DE10131618A1

DE10131618A1 - Fuel injector with switchable control room inlet

Info

Publication number: DE10131618A1
Application number: DE2001131618
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-23
Also published as: EP1404964A2; DE50211686D1; WO2003004860A3; EP1404964B1; WO2003004860A2

Abstract

The invention relates to a fuel injector for direct injection internal combustion engines. The fuel injector comprises an injector body (1) containing a control chamber (2).A nozzle needle/ tappet arrangement (6) in the injector body can be actuated by impinging/reducing pressure in the control chamber (2). The pressure in the control chamber (2) can be reduced via a flow channel (10), using a throttle element (13), said control chamber (2) being connected to a high pressure source by means of a permanently active pressure-side feed (28) and a second throttle element (26). A switch valve (16) is accommodated in the body (1) of the fuel injector, said valve being to connected to the control chamber (2) via the flow channel (10). In order to build up pressure in the control chamber (2), said switch valve (16) is used for parallel connection of another high-pressure side feed (29) to a third throttle element (27) in the permanently active feed (28) to the control chamber (2).

Description

Technical field

Bei direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen werden heute in zunehmendem Maße Kraftstoffeinspritzsysteme mit einem Druckspeicherraum eingesetzt, um das an den einzelnen Kraftstoffinjektoren anstehende Kraftstoffdruckniveau weitestgehend konstant zu halten. Die im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors aufgenommene Düsennadel wird über einen druckentlastbaren Steuerraum betätigt, der über einen hochdruckseitigen Zulauf mit einer Hochdruckquelle in Verbindung steht. Um ein schnelles Schließen der Düsennadel, d. h. deren schnelles Einfahren in den Düsennadelsitz zu gewährleisten, ist ein schneller Druckanstieg im Steuerraum erforderlich. In direct injection internal combustion engines are increasing today Dimensions of fuel injection systems with a pressure storage chamber used to the individual fuel injectors, the fuel pressure level is largely constant to keep. The nozzle needle accommodated in the injector body of the fuel injector becomes actuated via a pressure-relieved control room via an inlet on the high-pressure side is connected to a high pressure source. To quickly close the Nozzle needle, d. H. Ensuring their rapid entry into the nozzle needle seat is quicker Pressure increase in the control room required.

Stand der TechnikState of the art

DE 199 10 589 A1 bezieht sich auf ein Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine. Gemäß dieser Lösung wird ein Servoventil eingesetzt, welches ein bewegliches Ventilelement aufweist. Das Ventilelement umfasst eine Drossel im Kraftstoffweg zur Einspritzdüse für die Anfangsphase der Einspritzung. Ferner weist es einen kolbenförmigen Absatz über einer Nut auf, der in der Hauptphase der Einspritzung aus einer Bohrung auftaucht und dadurch einen direkten Weg für den Kraftstoff unter Umgehung der Drossel freigibt. Diese Maßnahmen dienen dem Zweck, zu Beginn der Verbrennung ein langsames, kontrolliertes Öffnen der Einspritzöffnungen zu erreichen und während der Hauptphase der Einspritzung eine höhere Einspritzrate von Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren. DE 199 10 589 A1 relates to an injection valve for an internal combustion engine. According to this solution, a servo valve is used, which is a movable valve element having. The valve element includes a throttle in the fuel path to the injector for the initial phase of injection. It also has a piston-shaped shoulder a groove that emerges from a hole in the main phase of injection and thereby freeing up a direct path for the fuel bypassing the throttle. This Measures serve the purpose of starting a slow, controlled one Open the injection ports to reach and during the main phase of injection a higher injection rate of fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine to realize.

DE 197 44 518 A1 betrifft ebenfalls ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. In einen Ventilkörper ist ein axial verschiebbares Ventilglied angeordnet. Dieses weist an seinem den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugewandten Enden eine konische Ventildichtfläche auf, mit welcher es mit einer konischen Ventilsitzfläche im Ventilkörper zusammenwirkt. Die konische Ventilsitzfläche weist am Ventilglied eine eine Dichtkante bildende Ringkante auf. Ferner ist wenigstens eine Einspritzöffnung in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine, in dem sich bei geschlossenem Einspritzventil stromabwärts an die Dichtkante anschließenden Bereich der Ventilsitzfläche vorgesehen. Das Ventilglied weist eine Führungsbohrung auf, mit der es gleitverschiebbar auf einem Zapfen eines ortsfest im Ventilkörper eingelassenen Einsatzkörpers geführt ist. DE 197 44 518 A1 also relates to a fuel injection valve for internal combustion engines. An axially displaceable valve member is arranged in a valve body. This instructs its conical ends facing the combustion chamber of the internal combustion engine Valve sealing surface with which it has a conical valve seat surface in the valve body interacts. The conical valve seat surface has a sealing edge on the valve member forming ring edge. Furthermore, at least one injection opening is in the combustion chamber Internal combustion engine, in which the injector is closed downstream area of the valve seat surface adjoining the sealing edge. The valve member has a guide hole with which it is slidably on a pin of a inserted insert body is guided in the valve body.

