DE102007009165A1 - Kraftstoffinjektor mit einer zusätzlichen Ablaufdrossel oder mit einer verbesserten Anordnung derselben im Steuerventil - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit einer zusätzlichen Ablaufdrossel oder mit einer verbesserten Anordnung derselben im Steuerventil Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen hubbweglich in einem Injektorkörper (2) geführten Ventilkolben (3), wobei die Hubbewegung des Ventilkolbens (3) durch ein Steuerventil steuerbar ist, welches eine hubbeweglich in Richtung einer Hubachse (4) geführte Ventilnadel (5) mit einer Führungsbohrung (6) aufweist, in die sich ein endseitig an einem Ventilstück (8) angeformter Führungsabschnitt (7) zur hubbeweglichen Führung der Ventilnadel (5) hinein erstreckt, wobei sich entlang der Hubachse (4) eine Steigbohrung (9) durch das Ventilstück (8) bis in den Führungsabschnitt (7) hinein erstreckt, durch die Kraftstoff aus einem ein Steuerraum (10) zur Hubsteuerung des Ventilkolbens (3) in einen zwischen der Führungsbohrung (6) und dem Führugnsabschnitt (7) eingebrachten Ringraum (11) fließen kann, wobei die durch die Steigbohrung (9) geführte Kraftstoffmenge ferner wenigstens eine Ablaufdrossel (12) durchströmt, wobei die Ablaufdrossel (12) im Bereich des Übergangs von der Steigbohrung (9) in den Ringraum (11) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.
  • Stand der Technik
  • Aus der Druckschrift EP 1 612 403 A1 ist ein gattungsgemäßer Kraftstoffinjektor bekannt, welcher einen hubbeweglichen in einem Injektorkörper geführten Ventilkolben umfasst, der in seiner Hubbewegung mit der Düsennadel zusammenwirkt. Gemäß einer anderen ebenfalls gattungsgemäßen Bauart von Kraftstoffinjektoren ragt die Düsennadel direkt bis in den Bereich des Steuerventils hinein. Der Ventilkolben bzw. die Düsennadel grenzen an einen Steuerraum an, welcher mit Kraftstoffhochdruck beaufschlagt werden kann. Wird der Steuerraum mit Kraftstoffhochdruck beaufschlagt, so wird der Ventilkolben bzw. die Düsennadel entlang der Hubachse in Richtung der Einspritzöffnungen im unteren Bereich des Kraftstoffinjektors bewegt, so dass die Einspritzöffnungen geschlossen sind. Wird der Steuerraum entlastet, so hebt sich der Ventilkolben bzw. die Düsennadel von den Einspritzöffnungen ab, in dem diese eine Bewegung entlang der Hubachse ausführt. Somit ist über den Druck im Steuerraum die Bewegung des Ventilkolbens bzw. der Düsennadel steuerbar. Der Kraftstoffinjektor umfasst ferner ein Ventilstück, welches in einen Führungsabschnitt übergeht, der zylindrisch ausgebildet ist und sich in die Führungsbohrung einer Ventilnadel hinein erstreckt. Somit ist die Ventilnadel auf dem Führungsabschnitt geführt und kann durch eine Bewegung entlang der Hubachse eine Öffnungsstellung und eine Schließstellung einnehmen.
  • Zur Entlüftung des Steuerraums ist ein Kanalsystem vorgesehen, welches aus einer Steigbohrung und wenigstens einer Querbohrung besteht. Diese entlüften den Steuerraum in einen Ringraum hinein, welcher durch eine Einschnürung im Mantelbereich des Führungsabschnittes eingebracht ist. Ist die Ventilnadel in einer unteren vertikalen Position entlang der Hubachse angeordnet, so wird der Ringraum verschlossen, so dass der Druck im Steuerraum auf Kraftstoffhochdruckniveau verbleibt. Wird die Ventilnadel angehoben, so kann der komprimierte Kraftstoff aus dem Ringraum in einen Absteuerraum abströmen, so dass der Druck im Steuerraum sinkt. Angrenzend an den Steuerraum im Übergang zur Steigbohrung ist eine Ablaufdrossel vorgesehen, um die Druckabbaurate und damit die Hubgeschwindigkeit der Ventilnadel zu begrenzen.
