DE10131619A1 - Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung - Google Patents

Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung

Info

Publication number
DE10131619A1
DE10131619A1 DE2001131619 DE10131619A DE10131619A1 DE 10131619 A1 DE10131619 A1 DE 10131619A1 DE 2001131619 DE2001131619 DE 2001131619 DE 10131619 A DE10131619 A DE 10131619A DE 10131619 A1 DE10131619 A1 DE 10131619A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
chamber
valve
control valve
seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001131619
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Boecking
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE2001131619 priority Critical patent/DE10131619A1/de
Priority to PCT/DE2002/002294 priority patent/WO2003004857A1/de
Priority to EP02754256A priority patent/EP1404962A1/de
Publication of DE10131619A1 publication Critical patent/DE10131619A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M45/00Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
    • F02M45/12Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship providing a continuous cyclic delivery with variable pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0033Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat
    • F02M63/0036Lift valves, i.e. having a valve member that moves perpendicularly to the plane of the valve seat with spherical or partly spherical shaped valve member ends
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0045Three-way valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0031Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/0056Throttling valves, e.g. having variable opening positions throttling the flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28Details of throttles in fuel-injection apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0026Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using piezoelectric or magnetostrictive actuators

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. In einem Injektorgehäuse (1) ist ein Steuerraum (21) ausgebildet, über welchem eine Düsennadel zum Verschließen oder Freigeben von Einspritzöffnungen angesteuert wird. Der Steuerraum (21) ist mittels eines 3/2-Wege-Steuerventils (5) oder mittels eines 3/3-Wege-Steuerventils (25) druckentlastbar, wobei die Steuerventile (5, 25) von einem Ventilraum (3) umschlossen sind. Der Steuerraum (21) ist entweder über eine Zulaufdrossel direkt druckbeaufschlagbar und zwei mit einem 3/2-Wege-Steuerventil (5) parallel schaltbare Drosselelemente (12, 5) sind druckentlastbar, wenn als Steuerteil ein 3/2-Wege-Ventil (5) zum Einsatz kommt. Bei Einsatz eines 3/2-Wege-Steuerventils (25) kann der Steuerraum (21) über zwei Drosselelemente (2, 15) druckentlastet werden, die in Zulaufrichtung (26) als Zulaufdrosseln (27, 28) zum Steuerraum (21) schaltbar sind.

Description

    Technisches Gebiet
  • Bei Kraftfahrzeugen mit luftverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen werden Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet, deren Kraftstoffinjektoren über Zwischenschaltung von Hochdrucksammelräumen (Common rail) mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Einspritzbeginn und Einspritzmenge werden mit dem elektrisch ansteuerbaren Injektor eingestellt. Die Kraftstoffinjektoren werden, ohne wesentliche Modifikationen am Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine vornehmen zu müssen, an diesen angebaut. Je nach Einsatzzweck, ob an Personenkraftwagen oder an Nutzfahrzeugen, kann durch die jeweils eingesetzten Injektoren Einfluss auf den Verlauf der Einspritzung genommen werden.
  • Stand der Technik
  • EP 0 987 432 A2 betrifft einen Kraftstoffinjektor. Dieser umfasst eine Düsennadel, welche über ein Federelement in ihren Sitz gedrückt wird. Die Stirnfläche der Düsennadel wird über den Kraftstoffdruck in einem Steuerraum beaufschlagt, in welchem Kraftstoff über eine Versorgungsleitung einströmt, in der ein Drosselelement aufgenommen ist. Im Kraftstoffinjektor ist ferner ein Ablaufventil aufgenommen, welches das Ablaufen des Kraftstoffs von der Versorgungsleitung in einen Niederdruckbereich steuert, ferner ein Steuerventil, welches die Verbindung zwischen Steuerraum und dem Niederdruckbereich freigibt oder verschließt. Das Ablaufventil und das Steuerventil werden über einen gemeinsamen elektromagnetischen Aktor betätigt. Der Aktor ist in einem Gehäuse aufgenommen, welches das Ablaufventil und das Steuerventil umschließt. Das Steuerventil, das Ablaufventil und der Aktor sind so angeordnet, dass im deaktivierten Zustand das Ablaufventil und das Steuerventil in ihrer jeweiligen Offenstellung stehen. Wird der Aktor in eine erste Stellung bewegt, welche einem ersten Stromniveau entspricht, wird das Ablaufventil geschlossen, während das Steuerventil in seiner Offenstellung verbleibt. Wird der elektromagnetische Aktor hingegen weiterbestromt und erreicht ein zweites, höherliegendes Bestromungsniveau, wird auch das Steuerventil geschlossen.
