DE10036578A1

DE10036578A1 - Fuel injection unit for internal combustion engine has slide valve formed by cylindrical end section of control valve element and constructed as throttling section and protruding into first overflow oil chamber

Info

Publication number: DE10036578A1
Application number: DE2000136578
Authority: DE
Inventors: Achim Brenk; Wolfgang Klenk; Uwe Gordon; Manfred Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-07
Also published as: JP2002054523A; EP1176306A2; EP1176306A3

Abstract

The fuel injection unit for an internal combustion engine includes a piston-type valve element (42) installed in a bore (43) in the control valve body (41), forming a first valve to connect two pressure chambers (60,62). A second valve is constructed as a slide valve formed by a cylindrical end section of the valve element constructed as a throttling section and protruding into a first overflow oil chamber (59). The throttling section dips into the bore in the control valve body during an opening movement of the valve element after a part of the overall stroke.

Description

State of the art

Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen aus, wie es aus der Offenlegungsschrift DE 43 41 545 A1 bekannt ist. Bei einem solchen Kraftstoff einspritzsystem wird aus einem Kraftstofftank mittels einer Hochdruckpumpe Kraftstoff in einen Hochdrucksammelraum ge fördert, wo ein vorgegebener Kraftstoffhochdruck aufrechter halten wird. Der Hochdrucksammelraum ist über Hochdrucklei tungen mit wenigstens einem Kraftstoffeinspritzventil ver bunden, durch das Kraftstoff in den Brennraum der Brenn kraftmaschine eingespritzt werden kann. Die Einspritzventile sind dabei so ausgeführt, daß sie bei einem bestimmten an liegenden Öffnungsdruck in der Kraftstoffzuleitung öffnen, Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einsprit zen und beim Unterschreiten dieses Öffnungsdrucks wieder schließen. Um die einzelnen Einspritzungen zu steuern, ist in der Hochdruckleitung zwischen dem Hochdrucksammelraum und dem Kraftstoffeinspritzventil ein Steuerventil angeordnet. Das Steuerventil wird elektrisch betrieben und öffnet oder schließt die Verbindung vom Hochdrucksammelraum zum Kraft stoffeinspritzventil. Dadurch gibt das Steuerventil den Zeitpunkt der Einspritzung und über die Dauer der Einsprit zung auch die Einspritzmenge des Kraftstoffs vor. Darüber hinaus kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Steuer ventils auch eine Einspritzverlaufsformung erreicht werden.The invention relates to a fuel injection system for Internal combustion engines from, as it is from the published application DE 43 41 545 A1 is known. With such a fuel injection system is made from a fuel tank by means of a High-pressure pump fuel into a high-pressure plenum promotes where a given high fuel pressure maintains will hold. The high pressure plenum is via high pressure le lines with at least one fuel injector bound by the fuel in the combustion chamber of the combustion engine can be injected. The injectors are designed so that they are at a certain open the opening pressure in the fuel supply line, Inject fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine zen and when the pressure drops below this conclude. To control the individual injections is in the high pressure line between the high pressure plenum and a control valve is arranged in the fuel injection valve. The control valve is operated electrically and opens or closes the connection from the high-pressure plenum to the power material injection valve. This gives the control valve Time of injection and the duration of the injection the injection quantity of the fuel. About that can also by appropriate control of the tax Valve injection molding can also be achieved.

Das Steuerventil besteht dabei aus einem Steuerventilkörper, in dem eine Bohrung ausgebildet ist, in welcher Bohrung ein kolbenförmiges Ventilglied längsverschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Wand der Bohrung und einer Ringnut im Ventil glied ist ein erster Druckraum im Steuerventilkörper ausge bildet, der mit dem Hochdrucksammelraum verbunden ist. In ähnlicher Art und Weise ist axial zum ersten Druckraum ver setzt ein zweiter Druckraum im Steuerventilkörper ausgebil det, der über einen Zulaufkanal mit dem Kraftstoffeinspritz ventil verbunden ist. Zwischen beiden Druckräumen ist an der Wand der Bohrung ein Ventilsitz ausgebildet, der mit einer am Ventilglied ausgebildeten Ventildichtfläche zusammen wirkt, so daß durch eine Längsbewegung des Ventilgliedes in der Bohrung die beiden Druckräume verbindbar sind und so ein erstes Ventil gebildet ist. Das Ventilglied wird dabei di rekt durch einen Elektromagneten bewegt. An der dem ersten Druckraum abgewandten Seite des zweiten Druckraums ist ein weiterer zweiter Ringsteg am Ventilglied ausgebildet, der mit seiner Stirnseite mit einem Flachventilsitz unter Bil dung eines zweiten Ventils zusammenwirkt. An diesen zweiten Ringsteg schließt sich ein zylinderförmiger Bereich des Ven tilgliedes an, wobei der Ringraum zwischen dem zylinderför migen Abschnitt des Ventilglieds und der Wand der Bohrung mit einem Leckölraum verbunden ist. Bei der Öffnungshubbewe gung des Ventilglieds hebt die Ventildichtfläche des ersten Ringstegs vom Ventilsitz ab und verbindet so den ersten Druckraum mit dem zweiten Druckraum. Zu Beginn der Öffnungs hubbewegung ist jedoch der zweite Druckraum über den Spalt zwischen dem zweiten Ringsteg und der Wand der Bohrung mit dem Leckölraum verbunden, so daß der Druckanstieg im zweiten Druckraum und somit auch im Kraftstoffeinspritzventil nur langsam erfolgt und so eine Einspritzverlaufsformung erreicht werden kann. Am Ende der Öffnungshubbewegung des Ven tilgliedes kommt der zweite Ringsteg am Flachventilsitz zur Anlage und unterbricht die Verbindung des zweiten Druckraums zum Leckölraum, so daß der volle Druck der Kraftstoffzulei tung am Einspritzventil anliegt. Bei der Schließbewegung des Steuerventilglieds wird entsprechend zuerst der zweite Druckraum mit dem Leckölraum verbunden, ehe der erste Ring steg mit seiner Ventildichtfläche am ersten Ventilsitz zur Anlage kommt. Hierdurch erhält man einen steileren und ge nauer definierten Abfall des Drucks im zweiten Druckraum und damit ein genauer definiertes und sauberes Ende der Ein spritzung.The control valve consists of a control valve body, in which a hole is formed, in which hole a piston-shaped valve member is arranged to be longitudinally displaceable. Between the wall of the bore and an annular groove in the valve member is a first pressure chamber out in the control valve body forms, which is connected to the high-pressure plenum. In A similar way is axially ver to the first pressure chamber sets a second pressure chamber in the control valve body det that via an inlet channel with the fuel injection valve is connected. Is between the two pressure rooms Wall of the bore formed a valve seat with a formed on the valve member valve sealing surface together acts so that by a longitudinal movement of the valve member in the bore, the two pressure chambers are connectable and so first valve is formed. The valve member is di moved right by an electromagnet. On the first Side of the second pressure chamber facing away from the pressure chamber is a formed further second ring land on the valve member, the with its end face with a flat valve seat under Bil a second valve cooperates. On this second one Ring bridge closes a cylindrical area of the ven tilliedes, with the annular space between the zylindför section of the valve member and the wall of the bore is connected to a leakage oil chamber. With the opening stroke movement tion of the valve member lifts the valve sealing surface of the first Ring web from the valve seat and thus connects the first Pressure room with the second pressure room. At the beginning of the opening stroke movement is, however, the second pressure chamber across the gap between the second ring land and the wall of the bore connected to the oil leakage chamber, so that the pressure increase in the second Pressure chamber and therefore only in the fuel injector takes place slowly and thus an injection curve is achieved can be. At the end of the opening stroke movement of the Ven The second ring bar on the flat valve seat comes to the bottom System and interrupts the connection of the second pressure chamber to the oil leakage chamber so that the full pressure of the fuel supply device on the injection valve. When closing the Accordingly, the control valve member first becomes the second Pressure chamber connected to the drain oil chamber before the first ring web with its valve sealing surface on the first valve seat Facility is coming. This gives you a steeper and ge more precisely defined drop in pressure in the second pressure chamber and thus a more precisely defined and clean end of the one injection.