  • Bei einer derartigen Anordnung einer Ablaufdrossel entsteht das Problem, dass im Bereich der Steigbohrung, der Querbohrungen sowie im Bereich des Ringraums ein großes Tot- bzw. Schadvolumen vorherherrscht. Da es bedingt durch den großen Öffnungsquerschnitt des Steuerventils bei einem Öffnungshub der Ventilnadel mit großen Ankerhüben (> 20 μm) sehr schnell zu einer Kavitation der Strömung im Bereich oder nach der Ablaufdrossel kommt, wird dieses Volumen mit Dampf ausgefüllt. Nach dem Schließen des Steuerventils muss das Volumen gegen den Gasdruck mit Kraftstoff erneut befüllt werden, wobei der Druck bis auf den Kraftstoffhochdruck (Raildruck) angehoben wird. Erst dann schließt der Ventilkolben die Düsennadel wieder gegen die Einspritzöffnungen. Je größer der Dampfanteil innerhalb des Schadvolumens ist, desto länger dauert der Vorgang des Schließens der Düsennadel, wobei dieser entsprechend großen Streuungen unterworfen ist. Dadurch verschlechtert sich die Stabilität der Einspritzungen und die Hub-zu-Hub-Streuung von Einspritzung zu Einspritzung steigt an. Ebenfalls erhöht sich der mögliche Abstand zu einer nachfolgenden Einspritzung, so dass die Fähigkeit der Mehrfacheinspritzung abnimmt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftstoffinjektor zu schaffen, bei dem das Schadvolumen nach der Ablaufdrossel verringert und somit die Streuung von Einspritzung zu Einspritzung reduzierbar ist. Ferner ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zum Aufbau des Kraftstoffhochdrucks innerhalb des Steuerraums benötigte Zeit zu verringern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Ablaufdrossel im Bereich des Übergangs von der Steigbohrung in den Ringraum angeordnet ist.
  • Mittel der erfindungsgemäßen Anordnung der Ablaufdrossel wird der Vorteil erreicht, dass zwischen dem Absteuerraum, in welchem der Kraftstoff bei einem niedrigen Druck vorherherrscht, und der Ablaufdrossel ein geringes Volumen verbleibt, so dass durch das geringe verbleibende Volumen auch das Schadvolumen reduziert wird. Lediglich das Volumen des Ringraums und Teile der Kanäle zur Kraftstoffführung zwischen der Steigbohrung und dem Ringraum bilden ein mögliches Schadvolumen so dass gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Ringraum selbst vergleichsweise klein ausgeführt werden kann. Damit kann eine weitere Reduzierung des Schadvolumens hervorgerufen werden, um die Vorteile der vorliegenden Erfindung weiter zu verbessern.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steigbohrung in eine quer zu dieser in den Führungsabschnitt eingebrachte und sich entlang einer Querbohrungsachse erstreckende Querbohrung mündet, und die Steigbohrung vor der Mündungsstelle eine den Querschnitt verengende Drosselgeometrie aufweist, um die Ablaufdrossel zu bilden. Damit wird eine erste mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgezeigt, durch die eine Ablaufdrossel zur Drosselung des Steuervolumens des Kraftstoff erzeugbar ist. Die Querbohrung kann quer zur Erstreckungsrichtung der Hubachse angelegt sein, so dass diese beispielsweise in einer durchgehenden Form über den gesamten Durchmesser des Führungsabschnittes an zwei Stellen in den Ringraum mündet. Der Übergang von der Steigbohrung in die Querbohrung weist eine Verengung auf, um die Drosselwirkung zu erzielen. Durch eine zweifache Vermündung der Querbohrung in den Ringraum erfolgt die Absteuerung des Kraftstoffvolumens beim Öffnen der Ventilnadel symmetrisch, so dass auch die Ventilnadel nicht einseitig durch aus der Querbohrung abströmenden Kraftstoff angeströmt wird. Die verengte Stelle zur Bildung der Drossel kann mittels des Verfahrens des Laserbohrens gefertigt werden, wobei geringe Taktzeiten realisierbar sind und eine optimale Geometrie der Ablaufdrossel hergestellt werden kann.