  • Mit dieser Lösung wird die Einspritzung durch die Deaktivierung des Aktors beendet, wobei das Ablaufventil zunächst öffnet. Da kurz vor dem Öffnen des Ablaufventils das Steuerventil noch offen steht, kann der Druck, gegen den das Federelement der Düsennadel beim Schließen der Düse arbeitet, abgesenkt werden, so dass ein schnelleres Nadelschließen erzielbar ist.
  • EP 0 994 248 A2 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufformung durch einen Piezoaktor. Am Injektorkörper des Kraftstoffinjektors ist eine Einspritzöffnung ausgebildet. Im Injektorkörper ist eine Düsennadel bewegbar aufgenommen, die zwischen einer Freigabestellung der Einspritzöffnung und einer Schließstellung der Einspritzöffnung hin- und her bewegbar ist. Ein piezoelektrischer Aktor ist im Injektorkörper aufgenommen und zwischen einer aktiven und einer inaktiven Position bewegbar. Mittels eines Kupplungselementes sind die Düsennadeln und der piezoelektrische Aktor miteinander verbunden, um die Bewegung des piezoelektrischen Aktors in eine größere Bewegung der Düsennadel bei deren Hub im Injektorkörper umzuwandeln.
  • DE 197 15 234 A1 bezieht sich auf ein magnetventilgesteuertes Kraftstoffeinspritzventil für Speichereinspritzsysteme von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen. Dieses umfasst eine in jedes Ventilgehäuse einer federbelasteten Düsennadel führende und durch einen Steuerblock mit Ventilfunktion absperrbare Zuführleitung. Ferner ist eine sich in einem Federraum abstützende und die Düsennadel auf ihren Nadelsitz drückende Düsennadelfeder vorgesehen, ferner ein auf der Rückseite des unter Systemdruck stehenden Steuerkolbens angeordneter Steuerraum sowie ein Magnetventil, durch das der Steuerraum mit einer Entlastungsleitung verbindbar und gleichzeitig zur Einspritzung die Absperrung der zur Düsennadel führenden Zuführleitung durch einen Ansteuerkolben angeordnetes Hochdruckventil aufhebbar ist. Zwischen der Zuführleitung und der Entlastungsleitung erstreckt sich eine gedrosselte Leitungsverbindung, wobei die Leitungsverbindung ein mit dem Magnetventil in Rückverbindung stehendes Leckageventil umfasst, durch das während der Einspritzung die Leitungsverbindung unterbrochen werden kann.
  • Darstellung der Erfindung
  • Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich die Bewegung der Düsennadel im Injektorgehäuse eines Kraftstoffinjektors durch Steuerung der Druckentlastung eines im Injektorgehäuse integrierten Steuerraums herbeiführen, wobei der Steuerraum über zwei Ablaufdrosseln druckentlastet werden kann. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann ein Ventilglied eines 3/2-Weg-Ventils zwischen individuellen Schaltstufen hin- und her geschaltet werden, wobei sich das Ventilglied an einem ersten Sitz im Ventilraum sowie in einen zweiten Sitz im Ventilraum sowie eine Zwischenstellung zwischen den Sitzen schalten lässt. Dazu lässt sich das 3/2-Weg-Ventil mittels eines Piezoaktors oder eines Magnetventils betätigen.
  • In einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung kann die den Steuerraum mit unter hohem Druck stehenden Steuervolumen beaufschlagende Zulaufdrossel unmittelbar in den Steuerraum, der eine Düsennadelstirnfläche beaufschlagt, münden; eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Zulaufdrossel im Injektorkörper zu positionieren, so dass diese den Ventilraum eines 3/2-Weg-Ventils beaufschlagt und ein oder beide Ablaufkanäle mit integrierten Ablaufdrosseln als Zuläufe mit Zulaufdrosseln zum Steuerraum genutzt werden können.