Das bekannte Kraftstoffeinspritzsystem weist dabei jedoch den Nachteil auf, daß in der Bohrung zwei Ventilsitze ausge bildet werden müssen und entsprechend am Ventilglied zwei Ventildichtflächen. Dies ist aufwendig und damit kostenin tensiv.However, the known fuel injection system has the disadvantage that two valve seats in the bore must be formed and two accordingly on the valve member Valve sealing surfaces. This is complex and therefore costly intensive.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß in der Bohrung nur ein Ventilsitz und am Ventilglied nur eine mit dem Ventilsitz zusammenwirkende Ventildichtfläche ausgebildet werden muß. An dem dem ersten Druckraum abgewandten Ende des Ventilglieds ist ein Dros selabschnitt ausgebildet, der bei geschlossenem Steuerventil aus der Bohrung heraus in einen ersten Leckölraum ragt. Der erste Leckölraum ist dabei beispielsweise über Ausnehmungen am Ventilglied mit dem zweiten Druckraum verbunden. Bei der Öffnungshubbewegung des Steuerventilglieds taucht der Dros selabschnitt in die Bohrung ein und unterbricht so nach Durchfahren eines Absteuerhubs die Verbindung des zweiten Druckraums mit dem Leckölraum. Da der Drosselabschnitt in den Leckölraum über den Steuerventilkörper hinaus ragt, kann der Steuerventilkörper und damit das gesamte Steuerventil entsprechend kompakt gebaut werden.The fuel injection system according to the invention with the kenn drawing features of claim 1 has in contrast the advantage that only one valve seat in the bore and Valve member only one interacting with the valve seat Valve sealing surface must be formed. On the first End of the valve member facing away from the pressure chamber is a Dros sel section formed when the control valve is closed protrudes out of the hole into a first leak oil chamber. The The first leak oil chamber is, for example, via recesses connected to the second pressure chamber on the valve member. In the The Dros plunges the opening stroke movement of the control valve member sel section into the hole and thus interrupts Passing one control stroke the connection of the second Pressure chamber with the leak oil chamber. Since the throttle section in the leakage oil space protrudes beyond the control valve body the control valve body and thus the entire control valve be built accordingly compact.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung, ist die Verbindung des zweiten Druckraums zum Leckölraum durch Ausnehmungen am Ventilglied ausgebildet, die gleichmäßig über den Umfang des Ventilglieds verteilt sind. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise jeder gewünsch te Querschnitt der Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum und dem Leckölraum einstellen, wobei der Querschnitt der Verbindung die Steilheit des Druckabfalls beim Schließen des Steuerventils bestimmt.In a first advantageous embodiment of the object of the invention, is the connection of the second pressure chamber to Leakage oil chamber formed by recesses on the valve member, which are evenly distributed over the circumference of the valve member are. In this way, everyone can be desired easily te cross section of the connection between the second pressure chamber and the leakage oil space, the cross section of the Connection the steepness of the pressure drop when closing the Control valve determined.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen dem Drosselabschnitt und den Ausnehmungen am Ventilglied ei ne am Ventilglied umlaufende Ringnut ausgebildet. Hierdurch wird der Kraftstofffluß aus dem zweiten Druckraum zum Leckölraum, der über die Ausnehmungen am Ventilglied vorbei fließt, wieder gleichmäßig über den Umfang des Ventilgliedes verteilt, was eine gleichmäßige Strömung des Kraftstoffs in den Leckölraum sicherstellt.In a further advantageous embodiment, between the throttle section and the recesses on the valve member ei ne circular groove formed on the valve member. hereby the fuel flow from the second pressure chamber to Leakage oil chamber that passes over the recesses at the valve member flows, again evenly over the circumference of the valve member distributed what a smooth flow of fuel in ensures the leakage oil chamber.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegen standes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous configurations of the counter State of the invention are the drawing, the description and the patent claims.

drawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems dargestellt. Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau des gesamten Kraftstoffein spritzsystems, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfin dungsgemäße Steuerventil, Fig. 3 eine Vergrößerung von Fig. 2 im Bereich des Steuerventilglieds, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Steuerventilglieds und die Fig. 5a bis 5e verschiedene Ausführungsbeispiele von Steu erventilgliedern in einer. Schnittansicht entlang der Linie V-V der Fig. 3 beziehungsweise Fig. 4.In the drawing, an embodiment of an inventive fuel injection system is shown. Fig. 1 shows the schematic structure of the entire fuel injection system, Fig. 2 shows a longitudinal section through the control valve according to the inven tion, Fig. 3 is an enlargement of Fig. 2 in the area of the control valve member, Fig. 4 shows another embodiment of a control valve member and Fig. 5a to 5e different embodiments of control valve members in one. 3 or 4. Sectional view along the line VV of FIG. 3 or FIG. 4.

Description of the embodiment

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau des Kraftstoffein spritzsystems dargestellt. Ein Kraftstofftank 1 ist über ei ne Kraftstoffleitung 3 mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe 5 verbunden, die Kraftstoff unter hohem Druck über eine Hoch druckleitung 7 in einen Hochdrucksammelraum 10 fördert. Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Regeleinrichtung wird im Hochdrucksammelraum 10 ein vorgegebenes Kraftstoff druckniveau aufrechterhalten. Vom Hochdrucksammelraum 10 führen vier Hochdruckleitungen 12 zu jeweils einem Kraft stoffeinspritzventil 15, wobei in der Hochdruckleitung 12 ein Steuerventil 40 angeordnet ist, das als 3/2-Wegeventil dient und das das Kraftstoffeinspritzventil 15 entweder mit dem Hochdrucksammelraum 10 oder mit einer Leckölleitung 14 verbindet, welche Leckölleitung 14 über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Leckölsystem mit dem Kraftstofftank 1 verbunden ist. Die Kraftstoffeinspritzventile 15 sind iden tisch aufgebaut, und in der Fig. 1 ist deshalb nur ein Kraftstoffeinspritzventil exemplarisch näher dargestellt. In einem Ventilkörper 17, dessen eines Ende bis in einen Brenn raum 25 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine ragt, ist eine Ventilbohrung 18 ausgebildet, in der eine Ventilnadel 19 längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventil nadel 19 ist in einem brennraumabgewandten Abschnitt dich tend in der Ventilbohrung 18 geführt und verjüngt sich unter Bildung einer Druckschulter 20 dem Brennraum 25 zu. Am brennraumseitigen Ende der Ventilnadel 19 ist eine Ventil dichtfläche 33 ausgebildet, die mit einem am brennraumseiti gen Ende der Ventilbohrung 18 ausgebildeten Ventilsitz 31 zusammenwirkt. Im Ventilsitz 31 ist wenigstens eine Ein spritzöffnung 24 ausgebildet, die die Ventilbohrung 18 mit dem Brennraum 25 der Brennkraftmaschine verbindet.In Fig. 1 the structure of the Spritzein injection system is shown schematically. A fuel tank 1 is connected via ei ne fuel line 3 to a high-pressure fuel pump 5 which conveys fuel under high pressure via a high-pressure line 7 into a high-pressure plenum 10 . Via a control device, not shown in the drawing, a predetermined fuel pressure level is maintained in the high-pressure plenum 10 . From the high-pressure manifold 10 , four high-pressure lines 12 each lead to a fuel injection valve 15 , a control valve 40 being arranged in the high-pressure line 12 , which serves as a 3/2-way valve and which connects the fuel injection valve 15 either to the high-pressure manifold 10 or to a leak oil line 14 , which leak oil line 14 is connected to the fuel tank 1 via a leak oil system, not shown in the drawing. The fuel injection valves 15 are constructed identically, and in FIG. 1, therefore, only one fuel injection valve is shown as an example. In a valve body 17 , one end of which protrudes into a combustion chamber 25 of an internal combustion engine, not shown, a valve bore 18 is formed, in which a valve needle 19 is arranged to be longitudinally displaceable. The valve needle 19 is guided in a section facing away from the combustion chamber in the valve bore 18 and tapers towards the combustion chamber 25 , forming a pressure shoulder 20 . At the combustion chamber end of the valve needle 19 , a valve sealing surface 33 is formed, which cooperates with a valve seat 31 formed at the combustion chamber side end of the valve bore 18 . In the valve seat 31 , at least one injection opening 24 is formed, which connects the valve bore 18 with the combustion chamber 25 of the internal combustion engine.