  • Eine vorteilhafte Geometrie der erfindungsgemäßen Ablaufdrossel kann eine querschnittsverengende Drosselgeometrie umfassen, welche eine zylinderförmige und/oder eine trichterförmige Geometrie betrifft. Dabei weist die trichterförmige Öffnung in Richtung der Querbohrung. Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Verrunden der Kanten vorgenommen wird, um die Strömung des Kraftstoffs durch die Drosselstelle zu optimieren. Damit wird unterbunden, dass die Kraftstoffströmung möglichst keine großen Umlenkungen erfährt. Insbesondere sei darauf hingewiesen, das eine einteilige Variante möglich ist, so dass der Führungsabschnitt und das Ventilstück insgesamt einteilig und materialeinheitlich ausgebildet sind. Ferner kann der Ventilsitz ohne Funktionseinfluss an das obere Ende der Ankerführung gelegt werden. Daher ergibt sich auch an einer weiter oberhalb angeordneten Drosselstelle kein erhöhtes Schadvolumen.
  • Das Verfahren zur Fertigung einer derartigen Drosselstelle kann das Bohren der Steigbohrung als Sacklochbohrung vorsehen, wobei anschließend die Querbohrung als Durchgangsbohrung angelegt wird. Anschließend erfolgt ein Laserbohren der Ablaufdrossel, so dass die Verbindung zwischen der Sacklochbohrung, der Steigbohrung und der Querbohrung hergestellt wird. Anschließend folgt ein HE-Verrunden der Kanten innerhalb des Drosselquerschnitts auf den geforderten Drosseldurchfluss.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sowie der entsprechenden Ausgestaltung der Ablaufdrossel wird dadurch erreicht, dass die Querbohrung einen Querbohrungsquerschnitt und die Steigbohrung einen Steigbohrungsquerschnitt aufweist, wobei der Querbohrungsquerschnitt kleiner ist als der Steigbohrungsquerschnitt, um die Ablaufdrossel selbst zu bilden. Die Querbohrung kann sich dabei über den vollen Durchmesser des Führungsabschnittes hindurch erstrecken, so dass der Kraftstoff aus der Steigbohrung aus zwei Mündungen der Querbohrung in den Ringraum gelangt. Ferner besteht die Möglichkeit, dass zwei oder mehrere Querbohrungen in den Führungsabschnitten mit eingebracht sind, in die sich die aus der Steigbohrung austretende Kraftstoffmenge aufteilt, um über die jeweiligen Querbohrungen in den Ringraum zu gelangen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Mündungen des Kraftstoffs aus den Querbohrungen über den Umfang des Ringraums symmetrisch aufgeteilt ist, um ein einseitiges Anströmen der Ventilnadel zu vermeiden. Die Ablaufdrossel selbst wird durch den verringerten Querschnitt der Querbohrung erzeugt, wobei das Verhältnis des Bohrungsdurchmessers der Querbohrung bezogen auf den Durchmesser der Steigbohrung einen Faktor von 1,25...5 umfassen kann. Damit kann beispielsweise die Steigbohrung einen Querschnitt von 1 mm und die Querbohrung einen Querschnitt von 0,3 mm aufweisen, so dass ein Verhältnis von 3,33 entsteht. Ein weiteres Beispiel kann gebildet werden durch eine Steigbohrung mit einem Querschnitt von 1 mm sowie einer Querbohrung mit einem Querschnitt von 0,8 mm, so dass ein Querschnittsverhältnis mit einem Faktor von 1,25 gebildet ist.
