DE102015226070A1 - Kraftstoffinjektor - Google Patents

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DE102015226070A1
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sleeve
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Peter Baumgartner
Claus Minixhofer
Herbert Lederhilger
Gerald Barth
Markus Preinfalk
Friedrich Kroepl
Kurt Schrattbauer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, für Brennkraftmaschinen mit einem Injektorgehäuse (1), in dem ein Hochdruckraum (5) ausgebildet ist, der mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist und in dem zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Einspritzöffnung (9) eine hubbeweglich angeordnete Düsennadel (6) angeordnet ist. Die Düsennadel (6) wirkt mit einer Stirnseite mit einem Düsenkörpersitz (7) zusammen und steuert dadurch einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum (5) zu wenigstens einer Einspritzöffnung (9). Mit der anderen Stirnseite ist die Düsennadel (6) in einer längsbeweglichen Schalthülse (10, 10‘) aufgenommen, so dass durch diese Schalthülse (10, 10‘) und durch die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel (6) ein Steuerraum (9) begrenzt ist, über den eine hydraulische Schließkraft auf die Düsennadel (6) ausgeübt wird und diese in den Düsenkörpersitz (7) drückt. Außerdem wirkt die Schalthülse (10, 10‘) mit einem Ventilstück (11, 11‘) zusammen, wobei in der Schalthülse (10) eine Ablaufdrossel (20) ausgebildet ist, die einen Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum (9) über einen im Ventilstück (11, 11‘) ausgebildeten Ablaufkanal (23) in einen Niederdruckbereich (21) ermöglicht. Diese Verbindung kann über ein Steuerventil (14) mit dem Steuerraum (9) geöffnet oder geschlossen werden. Des Weiteren liegt die Schalthülse (10, 10‘) an einer Dichtlinie (24, 24‘) in einer oberen Schaltstellung am Ventilstück (11, 11‘) an und bildet somit zwischen dem Ventilstück (11, 11‘) und der Schalthülse (10, 10‘) einen ringförmigen Druckraum (15) aus, der mit dem Hochdruckraum (5) verbunden ist. Darüber hinaus ist eine Feder (18) vorhanden, die eine Kraft auf die Schalthülse (10, 10‘) in Richtung des Ablaufkanals (23) ausübt, wobei der Durchmesser d der kolbenförmigen Düsennadel (6) in der Schalthülse (10, 10‘) größer ist als der Durchmesser a der Dichtlinie (24, 24‘) der Schalthülse (10, 10‘).

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, wie es vorzugsweise zum Kraftstoff-Einspritzen in einen Brennraum von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen verwendet wird.
  • Aus der DE 10 2012 202 549 A1 ist ein Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail Injektor, für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen bekannt, welcher ein Steuerventil, einen Steuerraum und eine Düsennadel aufweist, wobei durch den Druck im Steuerraum eine Schließkraft auf die Düsennadel ausgeübt werden kann und eine Ablaufdrossel und eine Zulaufdrossel für den Steuerraum vorgesehen sind. Das Steuerventil regelt dabei den Durchfluss des Kraftstoffs durch die Ablaufdrossel. Des Weiteren ist ein Steuerkörper vorhanden, welcher eine Sacklochbohrung aufweist, in der ein Ende der Düsennadel geführt ist. Eine erste Stirnseite des Steuerkörpers begrenzt einen ersten Steuerraumteil des Steuerraums und ein zweiter Steuerraumteil des Steuerraums ist von einer Stirnseite des in der Sacklochbohrung geführten Endes der Düsennadel begrenzt. Dabei sind der erste Steuerraumteil und der zweite Steuerraumteil miteinander verbindbar. Die Ablaufdrossel und die Zulaufdrossel führen in den ersten Steuerraumteil. Ist der Steuerkörper in einer oberen Absperrstellung, so sperrt er eine direkte Verbindung zwischen der Ablaufdrossel und der Zulaufdrossel über den ersten Steuerraumteil.