Am brennraumabgewandten Ende der Ventilnadel 19 ist im Ven tilkörper 17 ein Federraum 27 ausgebildet, in dem eine Feder 28 unter Vorspannung angeordnet ist, die die Ventilnadel 19 mit der Ventildichtfläche 33 gegen den Ventilsitz 31 preßt. Durch eine radiale Erweiterung der Ventilbohrung 18 ist im Ventilkörper 17 ein Hochdruckraum 22 ausgebildet, der über einen Zulaufkanal 21 mit der Hochdruckleitung 12 verbunden ist und der sich die Ventilnadel 19 umgebend bis zum Ventil sitz 31 erstreckt. Wird Kraftstoff über die Hochdruckleitung 12 in den Hochdruckraum 22 eingeführt, so ergibt sich eine hydraulische Kraft auf die Druckschulter 20, die der Kraft der Feder 28 entgegen gerichtet ist. Bei einem bestimmten Öffnungsdruck übersteigt die hydraulische Kraft auf die Druckschulter 20 die Kraft der Feder 28 und die Ventilnadel 19 bewegt sich vom Brennraum weg und gibt die Einspritzöff nungen 24 frei, so daß Kraftstoff in den Brennraum 25 der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Der dabei in den Fe derraum 27 an der Ventilnadel 19 vorbei fließende Kraftstoff wird über eine Leckölleitung 29 abgeführt. Die Einspritzung wird dadurch beendet, daß die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird und somit der Kraftstoffdruck im Hochdruckraum 22 unter den Öffnungsdruck abfällt und die Ventilnadel 19 durch die Kraft der Feder 28 zurück in die Schließstellung bewegt wird.At the end of the valve needle 19 facing away from the combustion chamber, a spring chamber 27 is formed in the valve body 17 in Ven, in which a spring 28 is arranged under prestress, which presses the valve needle 19 with the valve sealing surface 33 against the valve seat 31 . A radial expansion of the valve bore 18 forms a high-pressure chamber 22 in the valve body 17 , which is connected to the high-pressure line 12 via an inlet channel 21 and which extends around the valve needle 19 to the valve seat 31 . If fuel is introduced into the high-pressure chamber 22 via the high-pressure line 12 , there is a hydraulic force on the pressure shoulder 20 which is directed counter to the force of the spring 28 . At a certain opening pressure, the hydraulic force on the pressure shoulder 20 exceeds the force of the spring 28 and the valve needle 19 moves away from the combustion chamber and releases the injection openings 24 , so that fuel is injected into the combustion chamber 25 of the internal combustion engine. The fuel flowing into the Fe derraum 27 past the valve needle 19 is discharged via a leak oil line 29 . The injection is ended in that the fuel supply is interrupted and thus the fuel pressure in the high-pressure chamber 22 drops below the opening pressure and the valve needle 19 is moved back into the closed position by the force of the spring 28 .

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Steuerventil 40 und Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Fig. 2 im Bereich des Ventilglieds 42. In einem Steuerventilkörper 41 ist eine Bohrung 43 ausgebildet, die an einem Ende in einen ersten Leckölraum 59 mündet. Der erste Leckölraum 59 ist in einem Anschlußkörper 47 ausgebildet, der gegen den Steuer ventilkörper 41 verspannt ist und der an einen Leckölanschluß 58 angeschlossen ist, über den der erste Leckölraum 59 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Leckölsy stem verbunden ist. Am anderen Ende wird die Bohrung 43 durch einen Drosselkörper 51 begrenzt, in dem eine Ablauf drossel 54 ausgebildet ist, die die Bohrung 43 mit einem zweiten Leckölraum 50 verbindet, welcher zweite Leckölraum 50 ebenfalls mit dem Leckölsystem verbunden ist. Die Ablauf drossel 54 ist durch eine Dichtkugel 52 verschließbar, wel che Dichtkugel 52 mit einem Magnetanker 48 eines Elektroma gneten verbunden ist. Durch geeignetes Bestromen des Elek tromagneten wird die Dichtkugel 52 entweder gegen das dem Ventilglied 42 abgewandte Ende der Ablaufdrossel 54 gepreßt oder durch eine entsprechende Hubbewegung von der Ablauf drossel abgehoben, so daß die Verbindung der Bohrung 43 mit dem zweiten Leckölraum 50 elektrisch gesteuert werden kann. FIG. 2 shows a longitudinal section through the control valve 40 and FIG. 3 shows an enlarged illustration of FIG. 2 in the region of the valve member 42 . A bore 43 is formed in a control valve body 41 and opens at one end into a first leak oil chamber 59 . The first leakage oil chamber 59 is formed in a connecting body 47 which is braced against the control valve body 41 and which is connected to a leakage oil connection 58 via which the first leakage oil chamber 59 is connected to a leakage oil system, not shown in the drawing. At the other end, the bore 43 is delimited by a throttle body 51 , in which an outlet throttle 54 is formed, which connects the bore 43 to a second leak oil chamber 50 , which second leak oil chamber 50 is also connected to the leak oil system. The outlet throttle 54 can be closed by a sealing ball 52 , which sealing ball 52 is connected to a magnet armature 48 of an electroma magnet. By suitably energizing the electromagnet, the sealing ball 52 is either pressed against the end of the outlet throttle 54 facing away from the valve member 42 or lifted off by a corresponding stroke movement of the outlet throttle, so that the connection of the bore 43 with the second leakage oil chamber 50 can be electrically controlled.

Die Bohrung 43 ist im Durchmesser gestuft ausgebildet und verjüngt sich von einem dem Drosselkörper 51 zugewandten Dichtungsabschnitt 143 zum Anschlußkörper 47 hin unter Bil dung eines Ventilsitzes 77 und geht in einen im Durchmesser kleineren Führungsabschnitt 243 über, wobei der Ventilsitz 77 als Ringschulter an der Wand der Bohrung 43 ausgebildet ist. In der Bohrung 43 ist ein kolbenförmiges Ventilglied 42 längsverschiebbar angeordnet, das im Dichtungsabschnitt 143 der Bohrung 43 dichtend geführt ist. Das Ventilglied 42 ver jüngt sich vom Drosselkörper 51 weg unter Bildung einer Ven tildichtfläche 75, die mit dem Ventilsitz 77 zusammenwirkt. Von der Ventildichtfläche 75 dem Drosselkörper 51 abgewandt ist das Ventilglied 42 im Führungsabschnitt 243 der Bohrung 43 geführt und geht an seinem dem Drosselkörper 51 abgewand ten Ende in einen zylinderförmigen Drosselabschnitt 70 über, der bei Anlage der Ventildichtfläche 75 am Ventilsitz 77 aus der Bohrung 43 hinausragt. Die dem Steuerventilkörper 41 zu gewandte Kante des Drosselabschnitts 70 bildet eine Absteuerkante 72 und taucht bei der Öffnungshubbewegung des Ven tilglieds 42 in die Bohrung 43 ein.The bore 43 is stepped in diameter and tapers from a throttle body 51 facing sealing portion 143 to the connector body 47 forming a valve seat 77 and passes into a smaller diameter guide portion 243 , with the valve seat 77 as an annular shoulder on the wall of the Bore 43 is formed. In the bore 43 , a piston-shaped valve member 42 is arranged to be longitudinally displaceable and is sealingly guided in the sealing section 143 of the bore 43 . The valve member 42 tapers away from the throttle body 51 to form a Ven tildichtfläche 75 , which cooperates with the valve seat 77 . From the valve sealing surface 75 facing away from the throttle body 51 , the valve member 42 is guided in the guide section 243 of the bore 43 and merges at its end facing away from the throttle body 51 into a cylindrical throttle section 70 which protrudes from the bore 43 when the valve sealing surface 75 bears against the valve seat 77 , The edge of the throttle section 70 facing the control valve body 41 forms a control edge 72 and plunges into the bore 43 during the opening stroke movement of the valve member 42 .