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird durch eine Ablaufdrossel gebildet, welche dadurch ausgezeichnet ist, dass sich zwischen dem Ende der Steigbohrung und dem Ringraum wenigstens eine Drosselbohrung mit einem Drosselquerschnitt erstreckt, welcher kleiner ist als der Steigbohrungsabschnitt, um die Ablaufdrossel zu bilden. Dabei ist der Querschnitt der Drosselbohrung vor Austritt in den Ringraum aufgeweitet, um einen Diffusorabschnitt größeren Durchmessers zu bilden. Der Diffusorabschnitt kann entweder zylindrisch oder konisch ausgebildet sein, wobei die Öffnung des Konus in Richtung des Ringraums weist. Die Drosselbohrung weist einen Querschnitt auf, welcher derart klein ausgeführt ist, dass die gewünschte Drosselwirkung erzielt wird. In der sich an den Abschnitt der Drosselbohrung anschließenden Diffusorabschnitt kann sich die Strömung des Kraftstoffs über dem Strömungsquerschnitt homogenisieren, so dass dieser in einem beruhigteren Zustand in den Ringraum einströmt.
  • Es ist von Vorteil, dass sich die Drosselbohrung sowie der Diffusorabschnitt entlang einer Bohrungsachse erstrecken, und diese unter einem Winkel zur Hubachse verläuft, wobei der Winkel einen Wert zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 60° und besonders bevorzugt von 45° aufweist. Damit wird eine Optimierung des Strömungsverhaltens erreicht, so dass der Kraftstoff nicht – wie im Falle einer Querbohrung – einer Strömungsumlenkung von 90° unterworfen wird. Daher wird eine ruhigere Kraftstoffströmung erzielt, welche eine bessere Kontrolle der Drosselwirkung erreichbar macht. Sowohl der Abschnitt, der durch die Drosselbohrung gebildet wird, als auch der sich an diesen anschließenden Abschnitt der Diffusorbohrung erstrecken sich gemeinsam konzentrisch zur Bohrungsachse. Somit besteht die Möglichkeit, zunächst den Diffusorabschnitt in Form eines Sackloches entlang der Bohrungsachse anzulegen, um im zweiten Arbeitsschritt die Drosselbohrung herzustellen. Die Drosselbohrung kann entweder konventionell mechanisch gebohrt werden, wobei auch ein Erosionsverfahren oder ein Laserbohrverfahren eine vorteilhafte Anwendung darstellt, bei der sehr kleine und genaue Bohrungsgeometrien erzeugt werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, nach Anlegen der Bohrungen eine Kantenverrundung vorzusehen, so dass Kanteneffekte in der Kraftstoffströmung keinen negativen Einfluss ausüben.
  • Es ist weiter von Vorteil, dass sich wenigstens zwei Drosselbohrungen zwischen dem Ende der Steigbohrung und dem Ringraum erstrecken, welche mit einem Winkel von 180° gegenüberstehend angeordnet sind. Ferner besteht die Möglichkeit, mehrere Drosselbohrungen mit angrenzenden Diffusorabschnitten anzulegen, so dass sich die jeweiligen Bohrungsachsen radial gleich verteilt auf dem Umfang des Führungsabschnittes aus diesem heraus in den Ringraum erstrecken.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
  • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigt:
  • 1 eine quergeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
  • 2 einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Ausführung der Ablaufdrossel mit einer Drosselgeometrie zwischen der Steigbohrung und der Querbohrung;
  • 3 eine quergeschnittene Seitenansicht eines Kraftstoffinjektors mit einer erfindungsgemäßen Anordnung der Ablaufdrossel gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
  • 4 eine vergrößerte Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ablaufdrossel mit einer entsprechenden Querschnittsgeometrie der Querbohrung;
  • 5 eine quergeschnittene Seitenansicht eines Kraftstoffinjektors mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer Ablaufdrossel gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 eine vergrößerte Ansicht der Ablaufdrossel gemäß des dritten Ausführungsbeispiel.