  • Mit den erfindungsgemäßen Lösungsvarianten kann ein Ansteuern eines zum Beispiel kugelförmig konfigurierten Steuerventilkörpers in einen zweiten Sitz oder eine Zwischenstellung zwischen zwei Sitzen erzielt werden, sodass sich eine langsamere Druckentlastung des Steuerraumes über lediglich eine Ablaufdrossel oder eine schnellere Druckentlastung des Steuerraumes über zwei geöffnete Ablaufkanäle mit darin aufgenommenen Ablaufdrosselelementen erzielen lässt. Über das Vorsehen einer zweiten Ablaufdrossel zum die Düsennadel des Kraftstoffinjektors beaufschlagenden Steuerraum lässt sich ein individuelles Öffnen und Schließen der Düsennadel einstellen, so dass die Einspritzrate, mit der der Kraftstoff in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt wird, dementsprechend beeinflusst werden kann.
  • Daneben ist eine Beeinflussung des Düsennadelhubes durch schnellen Druckaufbau und schnelle Druckentlastung auch dadurch möglich, dass die den Steuerraum entlastenden beiden Ablaufdrosseln mittels eines 3/3-Wege-Steuerventiles auch als Zulaufdrosseln beziehungsweise Zulaufkanäle einsetzbar sind. Dadurch kann ein Druckaufbau sowohl über beide Drosseln als auch über eine der beiden Drosseln folgen, sodass der Düsennadel über eine in den Düsenraum hineinragende Druckstange beziehungsweise deren Stirnfläche zwei Schließgeschwindigkeiten aufgeprägt werden können.
  • Beide Ausführungsvarianten des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens erlauben somit eine Einspritzverlaufsformung durch Erzeugung einer Boot-Phase oder eines rampenförmigen Einspritzverlaufes. Die Einspritzverlaufsformung stellt einerseits ein probates Mittel dar, das Emissionsverhalten der Verbrennungskraftmaschine positiv zu beeinflussen, indem Einspritzungen gegen Ende der Verbrennung, die zu hohen HC-Emissionen führen würden, vermieden werden.
  • Zeichnung
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher beschrieben.
  • Es zeigt:
  • Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit 3/2-Wege-Ventil und in den Steuerraum mündender Zulaufdrossel,
  • Fig. 2 die Gegenüberstellung sich einstellender Einspritzraten abhängig von der Schaltstellung des Ventilkörpers gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 1 und
  • Fig. 3 eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Zulaufdrossel in den Ventilraum eines 3/3-Steuerventiles mündet.
  • Ausführungsvarianten
  • Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung mit 3/2-Wege-Ventil und in den Steuerraum direkt mündender Zulaufdrossel.
  • Gemäß der Darstellung in Fig. 1 umfasst ein Injektorgehäuse 1 eines Kraftstoffinjektors zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine einen Ventilraum 3. In der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 ist im Ventilraum 3 im Injektorgehäuse 1 ein kugelförmig konfigurierter Steuerventilkörper 6 eines 3/2-Weg- Steuerventiles 5 aufgenommen. Wie bei einem hier nicht dargestellten Steller, sei es einem Piezoaktor oder ein schnell schaltendes Magnetventil, wird der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles über ein schematisch dargestelltes Übertragungselement 2 betätigt. Das Übertragungselement 2 durchsetzt eine Ablaufbohrung 4 im Injektorgehäuse 1, über welches in den Ventilraum 3 abgesteuertes Steuervolumen bei Druckentlastung eines Steuerraumes 21 abströmen kann.
  • Am Ventilraum 3 im Injektorgehäuse 1 ist ein erster Sitz 7 ausgebildet, dem ein zweiter Sitz 8 gegenüberliegt. In gestrichelter Darstellung ist eine Zwischenstellung 9 wiedergegeben, in welche der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 mittels des Übertragungselementes 2 stellbar ist. In den Ventilraum 3 im Injektorgehäuse 1 mündet ein erster Ablaufkanal 10 des Steuerraumes 21. In diesen ist eine erste Ablaufdrossel 12 integriert, die in einem Drosselquerschnitt 13 ausgebildet ist. Weiterhin erstreckt sich vom druckentlastbaren Steuerraum 21 ein zweiter Druckablaufkanal 14, in welchem eine zweite Ablaufdrossel 15 aufgenommen ist. Die zweite Ablaufdrossel 15 ist in einem Drosselquerschnitt 16 ausgebildet; der Querschnitt des mit einem Knie 11 versehenen Ablaufkanals 14 ist mit Bezugszeichen 18 gekennzeichnet. Auch der zweite Ablaufkanal 14 mündet in den Ventilraum 3, in welchem der Steuerventilkörper 6 aufgenommen ist.