Bei dieser aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung eines Kraftstoffeinspritzventiles sind sehr kleine Stellkräfte und somit sehr schnelle Ventilhubbewegungen des Ventilgliedes des Einspritzventiles möglich. Diese schnellen Verstellbewegungen werden dabei durch die kleinen hydraulisch wirksamen Flächen am Ventilglied und das kleine Steuervolumen ermöglicht, wobei nur kleine bewegte Massen zu verstellen sind. Dazu ist das Ventilglied mit einer Führungsbohrung versehen, mit der es gleitverschiebbar auf einem Zapfen eines ortsfest in den Ventilkörper eingelassenen Einsatzkörpers geführt wird. In this arrangement known from the prior art a Fuel injection valves are very small actuating forces and therefore very fast valve stroke movements of the Valve element of the injection valve possible. These fast adjustment movements are there due to the small hydraulically effective surfaces on the valve member and the small Control volume allows, with only small moving masses to be adjusted. That’s it Provide valve member with a guide hole with which it is slidably on a Pin of a stationary insert body inserted into the valve body is guided.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine höhere Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum des Kraftstoffinjektors erreicht werden. Ein schnellerer Druckanstieg im Steuerraum des Kraftstoffinjektors bewirkt ein schnelles Auffahren der Düsennadel aus diesen und demzufolge ein schnelles Verschließen der Einspritzöffnungen am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors. Dadurch wird die Rußbildung im Brennraum von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen signifikant reduziert. Mittels eines Schaltventils läßt sich zu Steigerung der Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum des Injektorkörpers ein weiteres, neben einer permanent wirkenden Zulaufdrossel in einem hochdruckseitigen Zulauf zum Druckaufbau im Steuerraum zuschalten. Bei alleinig wirksamen, permanenten hochdruckseitigen Zulauf in den Steuerraum, stellt sich in diesem eine erste Druckanstiegsgeschwindigkeit ein. Mit dieser ersten durch die permanente Zulaufdrossel festgelegten Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum erfolgt ein Einfahren der Düsennadel/Düsenanordnung im Ventilkörper des Kraftstoffinjektors in den brennraumseitigen Düsennadelsitz mit einer ersten Schließgeschwindigkeit. Wird ein weiterer, zuschaltbarer hochdruckseitiger Zulauf aktiviert, strömt ein im wesentlichen verdoppeltes Volumen in den Steuerraum des Kraftstoffinjektors ein, so daß sich ein schnellerer Druckaufbau in diesem und demzufolge ein schnelleres Schließen der Düsennadel in deren brennraumseitigen Sitz einstellt. Durch die zweite, im Vergleich zur ersten Düsengeschwindigkeit höhere Schließgeschwindigkeit, d. h. Verschließgeschwindigkeit der Einspritzdüsen an der brennraumseitigen Öffnung des Injektors, lässt sich ein wohldefiniertes Ende des Einspritzvorganges herbeiführen, so dass eine Rußbildung im Brennraum gegen Ende des in diesem ablaufenden Verbrennungsvorganges wirksam unterbunden wird. A higher rate of pressure rise can be achieved with the method according to the invention can be reached in the control room of the fuel injector. A faster pressure increase in Control chamber of the fuel injector causes the nozzle needle to open quickly this and consequently a quick closing of the injection openings on end of the fuel injector on the combustion chamber side. This will reduce soot formation in the combustion chamber self-igniting internal combustion engines significantly reduced. By means of a Switching valve can be used to increase the rate of pressure rise in the control room of the Injector body another, in addition to a permanently acting inlet throttle in one Switch on the high-pressure inlet to build up pressure in the control room. With only effective, permanent high-pressure inlet into the control room, this is the first one Rate of pressure increase. With this first through the permanent inlet throttle specified rate of pressure increase in the control room, the Nozzle needle / nozzle arrangement in the valve body of the fuel injector in the Combustion chamber-side nozzle needle seat with a first closing speed. If another, switchable inlet on the high-pressure side activated, an essentially doubled volume flows in the control room of the fuel injector, so that a faster pressure build-up this and consequently a faster closing of the nozzle needle in its adjusts the combustion chamber side. By the second, in comparison to the first nozzle speed higher Closing speed, d. H. Closing speed of the injection nozzles on the opening of the injector on the combustion chamber allows a well-defined end of the injection process cause soot formation in the combustion chamber towards the end of the combustion chamber ongoing combustion process is effectively prevented.

Bei den Ausführungsvarianten des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens wirkt die dem Steuerraum jeweils zugeordnete permanente Drossel bei Druckentlastung des Steuerraumes in Ablaufrichtung des Kraftstoffes leckagereduzierend; das im Entlastungskanal des Steuerraums vorgesehene Drosselelement wirkt - in entgegengesetzte Richtung, d. h. in Zulaufrichtung auf den Steuerraum gesehen hin - als Zulaufdrossel für den Steuerraum. In the embodiment variants of the idea on which the invention is based, the the permanent throttle assigned to the control chamber when the pressure is relieved Control room in the direction of the fuel to reduce leakage; that in the relief channel of the control chamber provided throttle element acts - in the opposite direction, d. H. in Direction of inlet to the control room - as an inlet throttle for the control room.