Durch eine radiale Erweiterung der Bohrung 43 ist im Steuer ventilkörper 41 ein erster Druckraum 60 ausgebildet, der das Ventilglied 42 umgibt und zwischen dem Dichtungsabschnitt 143 der Bohrung 43 und dem Ventilsitz 77 angeordnet ist. Der erste Druckraum 60 ist über einen Hochdruckanschluß 44 und eine Hochdruckleitung 12 hydraulisch mit dem Hochdrucksam melraum 10 verbunden. Im Bereich des ersten Druckraums 60 ist am Ventilglied 42 eine Ringnut ausgebildet, so daß eine in Richtung des Drosselkörpers 51 weisende, öffnende Druck schulter 68 und eine in Richtung des Anschlußkörpers 47 wei sende, schließende Druckschulter 69 am Ventilglied 42 ausge bildet ist, wobei die in axialer Richtung des Ventilglieds 42 projizierte Fläche der öffnenden Druckschulter 68 größer ist als die der schließenden Druckschulter 69.By a radial expansion of the bore 43 , a first pressure chamber 60 is formed in the control valve body 41 , which surrounds the valve member 42 and is arranged between the sealing section 143 of the bore 43 and the valve seat 77 . The first pressure chamber 60 is hydraulically connected to the high pressure sam melraum 10 via a high pressure connection 44 and a high pressure line 12 . In the area of the first pressure chamber 60 an annular groove is formed on the valve member 42 , so that a pointing in the direction of the throttle body 51 , opening pressure shoulder 68 and a white in the direction of the connecting body 47 sending, closing pressure shoulder 69 on the valve member 42 is formed, the The area of the opening pressure shoulder 68 projected in the axial direction of the valve member 42 is larger than that of the closing pressure shoulder 69 .

Zwischen der dem Drosselkörper 51 zugewandten Stirnseite 45 des Ventilglieds 42 und dem Drosselkörper 51 ist ein Steuer raum 56 ausgebildet, in den die Ablaufdrossel 54 mündet. Der Steuerraum 56 ist darüber hinaus über eine im Ventilglied 42 in axialer Richtung verlaufende Längsbohrung 64 und eine die Längsbohrung 64 scheidende Querbohrung 66 mit dem ersten Druckraum 60 verbunden. In Schließstellung des Ventilglieds 42, das ist, wenn die Ventildichtfläche 75 am Ventilsitz 77 anliegt, weist die dem Drosselkörper 51 zugewandte Stirnsei te des Ventilglieds 42 einen axialen Abstand zum Drosselkör per 51 auf, der den Gesamthub h_g des Ventilglieds 42 defi niert.Between the throttle body 51 facing end face 45 of the valve member 42 and the throttle body 51 , a control chamber 56 is formed, in which the discharge throttle 54 opens. The control chamber 56 is also about an axis extending in the valve member 42 in the axial direction the longitudinal bore 64 and a longitudinal bore 64 distinctive cross bore 66 is connected to the first pressure chamber 60th In the closed position of the valve member 42 , that is, when the valve sealing surface 75 abuts the valve seat 77 , the throttle body 51 facing the end face of the valve member 42 has an axial distance from the throttle body 51 which defines the total stroke h _{g of} the valve member 42 .

Zwischen dem Ventilsitz 77 und dem Führungsabschnitt 243 der Bohrung 43 ist zwischen der Wand der Bohrung 43 und dem Ven tilglied 42 ein zweiter Druckraum 62 ausgebildet, der über einen im Steuerventilkörper 41 verlaufenden Hochdruckkanal 46 und eine Hochdruckleitung 12 mit dem Kraftstoffeinspritz ventil 15 verbunden ist. Der zweite Druckraum 62 ist über Ausnehmungen 80 am Ventilglied 42 mit dem ersten Leckölraum 59 verbunden, solange die Ventildichtfläche 75 des Ventil glieds 42 am Ventilsitz 77 anliegt. Der Drosselabschnitt 70 des Ventilglieds 42 ragt in dieser Stellung aus der Bohrung 43 heraus in den ersten Leckölraum 59 und die Absteuerkante 72 ist außerhalb der Bohrung 43. Der axiale Abstand der Ab steuerkante 72 des Drosselabschnitts 70 zum Ende der Bohrung 43 definiert den Absteuerhub h_a, der kleiner ist als der Ge samthub h_g des Ventilglieds 42, so daß die Absteuerkante 72 in die Bohrung 43 eintaucht, ehe das Ventilglied 42 den Ge samthub h_g durchfahren hat.Between the valve seat 77 and the guide portion 243 of the bore 43 , a second pressure chamber 62 is formed between the wall of the bore 43 and the Ven tillied 42 , which is connected to the fuel injection valve 15 via a high-pressure channel 46 extending in the control valve body 41 and a high-pressure line 12 . The second pressure chamber 62 is connected via recesses 80 on the valve member 42 to the first leakage oil chamber 59 as long as the valve sealing surface 75 of the valve member 42 abuts the valve seat 77 . In this position, the throttle section 70 of the valve member 42 protrudes out of the bore 43 into the first leak oil chamber 59 and the control edge 72 is outside the bore 43 . The axial distance from the control edge 72 of the throttle portion 70 to the end of the bore 43 defines the control stroke h _a , which is smaller than the total stroke h _{g of} the valve member 42 , so that the control edge 72 plunges into the bore 43 before the valve member 42 Has traveled through total stroke h _g .