  • In den 1, 3 und 5 sind jeweils Ansichten eines Kraftstoffinjektors 1 gezeigt, welche lediglich verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ablaufdrossel 12 zeigen. Der erfindungsgemäße Kraftstoffinjektor 1 umfasst einen Injektorkörper 2, in welchem ein Ventilkolben 3 hubbeweglich geführt ist. Die Hubbewegung des Ventilkolbens 3 erfolgt entlang einer Hubachse 4, wobei der Ventilkolben 3 endseitig an einen Steuerraum 10 angrenzt. Der Steuerraum 10 ist über eine Zulaufdrossel mit Kraftstoffhochdruck beaufschlagbar, so dass in einem unter Hochdruck stehenden Zustand des Steuerraums 10 der Ventilkolben 3 in Richtung der – nicht näher gezeigten – Einspritzdüsen innerhalb des Injektorkörpers 2 gedrückt wird. Wird der Steuerraum 10 entlastet, so kann sich der Ventilkolben 3 vertikal nach oben in Richtung der Hubachse 4 bewegen, so dass die Einspritzöffnungen freigegeben werden. Das Abströmen von Kraftstoff aus dem Steuerraum 10 erfolgt über eine Steigbohrung 9, welche sich durch ein Ventilstück 8 hindurch erstreckt. Angrenzend an das Ventilstück 8 ist ein Führungsabschnitt 7 angeformt, welcher einteilig und materialeinheitlich in das Ventilstück 8 übergeht. Der Führungsabschnitt 7 weist eine zylindrische Form auf, welcher sich in die Führungsbohrung 6 einer Ventilnadel 5 hinein erstreckt. Damit ist die Ventilnadel 5 auf dem Führungsabschnitt 7 hubbeweglich in Richtung der Hubachse 4 geführt, und kann durch einen Elektromagneten vertikal nach oben gezogen werden. Wird der Elektromagnet bestromt, so wird die Ventilnadel 5 über einen an diese angeformten Ankerabschnitt angezogen, so dass die Ventilnadel 5 in eine Öffnungsstellung übergeht. Wird die Bestromung des Elektromagneten beendet, so drückt eine Ventilfeder die Ventilnadel 5 wieder in den dichtenden Sitz vertikal nach unten. Die Dichtwirkung entsteht durch eine Dichtkante am unteren Ende der Ventilnadel 5, welcher ringförmig gegen den Führungsabschnitt bzw. gegen das Ventilstück dichtend zur Anlage kommt. Der Kraftstoff tritt durch die Steigbohrung 9 hindurch, wobei die erfindungsgemäße Ablaufdrossel durch eine entsprechende geometrische Ausgestaltung zwischen der Steigbohrung 9 und dem Ringraum 11 gebildet wird. Die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ablaufdrossel sind in einer Detailansicht in den 2, 4 und 6 dargestellt, und werden nachfolgend beschrieben.
  • 2 zeigt die Ablaufdrossel 12 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Der vergrößerte Abschnitt gemäß der 2 zeigt die Steigbohrung 9 innerhalb des Ventilstückes 8, welche wenigstens teilweise in den Führungsabschnitt 7 hineinragt. Quer zur Steigbohrung 9 ist eine Querbohrung 14 angebracht, wobei im Bereich des Übergangs der Steigbohrung 9 in die Querbohrung 14 eine Drosselgeometrie 15 eingebracht ist. Der Kraftstoff tritt daher aus dem Steuerraum durch die Steigbohrung 9 aus, so dass dann, wenn die Ventilnadel 5 vertikal in Richtung der Hubachse 4 nach oben bewegt wird, Kraftstoff aus dem Ringraum 11 in den Außenbereich der Ventilnadel 5 austreten kann. Somit tritt der Kraftstoff von der Steigbohrung 9 über die Querbohrung 14 in den Ringraum 11, so dass die Drosselgeometrie 15 durchströmt wird. Diese weist eine trichterförmige Kontur auf, wobei der Trichter in Richtung der Querbohrung 14 geöffnet ist. Der Übergang von der Steigbohrung in den trichterförmigen Bereich der Drosselgeometrie umfasst eine Strömungsverengung, um die geforderte Drosselwirkung zu erzielen. Somit verbleibt auch bei geöffneter Ventilnadel 5 der Druck in der Steigbohrung 9 auf einem erhöhten Niveau, so dass das Schadvolumen sich nicht innerhalb der Steigbohrung 9 bildet, sondern entweder völlig unterbunden ist oder sich lediglich im Bereich des Ringraums bildet, wobei dieser jedoch entsprechend klein ausgebildet ist.