Der Ventilkörper des Schaltventils lässt sich in eine den zuschaltbaren hochdruckseitigen Zulauf zum Steuerraum freigebende oder eine diese verschließende Position bringen. Dadurch lässt sich der Düsennadel-/Stößel-Anordnung im Injektorkörper eine erste oder eine zweite Verschließgeschwindigkeit aufprägen, mit welcher die brennraumseitigen Einspritzöffnungen am Injektorkörper verschlossen werden. The valve body of the switching valve can be inserted into the switchable high-pressure side Bring the inlet to the control room or close it. This allows the nozzle needle / tappet arrangement in the injector body to be a first or a first Imprint the second closing speed with which the combustion chamber side Injection openings on the injector body are closed.

drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. The invention is explained in more detail below with the aid of the drawing.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine erste Injektorbauform mit am Ventilraum des Schaltventils mündenden, permanent wirksamen hochdruckseitigen Zulauf, Fig. 1 shows a first Injektorbauform opens with the valve space of the switching valve, permanently effective high-pressure side inlet,

Fig. 2 eine weitere Injektorbauform mit in den Steuerraum mündenden, hochdruckseitigen permanent wirkenden Zulauf und Fig. 2 shows a further injector design with a permanently acting inlet and opening into the control chamber

Fig. 3 eine weitere Injektorbauform mit einem seitlich am Schaltventilraum mündenden Strömungskanal. Fig. 3 shows another injector design with a flow channel opening laterally on the switching valve space.

variants

Fig. 1 ist eine Injektorbauform mit am Ventilraum des Schaltventils mündenden, permanent wirksamen hochdruckseitigen Zulauf zu entnehmen. Fig. 1 is opening into the valve space of the switching valve with a Injektorbauform, permanently effective high-pressure side inlet can be seen.

Ein Injektorkörper 1 eines Kraftstoffinjektors zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Steuerraum 2. Der Steuerraum 2 ist von einer Steuerraumwandung 3, einer Steuerraumfläche 4 sowie einer Stirnfläche 8 einer Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 begrenzt. Im Bereich der Steuerraumfläche 4 ist, eine Ablauf-/Zulauföffnung 9 umgebend, eine ringförmig konfigurierte Anschlagfläche 5 ausgebildet. Bei der Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 kann es sich sowohl um eine unmittelbar die Einspritzöffnungen am brennraumseitigen Ende des Injektorkörpers 1 verschliessende bzw. freigebende Düsennadel als auch um eine mittelbare eine Düsennadel betätigenden Stößel handeln. Je nach Druckniveau im Steuerraum 2, welches auf die diesem zugewandte Steuerfläche 8 der Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 einwirkt, wird der Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 eine Bewegung gemäß des Doppelpfeiles 7 im Injektorkörpers 1 des Kraftstoffinjektors aufgeprägt. An injector body 1 of a fuel injector for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine comprises a control chamber 2 . The control room 2 is delimited by a control room wall 3 , a control room surface 4 and an end face 8 of a nozzle needle / tappet arrangement 6 . In the area of the control room surface 4 , an annularly configured stop surface 5 is formed, surrounding a drain / inlet opening 9 . The nozzle needle / tappet arrangement 6 can be both a nozzle needle directly closing or releasing the injection openings on the combustion chamber end of the injector body 1 and an indirect tappet actuating a nozzle needle. Depending on the pressure level in the control chamber 2 , which acts on the control surface 8 of the nozzle needle / tappet arrangement 6 facing it, a movement according to the double arrow 7 in the injector body 1 of the fuel injector is impressed on the nozzle needle / tappet arrangement 6 .

Über einen Strömungskanal 10 steht der druckentlastbare bzw. druckbeaufschlagbare, die Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 betätigende Steuerraum 2 in Verbindung mit einem Ventilraum 18 eines Schaltventiles 16, welches bevorzugt als Mehrwegeventil ausgebildet ist. Der Strömungskanal 10 ist in einem Querschnitt 15 ausgebildet; in den Strömungskanal 10 ist ein erstes Drosselelement 13 eingelassen. Das erste Drosselelement 13 ist in einem wesentlich geringeren Querschnitt 14 ausgebildet im Vergleich zur Querschnittsfläche 15 des Strömungskanales 10. Der in Fig. 1 dargestellte Strömungskanal 10 ist sowohl in Zulaufrichtung 11 des Kraftstoffs zum Steuerraum 2 hin als auch entgegengesetzt dazu in Ablaufrichtung 12 des Kraftstoffes vom Steuerraum 2 zum Ventilraum 18 des Schaltventils 16 beaufschlagbar. Via a flow channel 10 , the pressure-releasable or pressurizable control chamber 2 , which actuates the nozzle needle / tappet arrangement 6, is connected to a valve chamber 18 of a switching valve 16 , which is preferably designed as a multi-way valve. The flow channel 10 is formed in a cross section 15 ; A first throttle element 13 is let into the flow channel 10 . The first throttle element 13 is designed with a substantially smaller cross-section 14 compared to the cross-sectional area 15 of the flow channel 10 . The flow channel 10 shown in FIG. 1 can be acted upon both in the feed direction 11 of the fuel to the control chamber 2 and in the opposite direction in the drain direction 12 of the fuel from the control chamber 2 to the valve chamber 18 of the switching valve 16 .