Die Funktionsweise des Steuerventils ist wie im folgenden dargestellt: Zu Beginn des Einspritzvorgangs liegt durch den konstanten Druck im Hochdruckspeicherraum 10 auch im ersten Druckraum 60 derselbe Druck an, da dieser über den Hoch druckanschluß 44 und die Hochdruckleitung 12 mit dem Hoch druckspeicherraum 10 verbunden ist. Das Magnetventil ist so bestromt, daß die Dichtkugel 52 die Ablaufdrossel 54 gegen den zweiten Leckölraum 50 verschließt. Durch die Verbindung des ersten Druckraums 60 mit dem Steuerraum 56 über die Querbohrung 66 und die Längsbohrung 64 herrscht im Steuer raum 56 derselbe Druck wie im Druckraum 60, so daß das Ven tilglied 42 durch die hydraulische Kraft auf die den Steuer raum 56 begrenzende Stirnseite 45 des Ventilglieds 42 mit der Ventildichtfläche 75 gegen den Ventilsitz 77 gepreßt wird und dadurch den ersten Druckraum 60 gegen den zweiten Druckraum 62 verschließt. Die hydraulischen Kräfte auf die Druckschultern 68, 69 des Ventilglieds 42 ergeben eine resul tierende Kraft in Öffnungsrichtung des Ventilglieds 42, also in Richtung auf den Drosselkörper 51, jedoch ist diese Kraft weit geringer als die hydraulische Kraft auf die Stirnseite 45 des Ventilglieds 42. Die Öffnungshubbewegung des Ventil glieds 42 wird dadurch eingeleitet, daß durch eine geeignete Bestromung des Elektromagneten die Dichtkugel 52 von der Öffnung der Ablaufdrossel 54 abhebt, so daß der Steuerraum 56 mit dem zweiten Leckölraum 50 verbunden wird. Da der Durchflußwiderstand der Längsbohrung 64 und der Querbohrung 66 größer ist als der Durchflußwiderstand der Ablaufdrossel 54, fließt der Kraftstoff aus dem Steuerraum 56 schneller in den zweiten Leckölraum 50 als er aus dem ersten Druckraum 60 nachströmen kann, so daß der Kraftstoffdruck im Steuerraum 56 abfällt. Dadurch vermindert sich auch die hydraulische Kraft auf die Stirnseite 45 des Ventilglieds 42 und die in Öffnungsrichtung des Ventilglieds 42 wirkende resultierende hydraulische Kraft auf die beiden Druckschultern 68 und 69 bewegt das Ventilglied 42 auf den Drosselkörper 51 zu, bis es mit der Stirnseite 45 an diesem zur Anlage kommt, wodurch die Ventildichtfläche 75 vom Ventilsitz 77 abhebt und den ersten Druckraum 60 mit dem zweiten Druckraum 62 verbindet. Der Druckaufbau im zweiten Druckraum 62 findet zu Beginn der Öffnungshubbewegung des Ventilglieds 42 nicht sofort in vol lem Umfang statt, da der zweite Druckraum 62 über die Aus nehmungen 80 mit dem ersten Leckölraum 59 verbunden ist, so daß ein Großteil des einfließenden Kraftstoffs dorthin ab fließt. Erst wenn im Zuge der weiteren Längsbewegung des Ventilglieds 42 der Absteuerhub h_a durchfahren ist, also die Absteuerkante 72 des Drosselabschnitts 70 den Führungsab schnitt 243 der Bohrung 43 erreicht hat, wird die Verbindung des zweiten Druckraums 62 zum ersten Leckölraum 59 soweit gedrosselt, daß ein weiterer Druckaufbau durch aus dem er sten Druckraum 60 nachfließenden Kraftstoff stattfindet. Diesen verzögerten Druckaufbau im zweiten Druckraum 62 und damit auch im Einspritzventil 15 kann beispielsweise dafür genutzt werden, vor der Einspritzung mit vollem Kraftstoff druck eine Voreinspritzung vorzunehmen, die mit dem geringe ren Kraftstoffdruck erfolgt und vor dem Eintauchen des Dros selabschnitts 70 in die Bohrung 43 stattfindet. Das mit dem zweiten Druckraum 62 verbundene Kraftstoffeinspritzventil öffnet in der oben beschriebenen Art und Weise, wenn im zweiten Druckraum 62 und damit auch im Hochdruckraum 22 der Öffnungsdruck anliegt.The operation of the control valve as shown in the following: At the beginning of the injection process is due to the constant pressure in the high pressure accumulator 10 in the first pressure chamber 60 the same pressure, since this pressure connection through the high 44 and the high pressure line 12 pressure reservoir with the high 10 is connected. The solenoid valve is energized so that the sealing ball 52 closes the outlet throttle 54 against the second leakage oil chamber 50 . By connecting the first pressure chamber 60 with the control chamber 56 via the transverse bore 66 and the longitudinal bore 64 there is the same pressure in the control chamber 56 as in the pressure chamber 60 , so that the Ven valve member 42 by the hydraulic force on the control space 56 delimiting end face 45th of the valve member 42 with the valve sealing surface 75 is pressed against the valve seat 77 and thereby closes the first pressure chamber 60 against the second pressure chamber 62 . The hydraulic forces on the pressure shoulders 68 , 69 of the valve member 42 result in a resultant force in the opening direction of the valve member 42 , that is, in the direction of the throttle body 51 , but this force is far less than the hydraulic force on the end face 45 of the valve member 42 . The opening stroke movement of the valve member 42 is initiated in that the sealing ball 52 lifts off the opening of the outlet throttle 54 by suitable energization of the electromagnet, so that the control chamber 56 is connected to the second leak oil chamber 50 . Since the flow resistance of the longitudinal bore 64 and the transverse bore 66 is greater than the flow resistance of the outlet throttle 54 , the fuel flows from the control chamber 56 into the second leakage oil chamber 50 faster than it can flow from the first pressure chamber 60 , so that the fuel pressure in the control chamber 56 drops , This also reduces the hydraulic force on the end face 45 of the valve member 42 and the resulting hydraulic force acting in the opening direction of the valve member 42 on the two pressure shoulders 68 and 69 moves the valve member 42 towards the throttle body 51 until the end face 45 on it comes to rest, whereby the valve sealing surface 75 lifts off the valve seat 77 and connects the first pressure chamber 60 to the second pressure chamber 62 . The pressure build-up in the second pressure chamber 62 is at the beginning of the opening stroke of the valve member 42 does not immediately take place in vol lem extent, since the second pressure chamber 62 recesses on the off 80 is connected to the first leakage oil chamber 59, so that a large part of the incoming fuel thereto from flowing , Only when in the course of the further longitudinal movement of the valve member 42 of the control stroke h _{a has} passed, that is to say the control edge 72 of the throttle section 70 has reached the guide section 243 of the bore 43 , is the connection of the second pressure chamber 62 to the first leak oil chamber 59 throttled to such an extent that a Further pressure build-up takes place from the fuel flowing in from the most pressure chamber 60 . This delayed pressure build-up in the second pressure chamber 62 and thus also in the injection valve 15 can, for example, be used to carry out a pre-injection before the injection with full fuel pressure, which takes place with the low fuel pressure and takes place before the throttle section 70 is immersed in the bore 43 , The fuel injection valve connected to the second pressure chamber 62 opens in the manner described above when the opening pressure is present in the second pressure chamber 62 and thus also in the high pressure chamber 22 .