  • In der Ausführungsvariante gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird der Steuerraum 21 im Injektorgehäuse 1 über eine Zulaufdrossel 19 mit einem Steuervolumen aufschlagt. Die Zulaufdrossel 19 ist in einen Zulauf 20, der sich von einem nicht dargestellten Hochdrucksammelraum (Common rail) aus erstreckt, integriert. Der Steuerraum 21 wird einerseits durch eine Wandung 22 des Injektorgehäuses 1 begrenzt, andererseits ist der Steuerraum 21 durch eine Stirnfläche 24 einer Druckstange 23 begrenzt, die ihrerseits die Vertikalbewegung einer in Fig. 1 nicht dargestellten Düsennadel im Injektorgehäuse 1 des Kraftstoffinjektos steuert.
  • Wird der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 über das Übertragungselement 2 in seinem ersten Sitz 7 gestellt, ist der Steuerraum 21 ablaufseitig geschlossen. Über die Zulaufdrossel 19 und den Zulauf 20 vom Hochdrucksammelraum (Common rail) steht hoher Druck im Steuerraum 21 an, der die Druckstange 23 und damit die Düsennadel im Injektorgehäuse 1 in ihre Schließstellung zwingt. Wird nach Betätigung des hier nicht dargestellten Aktors der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 über das Übertragungselement 2 in seinen zweiten Sitz 8 gestellt, wird der erste Ablaufkanal 10 verschlossen, so dass eine Druckentlastung des Steuerraumes 21 nur über die Ablaufdrossel 15 im zweiten Ablaufkanal 14 erfolgt. Die Druckentlastung des Steuerraumes 21 ist vom Ablaufdrosselquerschnitt 16 des im zweiten Ablaufkanal 14 aufgenommenen Ablaufdrosselelementes 15 abhängig. Entsprechend der Druckentlastung des Steuerraumes 21 durch abströmendes Steuervolumen über den zweiten Ablaufkanal 14 in den Ventilraum 3, erfolgt ein Auffahren der Druckstange 23 in den Steuerraum 21, so dass die Düsennadel mit einer ersten Öffnungsgeschwindigkeit öffnet.
  • Wird hingegen über den nicht dargestellten Aktor und das Übertragungselement 2 der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 in eine in gestrichelter Darstellung wiedergegebene Mittelstellung 9 gefahren, sind beide Ablaufkanäle 10 beziehungsweise 14 des Steuerraues 21 mit dem Ventilraum 3 verbunden, so dass eine schnellere Druckentlastung des Steuerraumes 21 durch über zwei Ablaufkanäle 10 beziehungsweise 14 erfolgendes Abströmen von Steuervolumen erfolgen kann. In diesem Falle öffnet die über die Druckstange 23 betätigte Düsennadel schneller.
  • Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 geht eine Gegenüberstellung sich einstellender Einspritzraten abhängig von der Schaltstellung des Ventilkörpers gemäß der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsvariante hervor.
  • Wird der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 von seinem ersten Sitz 7 unmittelbar in seinen zweiten Sitz 8 gemäß des geschlossenen Kurvenzuges im unteren Diagramm der Darstellung nach Fig. 2 gestellt, erfolgt ein allmählicher Einstieg der Einspritzrate gemäß des im oberen Diagramm der Darstellung gemäß Fig. 2 gezeigten, in durchgezogenen Linien wiedergegebenen Kurvenzuges 50. Es stellt sich demnach ein langsamer Druckabbau im Steuerraum 21 über den Ablaufkanal 14 in dem Ventilraum 3 ein, der ein allmähliches Öffnen der Düsennadel durch die in den Steuerraum 21 einfahrende Druckstange 23 zur Folge hat.