Das Schaltventil 16, bevorzugt ausgestaltet als ein Mehrwegeschaltventil, ist ebenfalls im Injektorkörper 1 integriert. Das Schaltventil 16 umfasst einen Ventilkörper 17, der von einem Ventilraum 18 im Injektorkörper 1 umgeben ist. Einander gegenüberliegend sind am Ventilraum ein erster Ventilsitz 19 und ein zweiter Ventilsitz 20 ausgebildet. Der Ventilkörper 17 des Schaltventils 16 wird bevorzugt als kugelförmig konfigurierter Ventilkörper ausgebildet und über ein hier schematisch angedeutetes Übertragungselement 22 betätigt. Das Übertragungselement 22 steht in Wirkverbindung mit einem hier nicht näher dargestellten Aktor, sei es ein Piezoaktor oder ein mechanisch-hydraulischer Übersetzer, welcher dem Übertragungselement 22 eine Vertikalbewegung entsprechendes Doppelpfeiles 23 aufprägt, wodurch der Ventilkörper 17 des Schaltventils 16 entsprechend in den ersten Ventilsitz 19 bzw. dem zweiten Ventilsitz 20 stellbar ist. Im oberen Bereich des Ventilraumes ist zwischen der Wandung des Injektorkörpers 1 und der Aussenfläche des Übertragungselementes 22 ein Ringspalt 21 ausgebildet, von dem an einer Abzweigstelle 25 ein sich in den Niederdruckbereich des Kraftstoffeinspritzsystems erstreckender Ablauf 24 ausgebildet ist. The switching valve 16 , preferably configured as a multi-way switching valve, is also integrated in the injector body 1 . The switching valve 16 comprises a valve body 17 which is surrounded by a valve chamber 18 in the injector body 1 . Opposite each other, a first valve seat 19 and a second valve seat 20 are formed on the valve chamber. The valve body 17 of the switching valve 16 is preferably designed as a spherically configured valve body and actuated via a transmission element 22 , which is indicated schematically here. The transmission element 22 is in operative connection with an actuator, not shown here, be it a piezo actuator or a mechanical-hydraulic translator, which impresses the transmission element 22 with a double arrow 23 corresponding to vertical movement, so that the valve body 17 of the switching valve 16 correspondingly in the first valve seat 19 or the second valve seat 20 is adjustable. In the upper region of the valve chamber, an annular gap 21 is formed between the wall of the injector body 1 and the outer surface of the transmission element 22 , from which an outlet 24 extending into the low-pressure region of the fuel injection system is formed at a branch point 25 .

Senkrecht zur Betätigungsrichtung 23 des Ventilkörpers 17 mündet in den Ventilraum 18 des Schaltventiles 16 ein permanent wirkender hochdruckseitiger Zulauf 28, in dessen Leitungsquerschnitt ein zweites Drosselelement 26 integriert wird. Da dieser hochdruckseitige Zulauf senkrecht zur Betätigungsrichtung des Ventilkörpers 17 im Ventilraum 18 orientiert ist, wird der permanent wirkende hochdruckseitige Zulauf 28 bei Betätigung des Ventilkörpers 17 des Schaltventiles 16 nicht verschlossen, so dass der dort anstehende Druck permanent am Strömungskanal 10 und damit im Steuerraum 2 ansteht. Perpendicular to the direction of actuation 23 of the valve body 17 , a permanently acting inlet 28 on the high-pressure side opens into the valve chamber 18 of the switching valve 16 , a second throttle element 26 being integrated in the line cross-section thereof. Since this inlet on the high-pressure side is oriented perpendicular to the actuating direction of the valve body 17 in the valve chamber 18 , the permanently acting inlet on the high-pressure side 28 is not closed when the valve body 17 of the switching valve 16 is actuated, so that the pressure present there is permanently present at the flow channel 10 and thus in the control chamber 2 ,

Im unteren Bereich des Ventilraumes 18, dem Übertragungselement 22 gegenüberliegend, mündet im Bereich des zweiten Ventilsitzes 20 unterhalb des im Ventilraum 18 verstellbaren Ventilkörpers 17 ein weiterer hochdruckseitiger Zulauf 29 von einer hier nicht dargestellten Hochdruckquelle, sei es eine Hochdruckpumpe oder ein Hochdrucksammelraum (Common Rail) mit integriertem dritten Drosselelement 27. Dieser weitere, hochdruckseitige Zulauf ist bei in den zweiten Ventilsitz 20 gestellten Ventilkörper 17 verschlossen, so dass der Steuerraum 2 in Zulaufrichtung 11 lediglich über die in den Ventilraum 18 des Schaltventiles 16 mündende, permanent wirkende hochdruckseitigen Zulauf 28 mit Steuervolumen beaufschlagt wird. In the lower region of the valve chamber 18 , opposite the transmission element 22 , in the region of the second valve seat 20 below the valve body 17 adjustable in the valve chamber 18, another high-pressure inlet 29 from a high-pressure source, not shown here, opens out, be it a high-pressure pump or a high-pressure collecting chamber (common rail). with integrated third throttle element 27 . This further inlet on the high-pressure side is closed when the valve body 17 is placed in the second valve seat 20 , so that the control chamber 2 in the inlet direction 11 is acted upon with control volume only via the permanently acting inlet 28 on the high-pressure side that opens into the valve chamber 18 of the switching valve 16 .