  • Die aus der DE 10 2012 202 549 A1 bekannten Einspritzanordnung verhindert bei Betätigung der Düsennadel einen direkten Kraftstofffluss aus einem Hochdruckbereich in einen Niederdruckbereich. Dieser verdichtete Kraftstoff würde ohne weiteren Nutzen über einen Niederdruckrücklauf in einen Tank eines Kraftfahrzeugs fließen und über eine Hochdruckpumpe wieder zurückgeführt werden. Während des Einspritzvorgangs sperrt deshalb der Steuerkörper die direkte Verbindung zwischen der Ablaufdrossel und der Zulaufdrossel über den ersten Steuerraumteil. Nach Beendigung des Einspritzvorgangs bewegt sich der Steuerkörper wieder in seine Ausgangsposition und gibt die Verbindung zwischen der Ablaufdrossel und der Zulaufdrossel über den ersten Steuerraumteil wieder frei. Im Folgenden wird eine alternative Einspritzanordnung beschrieben, welche ebenfalls die Steuermenge reduziert und damit den Energieverbrauch der gesamten Brennstoffeinspritzanlage verringert.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kraftstoffinjektoren, insbesondere Common-Rail Injektoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf derartige Weise weiterzubilden, dass eine direkte Verbindung zwischen der Ablaufdrossel und der Zulaufdrossel gesperrt ist und somit Steuermengen reduziert werden. Dies führt zu einer höheren Effektivität des gesamten Einspritzsystems.
  • Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil dadurch gelöst, dass das Kraftstoffeinspritzventil ein Injektorgehäuse aufweist, in dem ein Hochdruckraum ausgebildet ist, wobei dieser mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist. In dem Hochdruckraum ist zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Einspritzöffnung eine hubbeweglich angeordnete Düsennadel angeordnet. Diese Düsennadel wirkt mit einer Stirnseite mit einem Düsenkörpersitz zusammen und steuert somit einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum zu der wenigstens einen Einspritzöffnung. Mit dem anderen Ende ist die Düsennadel in einer längsbeweglichen Schalthülse aufgenommen. Durch die Schalthülse und durch die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel ist ein Steuerraum begrenzt, über den eine hydraulische Schließkraft auf die Düsennadel ausgeübt wird und diese in den Düsenkörpersitz drückt. Die Schalthülse wirkt mit einem Ventilstück zusammen, wobei in der Schalthülse eine Ablaufdrossel angeordnet ist, die einen Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum über einen im Ventilstück ausgebildeten Ablaufkanal in einen Niederdruckbereich ermöglicht. Diese Verbindung kann über ein Steuerventil mit dem Steuerraum geöffnet oder geschlossen werden. Zwischen dem Ventilstück und der Schalthülse ist ein ringförmiger Druckraum ausgebildet, der über eine in dem Ventilstück ausgebildete Zulaufdrossel mit dem Hochdruckraum verbunden ist, wobei die Schalthülse an einer Dichtlinie in einer oberen Schaltstellung am Ventilstück anliegt. Weiterhin ist eine Feder vorhanden, welche eine Kraft auf die Schalthülse in Richtung des Ablaufkanals ausübt. Dabei ist der Durchmesser d der kolbenförmigen Düsennadel in der Schalthülse größer als der Durchmesser a der Dichtlinie der Schalthülse. Anders ausgedrückt ist die in Längsrichtung hydraulisch wirksame Fläche der Schalthülse, die vom Druck im ringförmigen Druckraum beaufschlagt ist, größer als die in Längsrichtung hydraulisch wirksame Fläche auf die Schalthülse im Hochdruckraum, wenn der Steuerraum entlastet wird. Durch die Ausbildung der Schalthülse entstehen Druckverhältnisse, die die Schalthülse nur dann in Öffnungsstellung bewegen, wenn der Steuerraum mit unter Hochdruck stehenden Kraftstoff befüllt werden muss. Andernfalls befindet sich die Schalthülse in der oberen Schaltstellung.
  • Weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • In einem ersten vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Schalthülse in dem Ventilstück aufgenommen ist. In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es weiter vorgesehen, dass die Dichtlinie der Schalthülse als Dichtkante ausgebildet ist. Die Dichtkante wird dabei durch eine Verjüngung des dem Niederdruckbereich zugewandten Endbereichs der Schalthülse gebildet. Dies ermöglicht bei Bedarf nicht nur eine Abdichtung des ringförmigen Druckraums vom Niederdruckbereich, sondern auch eine Abdichtung des ringförmigen Druckraums vom Steuerraum.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Position, in welcher der dem Niederdruck zugewandte und sich zu einer Dichtkante verjüngende Endbereich der Schalthülse gegen das Ventilstück drückt, der oberen Schaltstellung entspricht.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Ablaufdrossel in dem dem Niederdruck zugewandten und sich zu einer Dichtkante verjüngenden Endbereich der Schalthülse ausgebildet ist. Dies gewährleistet eine mögliche Entlastung des Steuerraums über den Ablaufkanal in den Niederdruckbereich einer Brennkraftmaschine.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist es vorteilhaft vorgesehen, dass das Ventilstück in der Schalthülse aufgenommen ist.
  • Weiter kann es vorgesehen sein, dass an dem düsenkörpersitzabgewandten Ende des Ventilstücks eine Einformung ausgebildet ist. Weiter kann in vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens in der Einformung der Schalthülse die Ablaufdrossel ausgebildet sein. Somit wird auch in diesem Ausführungsbeispiel bei Bedarf eine Entlastung des Steuerraums zu ermöglichen, gewährleistet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Dichtlinie in dem zweiten Ausführungsbeispiel an der Einformung der Schalthülse ausgebildet ist. Auch dieses zweite Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ermöglicht bei Bedarf eine Trennung zwischen dem ringförmigen Druckraum und dem Niederdruckbereich bzw. dem Steuerraum.
  • In konstruktiver Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Position der Schalthülse, in welcher die Einformung der Schalthülse mit ihrer Dichtlinie an dem Ventilstück anliegt, der oberen Schaltstellung der Schalthülse entspricht. Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Schalthülse in der oberen Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Druckraum und dem Niederdruckbereich sperren kann. Dies gewährleistet eine kontrollierte Steuermenge und unterbindet ein nicht erwünschtes Kraftstoffabfließen aus der Zulaufdrossel direkt über den Ablaufkanal in den Niederdruckbereich. Dies führt zu einem niedrigeren Energieverbrauch der gesamten Brennstoffeinspritzanlage.
  • In konstruktiver Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Feder eine Rückstellkraft auf die Düsennadel in Richtung des Düsenkörpersitzes ausübt. Diese Kraftbeaufschlagung der Düsennadel ermöglicht ein Schließen der mindestens einen Einspritzöffnung bei möglichen Unterbrechungen der Ansteuerung der Düsennadel und verhindert somit ein unerwünschtes Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass die Feder im Steuerraum angeordnet ist. Dies ermöglicht eine platzsparende Anordnung der Feder, welche von der Steuerhülse umgeben ist und damit keinen weiteren Platz im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors einnimmt. Des Weiteren lässt sich das Konzept der Steuerhülse und der Feder problemlos in bereits bestehende Kraftstoffinjektor-Konzepte integrieren.
  • Zeichnung
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
  • Diese zeigen in:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor,
  • 2 einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich einer Einrichtung, welche durch die Schalthülse ausgezeichnet ist,
  • 3(a) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in der oberen Schaltstellung befindet und das Steuerventil und die Düsennadel geschlossen sind,
  • 3(b) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in der oberen Schaltstellung befindet, das Steuerventil und die Düsennadel geöffnet sind,
  • 3(c) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in der oberen Schaltstellung befindet, das Steuerventil geschlossen und die Düsennadel geöffnet ist,
  • 3(d) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in Richtung Brennraum bewegt, das Steuerventil geschlossen und die Düsennadel geöffnet ist,
  • 3(e) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in Öffnungsstellung befindet, das Steuerventil und die Düsennadel geschlossen sind,
  • 3(f) einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1 im Bereich der Schalthülse, wobei sich die Schalthülse in der oberen Schaltstellung befindet, das Steuerventil und die Düsennadel geschlossen sind,
  • 4 einen Abschnitt I des Kraftstoffinjektors gemäß der 1, wobei ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schalthülse dargestellt ist.
  • Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Kraftstoffinjektor im Längsschnitt, insbesondere einen Common-Rail Injektor, welcher ein Injektorgehäuse 1 aufweist, das einen Haltekörper 2 und einen Düsenkörper 3 umfasst, die mittels einer Spannmutter 4 druckdicht miteinander verbunden sind. Innerhalb des Injektorgehäuses 1 ist ein Hochdruckraum 5 ausgebildet, welcher beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher über eine Hochdruckleitung 13 verbunden und so mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff befüllbar ist. Im Hochdruckraum 5 ist eine Düsennadel 6 längsverschiebbar angeordnet, die mit ihrer brennraumnahen Stirnseite mit einem Düsenkörpersitz 7 zusammenwirkt und dadurch den Kraftstofffluss durch mindestens eine im Düsenkörper 3 ausgebildete Einspritzöffnung 8 steuert. Zur weiteren Beschreibung wird auch auf 2 verwiesen, die eine Vergrößerung des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffinjektors im oberen Bereich darstellt, welcher als Abschnitt I bezeichnet ist. Das düsenkörpersitzabgewandte Ende der Düsennadel 6 ist in einer Schalthülse 10 aufgenommen, wobei diese Schalthülse 10 in eine Sacklochbohrung 26 eines Ventilstücks 11 eintaucht, das einen weiteren Bestandteil des Injektorgehäuses 1 bildet. Die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 6 und die Schalthülse 10 begrenzen einen Steuerraum 9. An dem brennraumabgewandten Ende der Düsennadel 6, im Steuerraum 9, ist eine Feder 18 angeordnet, welche sich sowohl an der düsenkörpersitzabgewandten Stirnseite der Düsennadel 6 als auch an der Schalthülse 10 abstützt. Die Feder 18 ist unter Druckvorspannung angeordnet und drückt die Düsennadel 6 in Richtung des Düsenkörpersitzes 7, wobei bei Anlage der Düsennadel 6 auf dem Düsenkörpersitz 7 ein Kraftstofffluss vom Hochdruckraum 5 über die wenigstens eine Einspritzöffnung 8 in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gesperrt ist. Außerdem liegt der dem Niederdruck zugewandte und sich zu einer Dichtlinie 24, hier als Dichtkante 24 ausgebildet, verjüngende Endbereich der Schalthülse 10 in einer ersten Schaltstellung am Ventilstück 11 an und wird durch die Feder 18 gegen das Ventilstück 11 gedrückt. Die Dichtkante 24 kann alternativ auch am Ventilstück 11 ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Feder 18 im Hochdruckraum 5 anzuordnen, die sich dann an einem an der Düsennadel 6 ausgebildeten Absatz abstützt. Sowohl die Düsennadel 6 als auch die Schalthülse 10 sind dann in gleicher Weise kraftbeaufschlagt. Eine in der Schalthülse 10 ausgebildete Ablaufdrossel 20 verbindet den Steuerraum 9 über einen in dem Ventilstück 11 und dem Injektorgehäuse 1 ausgebildeten Ablaufkanal 23 mit einem Niederdruckbereich 21, wobei der Ablaufkanal 23 über ein Steuerventil 14 geöffnet oder geschlossen werden kann. Im Ablaufkanal 23 ist eine weitere Drossel ausbildbar, mit welcher größere Durchflüsse als mit der Ablaufdrossel 20 erreicht werden können. Außerdem ist die Drossel des Ablaufkanals 23 mit der Zulaufdrossel 19 abgestimmt. Das Steuerventil 14 wird beispielsweise durch einen Elektromagneten gesteuert, wobei auch andere elektrische Aktoren verwendet werden können. Kraftstoff, welcher aus dem Hochdruckbereich in den Niederdruckbereich 21 abgeflossen ist, wird über eine Niederdruckleitung 16 in einen Tank 17 zurückgeleitet und kann mittels einer Pumpe über einen Hochdruckspeicher wieder zurück in den Kraftstoffinjektor gefördert werden. Das Ventilstück 11 und die Schalthülse 10 begrenzen einen ringförmigen Druckraum 15, welcher über eine Zulaufdrossel 19 mit dem Hochdruckraum 6 verbunden ist. Alternativ zu diesem Ausführungsbeispiel kann auch eine untere Schaltstellung der Schalthülse 10 vorgesehen sein, wobei die Schalthülse dann an einem an der Düsennadel 6 ausgebildeten Absatz 25 in Öffnungsstellung zur Anlage kommt.