  • Wird der Steuerventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 hingegen entsprechend des im unteren Diagramm der Darstellung nach Fig. 2 mit 43' bezeichneten Verlaufs der Schaltstellungen in eine Mittelstellung 9 gefahren, erfolgt eine Einspritzung, die im oberen Diagramm der Darstellung gemäß Fig. 2 mit dem Kurvenzug 43 in punktförmiger Darstellung wiedergegeben ist. Durch den in Mittelstellung 9 gefahrenen Ventilkörper 6 des 3/2-Wege-Steuerventiles 5 erfolgt eine schnellere Druckentlastung des Steuerraumes 21, der eine schnellere Öffnungsbewegung der Düsennadel zur Folge hat, da sich durch schnellere Druckentlastung des Steuerraumes 21 die Druckstange 23 schneller in diesen bewegt und die Düsennadel daher schneller öffnet. Am Durchschaltezeitpunkt 48 wird der Ventilkörper 6 in seinen zweiten Sitz 8 geschaltet, so dass sich dem Durchschaltezeitpunkt ein langsamer Druckabbau im Steuerraum 21 vollzieht, was eine Verlangsamung der Öffnungsbewegung der Düsennadel im Injektorgehäuse 1 nach sich zieht.
  • Wird der Ventilkörper 6 des 3/2-Wege-Ventils zunächst von seinem ersten Sitz 7 in seinen zweiten Sitz 8 geschaltet, erfolgt gemäß der strichpunktierten Linie 44 im oberen Diagramm in Fig. 2 ein rampenförmiger, dem Einspritzratenanstieg 40 entsprechender Anstieg der Einspritzrate. Erfolgt dann eine weitere Ansteuerung des Ventilkörpers 6, um diesen mittels des Übertragungselementes 2 in seine Mittelstellung 9 zwischen dem ersten Sitz 7 und dem zweiten Sitz 8 zu überführen, folgt gemäß des mit Bezugszeichens 44 bezeichneten Einspritzratenverlaufes im oberen Diagramm der Darstellung nach Fig. 2 eine abrupte Erhöhung der Einspritzrate auf ihren Maximalwert, da nun die Düsennadel über die Druckstange 23 in den Düsenraum 21 mit höherer Geschwindigkeit auffährt.
  • Fig. 3 stellt eine 2. Ausführungsvariante dar, bei der die Zulaufdrossel den Ventilraum eines 3/3-Wege-Steuerventiles mündet.
  • In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist der druckentlastbare Steuerraum 21 über zwei Ablaufkanäle 10 beziehungsweise 14 sowohl in Entlastungsrichtung zum Ventilraum 3, als auch in Zulaufrichtung 26 zum Düsenraum 21 steuerbar. Im Ventilraum 3 münden neben den Ablaufkanälen 10 beziehungsweise 14 mit darin aufgenommenen Ablaufdrosseln 12 beziehungsweise 15 die Zulaufdrossel 19 vom Zulauf 20 des Hochdrucksammelraumes (Common rail). Der Ventilkörper 6 eines 3/3-Wege-Steuerventiles 256 ist analog zur Darstellung der ersten Ausführungsvariante in Fig. 1 als kugelförmiger Körper konfiguriert und im Ventilraum 3 in einen ersten Sitz 7 beziehungsweise in einen zweiten Sitz 8 stellbar. Dazu wird der Steuerventilkörper 6 des 3/3-Wege-Steuerventiles 25 mittels eines Übertragungselementes 2 betätigt, welches über einen hier nicht dargestellten Aktohr, sei es ein Piezoaktor oder ein Magnetventil, betätigt werden kann. Analog zur Darstellung des ersten Ausführungsbeispieles durchsetzt das Übertragungselement 2 eine Leckölablauf 4 und begrenzt durch die so gebildete Drosselstelle das Ablaufvolumen aus dem Ventilraum 3, in welchem der vorzugsweise kugelförmig konfigurierte Steuerventilkörper des 3/3- Wege-Steuerventiles 25 aufgenommen ist.
