdrossel mit einem gemeinsamen Hochdruckanschluss und andererseits mit einem gemeinsamen Schaltventil verbunden sind, welches in einer ersten Schaltstellung beide Steuerräume vom Niederdruckanschluss trennt, in einer zweiten Schaltstellung beide Steuerräume mit dem Niederdruckanschluss verbindet, und in einer dritten Schaltstellung einen Steuerraum mit dem Niederdruckanschluss verbindet und den anderen vom Niederdruckanschluss trennt. Eine solche Kraftstoff- Einspritzvorrichtung baut besonders kompakt und benötigt nur zwei Fluidanschlüsse, nämlich einen Hochdruckanschluss und einen Niederdruckanschluss. Ihre Integration in eine Brennkraftmaschine ist daher einfach.

Bei sämtlichen vorgenannten Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen ist auch vorteilhaft, wenn deren inneres Ventilelement eine Trennfuge, vorzugsweise im Bereich ungefähr seiner axialen Mitte, aufweist. Durch eine solche Trennfuge werden Verspannungen des inneren Ventilelements, die durch eine mehrfach überbestimmte Lagerung im äußeren Ventilelement hervorgerufen werden, verringert. Dies hat letztlich auch eine Verringerung des Führungsspalts zwischen dem inneren und dem äußeren Ventilelement zur Folge, was wiederum die durch diesen Führungsspalt hindurchtretende Leckage verringert.

Zeichnung Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einer ersten Ausführungsform einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ; Figur 2 einen Teilschnitt durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Figur 1 ; Figur 3 ein Detail III der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Figur 2 ; Figur 4 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einer zweiten Ausführungsform einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ; und Figur 5 eine Darstellung ähnlich Figur 3 eines Details der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung von Figur 4.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein Kraftstoffsystem trägt in Figur 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Es gehört zu einer Brennkraftmaschine, die im Detail in Figur 1 nicht dargestellt ist. Das Kraftstoffsystem 10 umfasst einen Kraftstoffbehälter 12,

aus dem eine Kraftstoffpumpe 14 den Kraftstoff zu einer Kraftstoff-Sammelleitung 16 ("Rail") fördert. An diese sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 18 angeschlossen, von denen in Figur 1 nur eine gezeigt ist. Diese spritzt den Kraftstoff direkt in einen ihr unmittelbar zugeordneten Brennraum 20 ein.

Die Verbindung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 mit der Kraftstoff-Sammelleitung 16 erfolgt über einen Hochdruckanschluss 22. Ein Niederdruckanschluss 24 führt über eine Rücklaufleitung 26 zum Kraftstoffbehälter 12 zurück. Über einen Steuerdruckanschluss 28 ist die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 mit einem Steuerdruckspeicher 30 verbunden. Dieser wird ähnlich wie die Kraftstoff-Sammelleitung 16 von der Kraftstoffpumpe 14 gespeist. Mittels einer Druckeinstelleinrichtung 32 kann der Druck im Steuerdruckspeicher 30 jedoch verändert werden. Die Druckeinstelleinrichtung 32 wird von einem Steuer-und Regelgerät 34 angesteuert.

Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 ist stärker im Detail in Figur 2 gezeigt. Sie umfasst ein Gehäuse 36, welches aus mehreren Teilen besteht. Hierzu gehört ein Düsenkörper 38, eine Zwischenscheibe 40, eine Ventilplatte 42, und eine Anschlusshülse 44. Im Düsenkörper 38 sind zwei zueinander koaxiale Ventilelemente 46 und 48 vorhanden.

Jedem Ventilelement ist am in Figur 2 unteren Ende der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 jeweils eine Mehrzahl von Kraftstoff-Austrittskanälen zugeordnet, deren Durchmesser jedoch so klein ist, dass sie in Figur 2 nicht sichtbar sind.

Bei geöffneten Ventilelementen 46 und 48 werden diese Kraftstoff-Austrittskanäle über einen zwischen dem Düsenkörper 38 und dem äußeren Ventilelement 48 vorhandenen

Ringraum 50 (vergleiche Figur 3) mit Kraftstoff versorgt.