Das Ende des Einspritzvorgangs wird wiederum durch den Elek tromagneten eingeleitet, der durch eine geeignete Bestromung mittels der Dichtkugel 52 die Ablaufdrossel 54 verschließt. Durch den aus dem ersten Druckraum 60 über die Querbohrung 66 und die Längsbohrung 64 in den Steuerraum 56 zufließenden Kraftstoff baut sich im Steuerraum 56 der gleiche Druck wie im ersten Druckraum 60 auf, und das Ventilglied 42 wird durch die hydraulische Kraft auf die Stirnseite 45 vom Dros selkörper 51 weg bewegt. Sobald im Zuge dieser Schließbewe gung des Ventilglieds 42 der Drosselabschnitt 70 aus dem Führungsabschnitt 243 austaucht, wird der zweite Druckraum 62 mit dem ersten Leckölraum 59 verbunden, wodurch der Kraftstoffdruck im zweiten Druckraum 62 steil abfällt. Hier durch wird ein sauberes und schnelles Schließen des Steuer ventils 40 erreicht, da die hydraulische Kraft auf die Ven tildichtfläche 75 der hydraulischen Schließkraft auf die Stirnseite 45 des Ventilglieds 42 in weit geringerem Maße entgegenwirkt. Der Druckabfall im zweiten Druckraum 62 bei der Schließbewegung des Ventilglieds 42 läßt sich über den Querschnitt und die Länge der Ausnehmungen 80 bestimmen und so genau an die entsprechenden Erfordernisse anpassen.The end of the injection process is in turn initiated by the electromagnet, which closes the outlet throttle 54 by suitable energization by means of the sealing ball 52 . Due to the fuel flowing into the control chamber 56 from the first pressure chamber 60 via the transverse bore 66 and the longitudinal bore 64, the same pressure builds up in the control chamber 56 as in the first pressure chamber 60 , and the valve member 42 is moved to the end face 45 by the hydraulic force Throttle body 51 moved away. As soon as the throttle section 70 emerges from the guide section 243 in the course of this closing movement of the valve member 42 , the second pressure chamber 62 is connected to the first leakage oil chamber 59 , as a result of which the fuel pressure in the second pressure chamber 62 drops steeply. Here by a clean and fast closing of the control valve 40 is achieved, since the hydraulic force on the Ven tildichtfläche 75 of the hydraulic closing force on the end face 45 of the valve member 42 counteracts to a much lesser extent. The pressure drop in the second pressure chamber 62 during the closing movement of the valve member 42 can be determined via the cross section and the length of the recesses 80 and can thus be adapted precisely to the corresponding requirements.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Steuerventils 40 im Längsschnitt dargestellt. Die Form des Steuerventilkörpers 41 entspricht der in Fig. 3 dargestellten, und ebenso ist die Funktion des Ventil glieds 42 in der Bohrung 43 identisch mit dem in Fig. 3 dargestellten, so daß hier keine weitere detaillierte Be schreibung des Aufbaus erfolgt. Der Unterschied des in Fig. 4 dargestellten Ventilglieds 42 zu dem in Fig. 3 gezeigten besteht darin, daß zwischen dem Drosselabschnitt 70 und dem dem Drosselabschnitt zugewandten Ende der Ausnehmungen 80 eine am Ventilglied 42 umlaufende Ringnut 82 ausgebildet ist. Der Kraftstoff fließt vom zweiten Druckraum 62 in den ersten Leckölraum 59 durch eine oder mehrere Ausnehmungen am Ventilglied 42, so daß der Kraftstoffstrom im Bereich des Drosselabschnitts nicht gleichmäßig über die Absteuerkante 72 läuft. Durch die Ringnut 82 kann sich der Kraftstoff gleichmäßig über den gesamten Umfang des Ventilglieds 42 verteilen und so die Absteuerkante ebenso gleichmäßig über strömen, was eine sichere und zuverlässige Funktion des Ven tilglieds 42 sicherstellt.In FIG. 4, a further embodiment of the OF INVENTION to the invention the control valve 40 is shown in longitudinal section. The shape of the control valve body 41 corresponds to that shown in Fig. 3, and also the function of the valve member 42 in the bore 43 is identical to that shown in Fig. 3, so that no further detailed description of the structure is made here. The difference between the valve member 42 shown in FIG. 4 and that shown in FIG. 3 is that an annular groove 82 running around the valve member 42 is formed between the throttle section 70 and the end of the recesses 80 facing the throttle section. The fuel flows from the second pressure chamber 62 into the first leak oil chamber 59 through one or more recesses on the valve member 42 , so that the fuel flow does not run uniformly over the control edge 72 in the region of the throttle section. Through the annular groove 82 , the fuel can be evenly distributed over the entire circumference of the valve member 42 and thus the control edge also flow evenly, which ensures a safe and reliable function of the valve member 42 .