Gemäss der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens erfolgt eine Druckentlastung des Steuerraumes 2 bei in den zweiten Ventilsitz 20 gestellten Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 in Ablaufrichtung 12 des Kraftstoffes aus dem Steuerraum 2. Das in den Strömungskanal 10 integrierte erste Drosselelement 13 wirkt hierbei als Ablaufdrossel. Eine Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 2 via Strömungskanal 10 kann gemäß der Variante in Fig. 1 entweder über den den Ventilraum 18 permanent beaufschlagenden hochdruckseitigen Zulauf 28 mit zweitem Drosselelement 26 erfolgen, so daß sich in Zulaufrichtung 11 des Kraftstoffs im Strömungskanal 10 über die dann als Zulaufdrosselelement wirkende erste Drossel 13 ein Druckaufbau im Steuerraum 2 einstellt. Es stellt sich bei Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 2 über den permanent wirkenden hochdruckseitigen Zulauf 28 eine erste Druckanstiegsgeschwindigkeit 2 in diesen und damit eine erste Düsennadelschließgeschwindigkeit ein. Wird der Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 hingegen in seinen ersten Ventilsitz 19 gestellt, erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Strömungskanales 10 sowohl über den permanent wirkenden hochdruckseitigen Zulauf 28 sowie über den weiteren hochdruckseitigen Zulauf 29 mit in diesem integriertem dritten Drosselelement 27. Demzufolge stellt sich im Strömungskanal 10 in Zulaufrichtung 11 auf den Steuerraum 2 durch Parallelschaltung der beiden Zuläufe 28, 29 eine höhere Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum 2, d. h. eine höhere Schließgeschwindigkeit der Düsennadel 6 und damit ein schnelleres Schließen der Einspritzöffnungen am brennraumseitigen Ende des Ventilkörpers 1 ein. According to the embodiment variant shown in FIG. 1 of the idea on which the invention is based, the control chamber 2 is depressurized when the valve body 17 of the switching valve 16 is placed in the second valve seat 20 in the direction of flow 12 of the fuel from the control chamber 2 . The first throttle element 13 integrated in the flow channel 10 acts here as an outlet throttle. Pressure can be applied to the control chamber 2 via the flow channel 10 , according to the variant in FIG. 1, either via the high-pressure-side inlet 28 with a second throttle element 26 , which acts permanently on the valve chamber 18 , so that in the feed direction 11 of the fuel in the flow channel 10 via the then acting as an inlet throttle element the first throttle 13 sets a pressure build-up in the control chamber 2 . When the control chamber 2 is pressurized, a first pressure rise speed 2 is established in the latter via the permanently acting high-pressure inlet 28, and thus a first nozzle needle closing speed. If, on the other hand, the valve body 17 of the switching valve 16 is placed in its first valve seat 19 , the flow channel 10 is pressurized both via the permanently acting high-pressure side inlet 28 and via the further high-pressure side inlet 29 with a third throttle element 27 integrated therein. As a result, in the flow channel 10 in the feed direction 11 to the control chamber 2, by connecting the two inlets 28 , 29 in parallel, a higher rate of pressure rise in the control chamber 2 , ie a higher closing speed of the nozzle needle 6 and thus a faster closing of the injection openings at the end of the valve body 1 on the combustion chamber side.

Fig. 2 zeigt eine weitere Injektorbauform mit in den Steuerraum mündenden hochdruckseitigen, permanent wirkenden Zulauf von einer Hochdruckquelle. FIG. 2 shows a further injector design with the permanently high-pressure inlet from a high-pressure source opening into the control chamber.

Diese Ausführungsvariante ist im Unterschied zur in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante ein hochdruckseitiger Zulauf 28 von einer nicht dargestellten Hochdruckquelle zu entnehmen, in welchen ein zweites Drosselelement 26 integriert ist, der unmittelbar in den Steuerraum 2 im Injektorkörper 1 eines Kraftstoffinjektors mündet. Auch gemäß dieser in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsvariante stehen der Steuerraum 2 und der Ventilraum 18 des Schaltventiles 16 über einen Strömungskanal 10 mit Querschnitt 15 miteinander in Verbindung. Der Strömungskanal 10 ist sowohl in Zulaufrichtung 11 auf den Steuerraum 2 hin als auch in Ablaufrichtung 12 vom Steuerraum 2, auf den Ventilraum 18 des Schaltventiles 16 hin, durchströmbar. Analog zur Darstellung des Strömungskanales 10 gemäß Fig. 1 ist in den Strömungskanal 13 ein erstes Drosselelement 13, ausgebildet im Drosselquerschnitt 14 angeordnet. Der Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 wird über ein Übertragungselement 22 mittels eines hier nicht näher dargestellten Aktors in Bewegungsrichtung 23 bewegt. In contrast to the first embodiment variant shown in FIG. 1, this embodiment variant can be seen from an inlet 28 on the high-pressure side from a high-pressure source, not shown, in which a second throttle element 26 is integrated, which opens directly into the control chamber 2 in the injector body 1 of a fuel injector. According to this second embodiment variant shown in FIG. 2, the control chamber 2 and the valve chamber 18 of the switching valve 16 are connected to one another via a flow channel 10 with a cross section 15 . The flow channel 10 is both in the inlet direction 11 to the control room 2 out and in flow direction 12 from the control room 2, to the valve chamber 18 of the switching valve 16 out flow through. Analogously to the preparation of the flow channel 10 of FIG. 1 is in the flow channel 13, a first throttle element 13, formed in the throat area 14 is arranged. The valve body 17 of the switching valve 16 is moved in the direction of movement 23 via a transmission element 22 by means of an actuator, not shown here.

Gemäß der zweiten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens mündet der weitere hochdruckseitige Zulauf 29 mit in diesem integrierten Drosselelement in den Ventilraum 18 senkrecht zur Bewegungsrichtung 23 des Ventilkörpers 17 in diesem. According to the second embodiment variant of the idea on which the invention is based, the further inlet 29 on the high-pressure side, with a throttle element integrated in this, opens into the valve chamber 18 perpendicular to the direction of movement 23 of the valve body 17 therein.