  • 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ablaufdrossel im Bereich des Übergangs von der Steigbohrung 9 in den Ringraum 11. Die innerhalb des Ventilstücks 8 ausgebildete Steigbohrung 9 umfasst einen Steigbohrungsquerschnitt 17, welcher gemäß dieses Ausführungsbeispiels erheblich größer ausgebildet ist als der Querbohrungsquerschnitt 16 der Querbohrung 14. Die Querbohrung 14 erstreckt sich quer zur Erstreckungsrichtung der Hubachse 4, und bildet die Verbindung zwischen der Steigbohrung 9 und dem Ringraum 11. Strömt der Kraftstoff aus der Steigbohrung 9 durch die Querbohrung 14 in den Ringraum 11, so bildet der kleine Querschnitt der Querbohrung 14 mit dem Querbohrungsquerschnitt 16 die Ablaufdrossel 12. Gemäß der vorliegenden Darstellung ist die Querbohrung 14 über dem gesamten Querschnitt des Führungsabschnittes 7 im Bereich des Ringraums 11 angelegt, so dass der Kraftstoff an zwei Mündungsstellen in den Ringraum 11 hineinströmt. Ist der Querbohrungsquerschnitt 16 kleiner ausgebildet, so wird die Drosselwirkung der Ablaufdrossel erhöht, wobei bei einem größeren Querschnitt die Drosselwirkung sinkt.
  • 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ablaufdrossel 12 im Bereich zwischen der Steigbohrung 9 und dem Ringraum 11. Diese ist durch zwei sich unter einem Winkel von etwa 45° zur Hubachse 4 erstreckende Bohrungsachsen ausgebildet, so dass der Kraftstoff durch die jeweiligen Drosselbohrungen 18 aus der Steigbohrung 9 in den Ringraum 11 hineinströmt. Die Drosselbohrungen 18 weisen einen kleinen Querschnitt auf, um die Drosselwirkung zu erzielen, wobei diese vor Eintritt in den Ringraum in einen vergrößerten Diffusorabschnitt 19 übergehen. Der Diffusorabschnitt weist einen vergrößerten Querschnitt auf, so dass sich die aus der Drosselbohrung austretende Kraftstoffmenge beruhigen kann, um mit geringeren Strömungsturbulenzen in den Ringraum 11 hinein zuströmen. Der Querschnitt der Steigbohrung 9 mit dem Steigbohrungsquerschnitt 17 kann beliebig groß ausgeführt sein, ohne dass sich das Volumen in Gestalt eines Schadvolumens bildet, da auch in der Steigbohrung 9 gemäß dieses Ausführungsbeispiels der Ablaufdrossel 12 ein hohes Kraftstoffniveau bildet, auch wenn die Ventilnadel 5 im geöffneten Zustand ist. Die Anordnung der Drosselbohrung 18 bzw. des Diffusorabschnittes 19 entlang der Bohrungsachse 20 unter einem Winkel von ca. 45° bewirkt, dass der Kraftstoff nicht umgelenkt werden muss, und der Strömungskanal insgesamt eine weiche Kontur aufweist. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der Ablaufdrossel 12 gemäß der Darstellung in 6 nicht auf die Ausgestaltung unter einem entsprechenden Winkel begrenzt, sondern kann auch entsprechend der Ausgestaltung der 4 unter einem Winkel von 90° zur Erstreckungsrichtung der Hubachse 4 angebracht werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1612403 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, umfassend einen hubbeweglich in einem Injektorkörper (2) geführten Ventilkolben (3), wobei die Hubbewegung des Ventilkolbens (3) durch ein Steuerventil steuerbar ist, welches eine hubbeweglich in Richtung einer Hubachse (4) geführte Ventilnadel (5) mit einer Führungsbohrung (6) aufweist, in die sich ein endseitig an einem Ventilstück (8) angeformter Führungsabschnitt (7) zur hubbeweglichen Führung der Ventilnadel (5) hinein erstreckt, wobei sich entlang der Hubachse (4) eine Steigbohrung (9) durch das Ventilstück (8) bis in den Führungsabschnitt (7) hinein erstreckt, durch die Kraftstoff aus einem ein Steuerraum (10) zur Hubsteuerung des Ventilkolbens (3) in einen zwischen der Führungsbohrung (6) und dem Führungsabschnitt (7) eingebrachten Ringraum (11) fließen kann, wobei die durch die Steigbohrung (9) geführte Kraftstoffmenge ferner wenigstens eine Ablaufdrossel (12) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufdrossel (12) im Bereich des Übergangs von der Steigbohrung (9) in den Ringraum (11) angeordnet ist.
  2. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigbohrung (9) in eine quer zu dieser in den Führungsabschnitt (7) eingebrachte und sich entlang einer Querbohrungsachse (13) erstreckende Querbohrung (14) mündet, und die Steigbohrung (9) vor der Mündungsstelle eine querschnittsverengende Drosselgeometrie (15) aufweist, um die Ablaufdrossel (12) zu bilden.
  3. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die querschnittsverengende Drosselgeometrie (15) eine zylinderförmige und/oder eine trichterförmige Geometrie umfasst, wobei die trichterförmige Öffnung in Richtung der Querbohrung (14) weist.
  4. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (14) einen Querbohrungsquerschnitt (16) und die Steigbohrung (9) einen Steigbohrungsquerschnitt (17) aufweist, wobei der Querbohrungsquerschnitt (16) kleiner ist als der Steigbohrungsquerschnitt (17), um die Ablaufdrossel (12) zu bilden.
  5. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querbohrung (14) über den vollen Durchmesser des Führungsabschnittes (7) durch diesen hindurch erstreckt, sodass der Kraftstoff aus der Steigbohrung (9) aus zwei Mündungen der Querbohrung (14) in den Ringraum (11) gelangt.
  6. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Querbohrungen (14) in den Führungsabschnitt (7) eingebracht sind, in die sich die aus der Steigbohrung (9) austretende Kraftstoffmenge aufteilt, um über die jeweiligen Querbohrungen (14) in den Ringraum (11) zu gelangen.
  7. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Ende der Steigbohrung (9) und dem Ringraum (11) wenigstens eine Drosselbohrung (18) mit einem Drosselquerschnitt erstreckt, welcher kleiner ist als der Steigbohrungsquerschnitt (17), um die Ablaufdrossel (12) zu bilden, wobei der Querschnitt der Drosselbohrung (18) vor Austritt in den Ringraum (11) aufgeweitet ist, um einen Diffusorabschnitt (19) größeren Durchmessers zu bilden.
  8. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusorabschnitt (19) zylindrisch oder konisch ausgebildet ist, wobei die Öffnung des Konus in Richtung des Ringraumes (11) weist.
  9. Kraftstoffinjektor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drosselbohrung (18) sowie der Diffunsorabschnitt entlang einer Bohrungsachse (20) erstrecken, und sich diese unter einem Winkel zur Hubachse (4) erstreckt, und der Winkel einen Wert zwischen 20° und 80°, vorzugsweise zwischen 30° und 60° und besonders bevorzugt von 45° aufweist.
  10. Kraftstoffinjektor (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens zwei Drosselbohrungen (18) zwischen dem Ende der Steigbohrung (9) und dem Ringraum (11) erstrecken, welche sich auf einem Winkel von 180° gegenüberstehen.
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