In den Fig. 5a, 5b, 5c, 5d und 5e sind Schnittbilder ent lang der Linie V-V der Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigt und stellen verschiedene Ausführungsformen der Ausnehmungen 80 dar. In Fig. 5a sind die Ausnehmungen 80 als Längsnuten im Ventilglied 42 ausgeführt, die einen in etwa parabolischen Querschnitt aufweisen und die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Neben den sechs in der Fig. 5a dargestellten Nuten können auch mehr oder weniger viele Nuten ausgebildet sein.In FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d and 5e are sectional images of line VV long ent of Fig. 3 or Fig. 4 and provide different embodiments of recesses 80. In Fig. 5a the recesses 80 as the longitudinal grooves in the valve member 42 executed, which have an approximately parabolic cross section and which are evenly distributed over the circumference. In addition to the six grooves shown in FIG. 5a, more or less many grooves can also be formed.

In Fig. 5b sind die Ausnehmungen 80 durch Nuten gebildet, die einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweisen. In der Abbildung sind drei solcher Nuten am Ventilglied 42 ausge bildet, es können aber auch mehr oder weniger viele Nuten ausgebildet sein, die vorzugsweise gleichmäßig über den Um fang verteilt angeordnet sind.In Fig. 5b, the recesses 80 are formed by grooves which have a circular arc-shaped cross section. In the figure, three such grooves are formed on the valve member 42 , but more or fewer grooves can also be formed, which are preferably arranged uniformly over the circumference.

In Fig. 5c sind die Ausnehmungen 80 am Ventilglied 42 durch zwei flache, zueinander parallele Abschliffe ausgebildet. Es läßt sich durch diese sehr einfach herzustellenden Ausneh mungen der Querschnitt der Verbindung vom zweiten Druckraum 62 zum ersten Leckölraum 59 problemlos einstellen.In Fig. 5c, the recesses 80 on the valve member 42 are formed by two flat, parallel cuts. It can be easily adjusted by these very easy to make Ausneh the cross-section of the connection from the second pressure chamber 62 to the first leak oil chamber 59 .

Fig. 5d zeigt die gleichen Ausnehmungen wie Fig. 5c, nur sind hier drei flache Abschliffe gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Entsprechend zeigt Fig. 5e vier flache Abschliffe, wobei die gegenüberliegenden Abschliffe zueinan der parallel sind. Fig. 5d shows the same recesses as Fig. 5c, only here three flat sections are evenly distributed over the circumference. Accordingly, FIG. 5e four flat Abschliffe wherein the opposing Abschliffe are parallel to the zueinan.

Wie in Fig. 1 dargestellt kann es vorgesehen sein, das er findungsgemäße Steuerventil 40 in der Hochdruckleitung 12 als separates Element anzuordnen, das getrennt vom Ein spritzventil gebaut ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, das Steuerventil 40 und das Einspritzventil 15 in einem Ge häuse auszubilden, so daß beide eine Einheit bilden.As shown in Fig. 1, it can be provided that he control valve 40 according to the invention in the high pressure line 12 as a separate element, which is built separately from an injection valve. But it can also be provided to form the control valve 40 and the injection valve 15 in a housing so that both form a unit.

Claims

1. Fuel injection device for internal combustion engines with a high-pressure plenum ( 10 ), which is connected via a high-pressure line ( 12 ) to at least one fuel injection valve ( 15 ), a control valve ( 40 ) being arranged in the high-pressure line ( 12 ), which is a a control valve body ( 41 ) formed Boh tion ( 43 ) and a longitudinally displaceably arranged, piston-shaped valve member ( 42 ), wherein between the wall of the bore ( 43 ) and the valve member ( 42 ) a first pressure chamber ( 60 ) and axially offset second pressure chamber ( 62 ) are formed, which first pressure chamber ( 60 ) is connected to the high-pressure collecting chamber ( 10 ) and which second pressure chamber ( 62 ) is connected to the fuel injection valve ( 15 ), the valve member ( 42 ) with the bore ( 43 ) being a first Valve forms, through which the connection of the two pressure chambers ( 60 ; 62 ) by a longitudinal movement between an open and a closed position which positions limit the total stroke (h _g ) and a first leak oil chamber ( 59 ), into which the bore ( 43 ) opens, with a channel formed between the valve member ( 42 ) and the wall of the bore ( 43 ), wherein the valve member ( 42 ) at the leakage oil end of the channel forms a second valve with the bore ( 43 ), which opens the channel in the closed position of the first valve and thus connects the second pressure chamber ( 62 ) to the first leakage oil chamber ( 59 ) , characterized in that the second valve is designed as a slide valve, which is formed by a cylindrical, in the first leakage oil space ( 59 ) projecting as a throttle section ( 70 ) formed th end section of the valve member ( 42 ), which throttle section ( 70 ) at the opening stroke movement of the valve member ( 42 ) after a part of the total stroke (h _g ) plunges sealingly into the bore ( 43 ).

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the bore is formed in a Steuererventilkör by ( 41 ) which with its flat end face at the outlet of the bore ( 43 ) forms a control edge ( 73 ) with one at the end portion of the valve member ( 42 ) parallel to the control edge ( 73 ) trained Absteu selante ( 72 ) cooperates and the oil leak side limits the channel be.

3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the channel is formed by recesses ( 80 ) on the valve member ( 42 ).

4. Fuel injection device according to claim 3, characterized in that the recesses ( 80 ) are designed as longitudinal grooves, which are preferably arranged uniformly over the circumference of the valve member ( 43 ).

5. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the channel is formed by recesses on the wall of the bore ( 43 ), which recesses with at least one recess on the valve member ( 42 ) are constantly connected dig.

6. Fuel injection device according to claim 5, characterized in that the at least one recess on the valve member ( 42 ) is designed as an annular groove ( 82 ).