Eine Druckentlastung des Steuerraumes 2 in Ablaufrichtung 12 zum Ventilraum 18 erfolgt durch Abströmen des Steuervolumens über das erste Drosselelement 13 des Strömungskanals 10. The control chamber 2 is relieved of pressure in the outlet direction 12 to the valve chamber 18 by the control volume flowing out via the first throttle element 13 of the flow channel 10 .

Ist gemäß der zweiten Ausführungsvariante in Fig. 2 der Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 in seinen zweiten Ventilsitz 20 gestellt, ist der Strömungskanal 10 verschlossen und es erfolgt ein Druckaufbau im Steuerraum 2 mit einer ersten Druckanstiegsgeschwindigkeit über den hochdruckseitigen Zulauf 28 mit in diesem integrierten zweiten Drosselelement 26. Bei Betätigung des Ventilkörpers 17 des Schaltventiles 16 mittels des Übertragungselementes 22 und eines hier nicht näher dargestellten Aktors in seinen ersten Ventilsitz 19 im Injektorkörper 1, strömt über den weiteren hochdruckseitigen Zulauf 29 mit in diesem integriertem dritten Drosselelement 27 parallel zu dem Steuerraum 2 bereits ausschlagenden hochdruckseitigen Zulauf 28 weiteres Steuervolumen über den geöffneten zweiten Ventilsitz 20 in den Strömungskanal 10 in Zulaufrichtung 11 über das dann als Zulaufdrossel wirksame erste Drosselelement 13 über die Ablauf-/Zulauföffnung 9 in den Steuerraum 2 ein. Dieser ist nunmehr über zwei parallel geschaltete hochdruckseitige Zuläufe 28 bzw. 29 beaufschlagt, so daß sich eine zweite Druckanstiegsgeschwindigkeit im Steuerraum 2 einstellt, wodurch die Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 schneller in ihre Schließstellung überführt wird. Dadurch lassen sich die Einspritzöffnungen am brennraumseitigen Ende des hier nicht vollständig dargestellten Injektorkörpers 1 eines Kraftstoffinjektors schneller verschließen, so daß eine Rußentwicklung gegen Ende des im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ablaufenden Verbrennungsvorganges unterbleibt. If, according to the second embodiment variant in FIG. 2, the valve body 17 of the switching valve 16 is placed in its second valve seat 20 , the flow channel 10 is closed and a pressure build-up takes place in the control chamber 2 with a first pressure rise speed via the inlet 28 on the high-pressure side with a second throttle element integrated therein 26 . When the valve body 17 of the switching valve 16 is actuated in its first valve seat 19 in the injector body 1 by means of the transmission element 22 and an actuator, not shown here, flows via the further inlet 29 on the high-pressure side, with the third throttle element 27 integrated in this, parallel to the control chamber 2, already deflecting high-pressure side Inlet 28 further control volume via the opened second valve seat 20 into the flow channel 10 in the inlet direction 11 via the first throttle element 13, which then acts as an inlet throttle, via the outlet / inlet opening 9 into the control chamber 2 . This is now acted upon via two inlets 28 and 29 on the high-pressure side, which are connected in parallel, so that a second rate of pressure rise occurs in the control chamber 2 , as a result of which the nozzle needle / tappet arrangement 6 is brought into its closed position more quickly. As a result, the injection openings at the combustion chamber end of the injector body 1 of a fuel injector, which is not fully shown here, can be closed more quickly, so that soot formation towards the end of the combustion process taking place in the combustion chamber of the internal combustion engine is avoided.

Der Darstellung gemäß Fig. 3 ist eine Injektorbauform mit einem seitlich am Schaltventil- Ventilraum mündenden Strömungskanal zu entnehmen. The illustration according to FIG. 3 shows an injector design with a flow channel opening laterally on the switching valve valve space.

Gemäß dieser dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist der Steuerraum 2 analog zur Darstellung gemäß Fig. 2 mit einem permanent wirkenden hochdruckseitigen Zulauf 28 mit Hochdruck beaufschlagt, in welchem das zweite Drosselelement 26 aufgenommen ist. Der Steuerraum 2 steht über einen Strömungskanal 10 der bei 30 in den Ventilraum 18 des Schaltventiles 16 mündet mit diesem in Verbindung. Auch gemäß der dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist der Strömungskanal 10 sowohl in Zulaufrichtung 11 über das in diesem Falle als Zulaufdrossel fungierende erste Drosselelement 13 mit Kraftstoff beaufschlagbar; eine Druckentlastung des Steuerraumes 2 erfolgt in Ablaufrichtung 12 in den Ventilraum 18 über das in diesem Falle als Ablaufdrossel wirkende erste Drosselelement 13 im Strömungskanal 10. Im Unterschied zur in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Lösung mündet der weitere hochdruckseitige Zulauf 29 mit integriertem dritten Drosselelement am zweiten Ventilsitz 20 des Ventilkörpers 17 am Ventilraum 18 des Schaltventiles 16. Analog zu der ersten Ausführungsvariante und der zweiten Ausführungsvariante, ist der Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 vorzugsweise als Kugel gestaltet und in Bewegungsrichtung 23 über einen hier nicht dargestellten Aktor bewegbar. Das Übertragungselement 22, welches eine Seite des kugelförmig konfigurierten Ventilkörpers 17 beaufschlagt, ist von einem Ringspalt 21 umschlossen, der zwischen der Mantelfläche des Übertragungselementes 22 und der gehäuseseitigen Bohrung des Ventilkörpers 1, von der sich ein Ablauf 24 erstreckt, umschlossen. According to this third embodiment variant of the idea on which the invention is based, the control chamber 2 is acted upon with high pressure analogously to the representation according to FIG. 2 with a permanently acting high-pressure inlet 28 , in which the second throttle element 26 is accommodated. The control chamber 2 is connected via a flow channel 10 which opens at 30 into the valve chamber 18 of the switching valve 16 . According to the third variant of the concept on which the invention is based, fuel can also be supplied to the flow channel 10 in the feed direction 11 via the first throttle element 13, which in this case acts as the feed throttle; a pressure relief of the control chamber 2 takes place in flow direction 12 into the valve chamber 18 via the acting as a flow restrictor in this case, first throttle member 13 in the flow pin 10. In contrast to the second embodiment variant of the solution on which the invention is based, which is shown in FIG. 2, the further inlet 29 on the high-pressure side opens with an integrated third throttle element on the second valve seat 20 of the valve body 17 on the valve chamber 18 of the switching valve 16 . Analogous to the first embodiment variant and the second embodiment variant, the valve body 17 of the switching valve 16 is preferably designed as a ball and can be moved in the direction of movement 23 by an actuator (not shown here). The transmission element 22 , which acts on one side of the spherically configured valve body 17 , is enclosed by an annular gap 21, which is enclosed between the outer surface of the transmission element 22 and the housing-side bore of the valve body 1 , from which an outlet 24 extends.