  • Funktionsweise des Kraftstoff-Einspritzventils
  • Vor dem Einspritzvorgang befindet sich der Kraftstoffinjektor in dem in 3(a) gezeigten Zustand. Dabei ist das Steuerventil 14 geschlossen und der dem Niederdruck zugewandte und sich zu einer Dichtkante 24 verjüngende Endbereich der Schalthülse 10 sitzt am Ventilstück 11 auf, wodurch die Verbindung zwischen der Ablaufdrossel 20 und dem Ablaufkanal 23 einerseits und der Zulaufdrossel 19 andererseits gesperrt ist. Im ringförmigen Druckraum 15 und im Steuerraum 9 herrscht derselbe Druck wie im Hochdruckraum 5. Zur Kraftstoff-Einspritzung wird, wie in 3(b) gezeigt, das Steuerventil 14 geöffnet, wodurch Kraftstoff aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Steuerraum 9 und dem Ablaufkanal 23 aus dem Steuerraum 9 über die Ablaufdrossel 20 der Schalthülse 10 und den Ablaufkanal 23 in den Niederdruckbereich 21 abfließt. Der sinkende Druck im Steuerraum 9 führt zu einer hydraulischen Kraftverminderung auf die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 6. Es überwiegen jetzt die hydraulischen Kräfte auf die Düsennadel 6 im Hochdruckraum 5, die der Schließkraft der Feder 18 entgegenwirken. Dadurch hebt die Düsennadel 6 von dem Düsenkörpersitz 7 ab und gibt die mindestens eine Einspritzöffnung 8 frei, wodurch Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 5 in den Brennraum der Brennkraftmaschine fließen kann. Um den Einspritzvorgang zu beenden, wird das Steuerventil 14 wieder geschlossen (siehe 3(c)). In den Steuerraum 9 strömt jedoch noch kein unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus der Zulaufdrossel 19 ein, da die Schalthülse den Zugang versperrt. Es kommt lediglich zu einem Druckausgleich zwischen dem Ablaufkanal 23 und dem Steuerraum 9 aufgrund der zuvor herrschenden Druckdifferenz durch die Ablaufdrossel 20, wie in 3(d) dargestellt. Wäre der Durchmesser a der Dichtkante 24 der Schalthülse 10 gleich groß wie der Durchmesser d der Düsennadel 6, wäre die Schalthülse in Längsrichtung kraftausgeglichen. Der Durchmesser d der Düsennadel 6 ist jedoch größer als der Durchmesser a der Dichtkante 24 der Schalthülse 10 und somit ist die in Längsrichtung hydraulisch wirksame Fläche der Schalthülse im ringförmigen Druckraum 15 größer als die in Längsrichtung hydraulisch wirksame Fläche auf die Schalthülse 10 im Hochdruckraum 5, da der Steuerraum 9 entlastet wurde. Die nun gegebenen Druckverhältnisse drücken die Schalthülse 10 in Richtung des Düsenkörpersitzes (siehe 3(e)). Dabei hebt der dem Niederdruck zugewandte Endbereich der Schalthülse 10 mit der Dichtkante 24 vom Ventilstück 11 ab und ermöglicht einen Druckausgleich zwischen dem ringförmigen Druckraum 15 und dem Ablaufkanal 23 bis zum verschlossenen Steuerventil 14 einerseits und zwischen dem ringförmigen Druckraum 15 und dem Steuerraum 9 über die Ablaufdrossel 20 andererseits. Der Druckaufbau im Steuerraum 9 führt mit Hilfe der Federkraft dazu, dass sich die Düsennadel 6 in Richtung des Düsenkörpersitzes 7 bewegt und damit die wenigstens eine Einspritzöffnung 8 schließt. Außerdem bewirkt die Federkraft zusammen mit den jetzt herrschenden Druckverhältnissen auch eine Rückbewegung der Schalthülse 10 in ihre Ausgangsposition, wobei der dem Niederdruck zugewandte Endbereich der Schalthülse 10 wieder an dem Ventilstück 11 aufsitzt und somit eine direkte Verbindung zwischen der Ablaufdrossel 20, dem Ablaufkanal 23 und der Zulaufdrossel 19 sperrt. Es herrschen nun wieder die gleichen Druckverhältnisse wie vor Beginn der Einspritzung, wie in 3(f) dargestellt.