Der Ringraum 50 steht wiederum über einen in der Zwischenscheibe 40, der Ventilplatte 42 und der Anschlusshülse 44 ausgebildeten Hochdruckkanal 52 mit dem Hochdruckanschluss 22 in Verbindung. In der Anschlusshülse 44 ist ein Piezoaktor 54 angeordnet, der über eine Anschlussbuchse 56 ebenfalls mit dem Steuer-und Regelgerät 34 verbunden werden kann. Der Piezoaktor 54 bewirkt eine Verstellung eines Ventilkörpers 58 eines 2/3-Steuerventils 60.

Die detaillierte Ausgestaltung der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 18 im Bereich der Zwischenscheibe 40 geht aus Figur 3 hervor : Ein Stützring 62 stützt sich an einem umlaufenden Absatz 64 des äußeren Ventilelements 48 ab. An dem Stützring 62 stützt sich wiederum eine Feder 66 ab, deren in Figur 3 oberes Ende eine Dichthülse 68 gegen die Zwischenscheibe 40 beaufschlagt. Das in Figur 3 obere Ende des äußeren Ventilelements 48 wird von einer ringförmigen Steuerfläche 70 begrenzt.

Das innere Ventilelement 46 ist im äußeren Ventilelement 48 geführt. Der entsprechende und in Figur 3 nur linienhaft dargestellte Führungsspalt trägt das Bezugszeichen 72.

Obwohl er vorliegend als Spalt bezeichnet wird, ist der Führungsspalt 72 ja Gegenstand einer möglichst fluiddichten Gleitführung und daher in der Realität äußerst klein, so dass Kraftstoff durch ihn nur in geringem Umfang hindurchtreten kann.

Das innere Ventilelement 46 ragt mit einem Bereich 74 über die Steuerfläche 70 des äußeren Ventilelements 48 hinaus in eine entsprechende Ausnehmung (ohne Bezugszeichen) in der Zwischenscheibe 40 hinein. Zwischen dem inneren Ventilelement 46, der Zwischenscheibe 40, der Dichthülse

68, und der Steuerfläche 70 ist ein Steuerraum 76 gebildet, der dem äußeren Ventilelement 48 zugeordnet ist. Zwischen dem in Figur 3 oberen Ende des inneren Ventilelements 46 und der Zwischenscheibe 40 ist ein Steuerraum 78 gebildet, welcher dem inneren Ventilelement 46 zugeordnet ist. Die entsprechende, am in Figur 3 oberen Ende des inneren Ventilelements 46 vorhandene Steuerfläche trägt das Bezugszeichen 79. Im Bereich des in Figur 2 unteren Endes der Ventilelemente 46 und 48 sind in Öffnungsrichtung wirkende Druckflächen (ohne Bezugszeichen) vorhanden, an denen je nach Betriebssituation der über den Ringraum 50 übertragene hohe Fluiddruck anliegt. Diese bilden daher in Öffnungsrichtung wirkende Beaufschlagungseinrichtungen.

Noch im Bereich des Führungsspalts 72 ist in der äußeren Mantelfläche des inneren Ventilelements 46 eine umlaufende Ringnut 80 vorhanden. Ebenso ist im überstehenden Bereich 74 des inneren Ventilelements 46 eine entsprechende Ringnut 82 vorhanden. Beide Ringnuten 80 und 82 sind über einen im inneren Ventilelement 46 schräg verlaufenden Fluidkanal 84 miteinander verbunden. Um einen Teil des überstehenden Bereichs 74 des inneren Ventilelements 46 herum ist eine Schraubendruckfeder 86 angeordnet, welche das innere Ventilelement 46 in Schließstellung beaufschlagt. Ferner weist das innere Ventilelement 46 eine Trennfuge 88 auf, welche die statische Lagerung des oberhalb und unterhalb der Trennfuge 88 liegenden Bereichs des inneren Ventilelements 46 entkoppelt.