Ist der Ventilkörper 17 des Schaltventiles 16 durch Betätigung des Übertragungselementes 22 in vertikal nach unten gerichtete Richtung in seinen zweiten Ventilsitz 20 am Ventilraum 18 gestellt, ist der weitere hochdruckseitige Zulauf 29 mit in diesem integrierten dritten Drosselelement 27 verschlossen. In dieser Schaltstellung des Ventilkörpers 17 des Schaltventiles 16 erfolgt der Druckaufbau im Steuerraum 2 über den diesen permanent beaufschlagenden hochdruckseitigen Zulauf 28 mit in diesem integrierten zweiten Drosselelement 26. Gemäß der Auslegung des zweiten Drosselelementes 26 stellt sich im Steuerraum 2 eine erste Druckanstiegsgeschwindigkeit 1 an, zu welcher proportional die Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 in ihre Schließstellung im Injektorkörper 1 einfährt. If the valve body 17 of the switching valve 16 is placed in its second valve seat 20 on the valve chamber 18 in the vertically downward direction by actuating the transmission element 22 , the further inlet 29 on the high-pressure side is closed with a third throttle element 27 integrated in this. In this switching position of the valve body 17 of the switching valve 16 , the pressure build-up in the control chamber 2 takes place via the inlet 28 on the high-pressure side, which acts permanently on it, with the second throttle element 26 integrated in this. According to the design of the second throttle element 26 , a first rate of pressure increase 1 occurs in the control chamber 2 , to which the nozzle needle / tappet arrangement 6 moves proportionally into its closed position in the injector body 1 .