  • In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors dargestellt, wobei sich dieses Ausführungsbeispiel nur in der Ausgestaltung der Schalthülse 10‘ und des Ventilstücks 11‘ unterscheidet. Am Ventilstück 11‘ sind hier zwei zylinderförmige Elemente 28 in Richtung eines Düsenkörpersitzes 7 ausgebildet, wobei durch diese Anfügung ein Ablaufkanal 23 verlängert wird. Die Schalthülse 10‘ ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder mit einer im Inneren des Hohlzylinders ausgebildeten Einformung 27, welche eine Ablaufdrossel 20 bildet, dargestellt. Dabei tauchen sowohl die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 6 als auch die zylinderförmigen Elemente 28 des Ventilstücks 11‘ in die Schalthülse 10‘ ein. Die zylinderförmigen Elemente 28 des Ventilstücks 11‘ und die Schalthülse 10‘ begrenzen einen ringförmigen Druckraum 15, welcher über eine in der Schalthülse 10‘ ausgebildete Zulaufdrossel 19 mit dem Hochdruckraum 5 verbunden ist. Die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel 6 und die Schalthülse 10‘ bilden einen Steuerraum 9, welcher über die in der Einformung 27 der Schalthülse 10‘ gebildete Ablaufdrossel 20 und über den Ablaufkanal 23 im Ventilstück 11‘ mit einem Niederdruckbereich 21 verbindbar ist. Eine im Steuerraum 9 angeordnete Feder 18 drückt die Düsennadel 6 in Schließstellung in den Düsenkörpersitz 7. Die Schalthülse 10‘ erfährt durch dieselbe Feder 18 eine Kraftbeaufschlagung in Richtung des Ventilstücks 11‘, wodurch die Einformung 27 an einer Dichtlinie 24‘ an den beiden zylinderförmigen Elemente 28 des Ventilstücks 11‘ anliegt. Die Funktionsweise der in diesem Ausführungsbeispiel vorgestellten Schalthülse 10‘ erfolgt analog zu der im ersten Ausführungsbeispiel vorgestellten Schalthülse 10. Bei Betätigung des Steuerventils 14 wird ebenfalls durch unterschiedliche Druckverhältnisse eine Längsbewegung der Schalthülse 10‘ ermöglicht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012202549 A1 [0002, 0003]

Claims (13)

  1. Kraftstoffinjektor, insbesondere Common-Rail-Injektor, für Brennkraftmaschinen mit einem Injektorgehäuse (1), in dem ein Hochdruckraum (5) ausgebildet ist, der mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllbar ist und in dem zum Öffnen und Schließen wenigstens einer Einspritzöffnung (9) eine hubbeweglich angeordnete Düsennadel (6) angeordnet ist, welche auf einer Stirnseite mit einem Düsenkörpersitz (7) zusammenwirkt und dadurch einen Kraftstofffluss aus dem Hochdruckraum (5) zu wenigstens einer Einspritzöffnung (9) steuert und welche mit der anderen Stirnseite in einer längsbeweglichen Schalthülse (10, 10‘) aufgenommen ist, so dass durch diese Schalthülse (10, 10‘) und durch die düsenkörpersitzabgewandte Stirnseite der Düsennadel (6) ein Steuerraum (9) begrenzt ist, über den eine hydraulische Schließkraft auf die Düsennadel (6) ausgeübt wird und diese in den Düsenkörpersitz (7) drückt, wobei die Schalthülse (10, 10‘) mit einem Ventilstück (11, 11‘) zusammenwirkt und in der Schalthülse (10) eine Ablaufdrossel (20) ausgebildet ist, die einen Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum (9) über einen im Ventilstück (11, 11‘) ausgebildeten Ablaufkanal (23) in einen Niederdruckbereich (21) ermöglicht, wobei die Verbindung über ein Steuerventil (14) mit dem Steuerraum (9) geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei die Schalthülse (10, 10‘) an einer Dichtlinie (24, 24‘) in einer oberen Schaltstellung am Ventilstück (11, 11‘) anliegt und wobei zwischen dem Ventilstück (11, 11‘) und der Schalthülse (10, 10‘) ein ringförmiger Druckraum (15) ausgebildet ist, der mit dem Hochdruckraum (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (18) vorhanden ist, die eine Kraft auf die Schalthülse (10, 10‘) in Richtung des Ablaufkanals (23) ausübt, wobei der Durchmesser d der kolbenförmigen Düsennadel (6) in der Schalthülse (10, 10‘) größer ist als der Durchmesser a der Dichtlinie (24, 24‘) der Schalthülse (10, 10‘).
  2. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (10) in dem Ventilstück (11) aufgenommen ist.
  3. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlinie (24) der Schalthülse (10) als Dichtkante ausgebildet und dadurch gebildet ist, dass sich der dem Niederdruckbereich (21) zugewandte Endbereich der Schalthülse (10) verjüngt.
  4. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Schalthülse (10), in welcher der dem Niederdruck zugewandte und sich zu einer Dichtkante (24) verjüngende Endbereich der Schalthülse (10) gegen das Ventilstück (11) drückt, der oberen Schaltstellung der Schalthülse (10) entspricht.
  5. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Niederdruckbereich zugewandten und sich zu einer Dichtkante (24) verjüngenden Endbereich der Schalthülse (10) die Ablaufdrossel (20) ausgebildet ist.
  6. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück (11‘) in der Schalthülse (10‘) aufgenommen ist.
  7. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schalthülse (10‘) am düsenkörpersitzzugewandten Ende des Ventilstücks (11‘) eine Einformung (27) ausgebildet ist.
  8. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einformung (27) der Schalthülse (10‘) die Ablaufdrossel (20) ausgebildet ist.
  9. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einformung (27) der Schalthülse (10‘) die Dichtlinie (24‘) ausgebildet ist.
  10. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Schalthülse (10‘), in welcher die Einformung (27) der Schalthülse (10‘) mit ihrer Dichtlinie (24‘) an dem Ventilstück (11‘) anliegt, der oberen Schaltstellung der Schalthülse (10‘) entspricht.
  11. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthülse (10, 10‘) in der oberen Schaltstellung eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Druckraum (15) und dem Niederdruckbereich (21) sperrt.
  12. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (18) eine Rückstellkraft auf die Düsennadel (6) in Richtung des Düsenkörpersitzes (7) ausübt.
  13. Kraftstoffinjektor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (18) im Steuerraum (9) angeordnet ist.
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