Die Dichthülse 68 wird von einem Zulaufkanal 90 durchsetzt, durch den der Steuerraum 76 ständig mit dem Hochdruckanschluss 22 verbunden ist. Der Zulaufkanal 90 bildet gleichzeitig eine Zulaufdrossel. In der Zwischenscheibe 40 sowie der Ventilplatte 42 ist ein Leckagekanal 92 ausgebildet, der von der oberen Ringnut 82

am inneren Ventilelement 46 ausgeht und letztlich zum Niederdruckanschluss 24 führt. Vom Steuerraum 76 führt ferner ein Ablaufkanal 94 zu einer Schaltkammer 96, in der der Ventilkörper 58 des Steuerventils 60 untergebracht ist.

Zu der Schaltkammer 96 führt auch ein Stichkanal 98, der vom Hochdruckkanal 52 ausgeht. Die Mündung des Stichkanals 98 in die Schaltkammer 96 wird jedoch vom Ventilkörper 58 verschlossen, wenn sich dieser in seiner in Figur 3 unteren Endstellung befindet. In dieser unteren Endstellung ist die Schaltkammer 96 mit dem Niederdruckanschluss 24 verbunden.

In der in Figur 3 oberen Endstellung des Ventilkörpers 58 ist dagegen die Verbindung der Schaltkammer 96 zum Niederdruckanschluss 24 unterbrochen, die Mündung des Stichkanals 98 in die Schaltkammer 96 jedoch frei. Der Steuerraum 78 des inneren Ventilelements 46 ist über einen Steuerkanal 100 mit dem Steuerdruckanschluss 28 verbunden.

Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 18 arbeitet folgendermaßen : Sobald in der Kraftstoff-Sammelleitung 16 Hochdruck anliegt, herrscht auch im Hochdruckkanal 52 ein hoher Druck, so dass an der am äußeren Ventilelement 48 am brennraumseitigen Ende vorhandenen Druckfläche eine in Öffnungsrichtung wirkende hydraulische Kraft ansteht. Im Ausgangszustand befindet sich der Ventilkörper 58 in seiner oberen Endstellung, in der die Schaltkammer 96 vom Niederdruckanschluss 24 getrennt ist. Somit ist der Steuerraum 76, der dem äußeren Ventilelement 48 zugeordnet ist, einerseits über den Zulaufkanal 90 und andererseits über den Stichkanal 98, die Schaltkammer 96, und den Ablaufkanal 94 ausschließlich mit dem Hochdruckanschluss 22 verbunden. Die in Schließrichtung wirkende Kraft überwiegt, so dass das äußere Ventilelement 48 sicher in seine

geschlossene Position gedrückt wird, in der sämtliche Kraftstoffaustrittskanäle vom Hochdruckanschluss 22 getrennt sind.

Zum Öffnen des äußeren Ventilelements 48 wird der Ventilkörper 58 vom Piezoaktor 54 in seine in Figur 3 untere Endstellung gebracht. Die Schaltkammer 96 wird auf diese Weise vom Hochdruckanschluss 22 getrennt und stattdessen mit dem Niederdruckanschluss 24 verbunden.

Somit kann der unter hohem Druck im Steuerraum 76 eingeschlossene Kraftstoff über die Ablaufdrossel 95, den Ablaufkanal 94 und die Schaltkammer 96 zum Niederdruckanschluss 24 hin abströmen. Durch die Druckabsenkung im Steuerraum 76 verringert sich die an der Steuerfläche 70 anliegende in Schließrichtung wirkende Kraft. Sinkt diese unter die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, öffnet das äußere Ventilelement 48 und Kraftstoff kann durch die entsprechenden Kraftstoffaustrittskanäle austreten. Nun liegt auch an der entsprechenden Druckfläche des inneren Ventilelements 46 eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft an.

Soll nun auch das innere Ventilelement geöffnet werden, wird der Steuerdruck im Steuerdruckspeicher 30 entsprechend reduziert, was sich über den Steuerdruckanschluss 28 und den Steuerdruckkanal 100 bis in den Steuerraum 78 des inneren Ventilelements 46 überträgt. Wenn die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft die an der Steuerfläche 78 des inneren Ventilelements 46 in Schließrichtung wirkende Kraft übersteigt, öffnet auch das innere Ventilelement 46.