Wird der Ventilkörper 17 des Schaltventils 16 durch Betätigung des Übertragungselementes 22 hingegen in seinen ersten Ventilsitz 19 im Injektorkörper 1 gestellt, wird die Mündung des weiteren hochdruckseitigen Zulaufs 29 mit integriertem Drosselelement 27 am Ventilraum 18 freigegeben. Demzufolge strömt entsprechend der Drosselauslegung des ersten Drosselelementes 13 im Strömungskanal 10 und der Auslegung des dritten Drosselelementes 27 im weiteren hochdruckseitigen Zulauf 29 ein größeres Steuervolumen durch die parallel geschalteten hochdruckseitigen Zuläufe 28 und 29 in den Steuerraum 2 im Injektorkörper 1 des Kraftstoffinjektors 1 ein, wodurch sich im Steuerraum 2 eine zweite, im Vergleich zur ersten Druckanstiegsgeschwindigkeit, höhere Druckanstiegsgeschwindigkeit einstellt. Demzufolge fährt die Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6, die entsprechend des Druckanstieges im Steuerraum 2 betätigt wird, langsamer, mit einer ersten Schließgeschwindigkeit oder bei parallel geschalteten Zuläufen 28, 29 mit einer zweiten höheren Schließgeschwindigkeit in ihre Schließstellung wodurch sich die brennraumseitig angeordneten Einspritzöffnungen im Injektorkörper 1 schneller schließen lassen. Ein schnelles Schließen der Düsennadel-/Stößel-Anordnung 6 im Injektorkörper 1 gegen Ende der Haupteinspritzphase ist deshalb von großer Bedeutung, da ein Einspritzen von Kraftstoff gegen Ende der bereits weitgehend abgelaufenen Verbrennung im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zu unzulässig großen HC-Emissionen und zu übermäßiger Rußentwicklung führen können. Dies gilt es aus Gründen der Luftreinhaltung tunlichst zu vermeiden, was über die erfindungsgemäß geschilderte Lösung bewerkstelligt werden kann. Bezugszeichenliste 1 Injektorkörper
2 Steuerraum
3 Steuerraumwandung
4 Steuerraumfläche
5 Anschlag
6 Düsennadel-/Stößel-Anordnung
7 Bewegungsrichtung
8 Stirnfläche
9 Ablauf-/Zulauföffnung
10 Strömungskanal
11 Zulaufrichtung
12 Ablaufrichtung
13 erstes Drosselelement
14 Drosselquerschnitt
15 Querschnitt Strömungskanal
16 Schaltventil
17 Ventilkörper
18 Ventilraum
19 erster Ventilsitz
20 zweiter Ventilsitz
21 Ringspalt
22 Übertragungselement
23 Bewegungsrichtung
24 Ablauf
25 Mündung
26 zweites Drosselelement (permanent wirkend)
27 drittes Drosselelement (schaltbar)
28 hochdruckseitiger Zulauf
29 weiterer hochdruckseitiger Zulauf
30 Strömungskanalmündung
If, on the other hand, the valve body 17 of the switching valve 16 is placed in its first valve seat 19 in the injector body 1 by actuation of the transmission element 22 , the mouth of the further high-pressure inlet 29 with an integrated throttle element 27 on the valve chamber 18 is released. Accordingly, flows corresponding to the throttle design of the first throttle element 13 in the flow channel 10 and the design of the third throttle element 27 in further high-pressure side inlet 29, a larger control volume through the parallel-connected high-pressure side inlets 28 and 29 into the control chamber 2 in the injector body 1 of the fuel injector 1 a, whereby in the control room 2 sets a second pressure rise speed which is higher than the first pressure rise speed. As a result, the nozzle needle / tappet arrangement 6 , which is actuated in accordance with the pressure increase in the control chamber 2 , moves more slowly into its closed position at a first closing speed or, in the case of inlets 28 , 29 connected in parallel, at a second higher closing speed, as a result of which the injection openings on the combustion chamber side are located in Let injector body 1 close faster. A quick closing of the nozzle needle / tappet arrangement 6 in the injector body 1 towards the end of the main injection phase is therefore of great importance, since an injection of fuel towards the end of the largely completed combustion in the combustion chamber of the internal combustion engine leads to inadmissibly large HC emissions and excessive soot development being able to lead. For reasons of air pollution control, this is to be avoided as far as possible, which can be accomplished via the solution described according to the invention. LIST OF REFERENCES 1 injector
2 control room
3 control room wall
4 control room area
5 stop
6 nozzle needle / plunger arrangement
7 Direction of movement
8 end face
9 drain / inlet opening
10 flow channel
11 Inflow direction
12 drain direction
13 first throttle element
14 throttle cross section
15 cross section of flow channel
16 switching valve
17 valve body
18 valve compartment
19 first valve seat
20 second valve seat
21 annular gap
22 transmission element
23 Direction of movement
24 process
25 mouth
26 second throttle element (permanent acting)
27 third throttle element (switchable)
28 inlet on the high-pressure side
29 further inlet on the high pressure side
30 flow channel mouth

Claims

1. Fuel injector for direct-injection internal combustion engines with an injector body ( 1 ) which comprises a control chamber ( 2 ), via the pressurization / pressure relief of which a nozzle needle / tappet arrangement ( 6 ) in the injector body ( 1 ) can be actuated, the control chamber ( 2 ) Can be relieved of pressure via a flow channel ( 10 ) with a first throttle element ( 13 ) and is connected to a high pressure source via a permanently acting inlet ( 28 ) with a second throttle element ( 26 ) and accommodates a switching valve ( 16 ) in the injector body ( 1 ) which is connected to the control chamber ( 2 ) via the flow channel ( 10 ), characterized in that, to build up pressure in the control chamber ( 2 ) by means of the switching valve ( 16 ), a further inlet ( 29 ) on the high-pressure side with a third throttle element ( 27 ) the permanently acting high-pressure inlet ( 28 ) can be connected in parallel.

2. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the further throttle-side inlet ( 29 ) containing the third throttle element ( 27 ) opens into the valve chamber ( 18 ) of the switching valve ( 16 ).

3. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the flow channel, which connects the control chamber ( 2 ) and a valve chamber ( 18 ) of the switching valve ( 16 ), in the feed direction ( 11 ) of the fuel to the control chamber ( 2 ) or in the discharge direction ( 12 ) of the fuel from the control chamber ( 2 ) to the valve chamber ( 18 ) can be acted upon.

4. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the permanently acting, high-pressure inlet ( 28 ) in the valve chamber ( 18 ) of the switching valve ( 16 ) opens.

5. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the permanently acting, high-pressure inlet ( 28 ) in the control chamber ( 2 ) of the injector body ( 1 ) opens.

6. Fuel injector according to claim 2, characterized in that the mouth of the further, high-pressure inlet ( 29 ) in the valve chamber ( 18 ) on a seat ( 20 ) of the valve body ( 17 ) in the actuating direction ( 23 ) of the valve body ( 17 ) is oriented.

7. The fuel injector according to claim 4, characterized in that the inlet permanently acting high-pressure side (28) to the actuating direction (23) of the switch valve (16) opens the switching valve (16) in the valve chamber (18) perpendicularly of the valve body (17).

8. The fuel injector of claim 2, characterized in accordance with that the mouth of the other high-pressure side inflow (29) in the valve chamber (18) the switching valve (16) of the valve body (17) of the switching valve is arranged (16) perpendicular to the actuating direction (23).

9. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the valve body ( 17 ) of the switching valve ( 16 ) is spherical and can be adjusted by means of a transmission element ( 22 ) in a first valve seat ( 19 ) or a second valve seat ( 20 ).

10. The fuel injector according to claim 9, characterized in that an annular gap (21) is formed between the transmission element (22) and the injector body (1) on the valve chamber (18) through which upon pressure relief of the control chamber (2) flowing off control volume an outlet ( 24 ) flows in.