Zum Schließen des inneren Ventilelements 46 kann entweder der Steuerdruck im Steuerdruckspeicher 30 erhöht werden, oder der Piezoaktor 54 wird so angesteuert, dass die Schaltkammer 96 wieder vom Niederdruckanschluss 24 getrennt wird. Über den Zulaufkanal 90 und den Ablaufkanal 94 wird

jetzt der Steuerraum 76 sehr schnell befüllt, was in diesem zu einer Druckerhöhung und schließlich zum Schließen des äußeren Ventilelements 48 führt. Wenn dieses jedoch schließt, sinkt auch der an der entsprechenden Druckfläche des inneren Ventilelements 46 anliegende und in Öffnungsrichtung wirkende Kraft, so dass auch das innere Ventilelement 46 wieder schließt.

Durch den Führungsspalt 72 zwischen dem inneren Ventilelement 46 und dem äußeren Ventilelement 48 kann von dem in Figur 2 unteren Ende der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 18 her Kraftstoff unter hohem Druck in Richtung zum Steuerraum 76 strömen. Diese Kraftstoffleckage wird jedoch durch die Ringnut 80 aufgefangen und über den Fluidkanal 84 und die Ringnut 82 zum Leckagekanal 92 und von dort zum Niederdruckanschluss 24 abgelassen. Der Druck im Steuerraum 76 wird durch diese Kraftstoffleckage daher nicht beeinflusst.

In den Figuren 4 und 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems beziehungsweise einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung gezeigt. Dabei tragen solche Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen des im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail beschrieben.

Aus Figur 4 geht hervor, dass die dort eingesetzte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 über keinen Steuerdruckanschluss verfügt, sondern nur über einen Hochdruckanschluss 22 und einen Niederdruckanschluss 24.

Aus Figur 5 geht hervor, dass die Schaltkammer 96 des Steuerventils 60 nicht direkt mit dem Hochdruckkanal 52 verbunden ist. Stattdessen ist sie über einen Ablaufkanal

100 mit einer entsprechenden Ablaufdrossel 102 mit dem Steuerraum 78 verbunden, der dem inneren Ventilelement 46 zugeordnet ist. Ein Zulaufkanal 104 verbindet den Steuerraum 78 ferner mit dem Hochdruckkanal 52. Die in den Figuren 4 und 5 gezeigte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 18 arbeitet folgendermaßen : Im Ausgangszustand befindet sich der Ventilkörper 58 in der in Figur 5 gezeigten oberen Endstellung, in der die Schaltkammer 96 vom Niederdruckanschluss 24 getrennt ist.

Die beiden Steuerräume 76 und 78 sind in dieser Ausgangsstellung über den Zulaufkanal 104 beziehungsweise den Zulaufkanal 90 ausschließlich mit dem Hochdruckkanal 52 verbunden. Die beiden Ventilelemente 46 und 48 sind also geschlossen. Soll das äußere Ventilelement 48 geöffnet werden, wird der Ventilkörper 58 des Steuerventils 60 in seine in Figur 5 untere Endstellung gebracht. In dieser ist die Schaltkammer 96 mit dem Niederdruckanschluss 24 verbunden, die Mündung des Ablaufkanals 100, der vom Steuerraum 78 des inneren Ventilelements 46 herkommt, ist jedoch verschlossen. Somit sinkt der Druck nur im Steuerraum 76, nicht jedoch im Steuerraum 78. Analog zu der im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Funktion öffnet somit das äußere Ventilelement 48.

Soll auch das innere Ventilelement 46 öffnen, wird der Ventilkörper 58 in eine zwischen seinen beiden Endstellungen liegende Zwischenposition gebracht. Beim Steuerventil 60, welches in Figur 5 gezeigt ist, handelt es sich also um ein 3/3-Schaltventil. In dieser Zwischenstellung ist die Schaltkammer 96 mit dem Niederdruckanschluss 24 verbunden, die Mündung des Ablaufkanals 100 in die Schaltkammer 96 ist jetzt jedoch vom Ventilkörper 58 freigegeben. Somit kann der Kraftstoff auch aus dem Steuerraum 78 zum Niederdruckanschluss 24 hin

abströmen. Aufgrund der entsprechenden Druckabsenkung kann daher auch das innere Ventilelement 46 öffnen. Beendet wird eine Einspritzung wieder dadurch, dass der Ventilkörper 58 in seine in Figur 5 obere Endstellung gebracht wird.