  • Die Wirkungsweise der zweiten in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante wird nachfolgend beschrieben:
    Ist der Ventilkörper 6 des 3/3-Wege-Steuerventiles 25 in seinen ersten Sitz 7 gefahren, erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 21 über Einschießen des Kraftstoffes vom Zulauf 20 des Hochdrucksammelraumes über die Zulaufdrossel 19 in den Ventilraum 3 und von dort in Zulaufrichtung 26 über die Drosselelemente 12 beziehungsweise 15 in den in dieser Schaltstellung als Zulaufkanäle dienenden Kanälen 10 beziehungsweise 14 im Injektorgehäuse 1. Dadurch erfolgt ein Druckaufbau im Steuerraum 21, der sich entsprechend der Durchflüsse an den Drosselelementen 12 beziehungsweise 15 in den Kanälen 10 beziehungsweise 14 einstellt. Die Düsennadel wird über Druckbeaufschlagung der Stirnfläche 24, welche den Steuerraum 21 an seiner Unterseite begrenzt, in ihrer Schließstellung gefahren und in dieser gehalten.
  • Sobald der Steuerventilkörper 6 des 3/3-Weg-Steuerventiles 25 aus seinem ersten Sitz 7 bewegt wird, folgt eine Druckentlastung des Steuerraumes 21 über die nun als Ablaufkanäle fungierenden Kanäle 10 beziehungsweise 14 im Injektorgehäuse 1. In diesem Falle erfolgt eine schnelle Druckentlastung des Steuerraumes 21 über beide parallelgeschaltete, in den Steuerraum mündende Ablaufkanäle 10 beziehungsweise 14. Das abströmende Steuervolumen richtet sich dabei nach den Querschnitten 13 beziehungsweise 16, in welchem die Drosseln 12 beziehungsweise 15 ausgestaltet sind, die in den als Ablaufkanälen fungierenden Kanälen 10 beziehungsweise 14 aufgenommen sind.
  • Wird der Steuerventilkörper 6 des 3/3-Wege-Steuerventiles 25 hingegen in seinen zweiten Sitz 8 gestellt, ist der erste Kanal 10 verschlossen. Ein Druckabbau des druckentlastbaren Steuerraumes 21 kann in diesem Falle lediglich noch über den als Ablaufkanal fungierenden Kanal 10 und des darin aufgenommenen Drosselelementes 15 folgen. Die Öffnungsgeschwindigkeit, die in diesem Falle wesentlich geringer ist als bei in Mittelstellung geschalteten Steuerventilkörpers 6 des 3/3-Wege-Steuerventiles 25, kann über die Abstimmung Drosselquerschnitte der Zulaufdrossel 19 mit dem Querschnitt 16 des Drosselelementes 15 erfolgen. Der Kanal 14 mündet im Ventilraum 3 seitlich neben dem Steuerventilkörper 6 und wirkt permanent. Bei Rückstellung des Steuerventilkörpers 6 in den ersten Sitz 7 des Ventilraumes 3 erfolgt die Druckbeaufschlagung des Steuerraumes 21 in Zulaufrichtung 26, wobei die Drosselelemente 13 beziehungsweise 15 als zweite Zulaufdrossel 27 beziehungsweise dritte Zulaufdrossel 28 wirken.
  • Im Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die Wandung 30 des druckentlastbaren Steuerraumes 21 mit einer Anschlagfläche 29 ausgebildet, die als Anschlagfläche für die Stirnseite 24 der Druckstange 23 dient, mit welcher der Düsennadel, die hier nicht dargestellt ist, eine Vertikalbewegung im Injektorgehäuse 1 aufgeprägt wird. Bezugszeichenliste 1 Injektorgehäuse
    2 Übertragungselement
    3 Ventilraum
    4 Leckölablauf
    5 Steuerventil 3/2
    6 Steuerventilkörper
    7 erster Sitz
    8 zweiter Sitz
    9 Mittelstellung
    10 erster Kanal
    11 Knie
    12 Drosselelement
    13 Drosselquerschnitt
    14 zweiter Kanal
    15 Drosselelement
    16 Kanalquerschnitt
    17 Durchmesser erster Kanal
    18 Durchmesser zweiter Kanal
    19 1. Zulaufdrossel
    20 Zulaufhochdrucksammelraum
    21 Steuerraum
    22 Steuerraumwandung
    23 Druckstange
    24 Stirnfläche
    25 Steuerventil 3/3
    26 Zulaufrichtung
    27 2. Zulaufdrossel
    28 3. Zulaufdrossel
    29 Steuerraumanschlagfläche
    30 Gehäusewendung
    40 Einspritzratenverlauf
    41 Zeitachse
    42 Trapez
    43 Rampe höheres Niveau
    44 Rampe normal Niveau
    45 Schaltstellungen Steuerventil
    46 erste Haltephase
    47 zweite Haltephase
    48 Durchschaltezeitpunkt
    49 Umschaltung Mittelstellung

Claims (10)

1. Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Verbrennraum einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Injektorgehäuse (1), in welchem ein Steuerraum (21) ausgebildet ist, über welchen eine Düsennadel zum Verschließen oder Freigeben von Einspritzöffnungen angesteuert wird, wobei der Steuerraum (21) mittels eines 3/2-Wege-Ventils (5) oder mittels eines 3/3-Wege-Ventils (25) druckentlastbar ist und die Steuerventile (5, 25) von einem Ventilraum (3) umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (21) durch mittels des Steuerventils (S. 25) parallel schaltbare Drosselelemente (12, 15) druckentlastbar ist, die in Kanälen (10, 14) aufgenommen sind, die in den Ventilraum (3) des Steuerventils (5, 25) münden.
2. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilkörper (6) des 3/2-Wege-Ventils (5) oder des 3/3-Wege-Ventils (25) kugelförmig ausgebildet ist und mit einem Übertragungselement (2) in einen ersten Sitz (7) sowie einen zweiten Sitz (8) im Injektorgehäuse (2) stellbar ist.
3. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Steuerraum (21) abströmende, in den Ventilraum (3) einströmende Steuervolumen aus diesen über einen Leckölablauf (4) abströmt, der von einem den Steuerventilkörper (6) betätigenden Übertragungselement (2) durchsetzt ist.
4. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerventilkörper (6) mittels eines Aktors und eines Übertragungselementes (2) in mindestens zwei Stellpositionen (7, 8) im Ventilraum (2) stellbar ist.
5. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schließstellung des Steuerventilkörpers (6) des 3/2-Wege-Ventils (5) im Injektorgehäuse (2) in seinen ersten Sitz (7) der Steuerraum (21) über eine Zulaufdrossel (19) befüllt wird.
6. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine allmähliche Druckentlastung des Steuerraumes (21) bei Anlage des Steuerventilkörpers (6) des 3/2-Wege-Steuerventiles (5) in seinen zweiten Sitz (8) über den Kanal (14) mit Drosselelement (15) in den Ventilraum (3) erfolgt.
7. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei in eine Mittelstellung (9) zwischen dem ersten Sitz (7) und dem zweiten Sitz (8) gestellten Steuerventilkörper (6) des 3/2-Wege-Steuerventiles (5) eine schnelle Druckentlastung des Steuerraumes (21) über beide Kanäle (10, 14) in den Ventilraum (3) erfolgt.
8. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei in den ersten Sitz (7) gefahrenem Steuerventilkörper (6) des 3/3-Wege-Steuerventiles (25) eine Druckbeaufschlagung des Steuerraumes (21) über die in den Ventilraum (3) mündenden Drosselelemente (12, 15), welche als Zulaufdrosseln (27, 28) in Zulaufrichtung (26) wirken, über die Kanäle (10, 14) erfolgt.
9. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei aus dem ersten Sitz (7) öffnenden Steuerventilkörper (6) des 3/3-Wege-Steuerventils (25) der Steuerraum (21) über die beiden Kanäle (10, 14) in Ablaufrichtung zum Ventilraum (3) parallel druckentlastet wird.
10. Kraftstoffinjektor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei in den zweiten Sitz (8) durchgeschalteten Steuerventilkörpers (6) des 3/3-Wege-Steuerventiles (25) eine Druckentlastung des Steuerraumes (21) in den Ventilraum (3) über den Kanal (14) mit Drosselelement (12) in Ablaufrichtung erfolgt, der im Ventilraum (3) neben dem Steuerventilkörper (6) mündet.
DE2001131619 2001-06-29 2001-06-29 Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung Withdrawn DE10131619A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001131619 DE10131619A1 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung
PCT/DE2002/002294 WO2003004857A1 (de) 2001-06-29 2002-06-21 Kraftstoffinjektor mit einspritzverlaufsformung
EP02754256A EP1404962A1 (de) 2001-06-29 2002-06-21 Kraftstoffinjektor mit einspritzverlaufsformung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001131619 DE10131619A1 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10131619A1 true DE10131619A1 (de) 2003-01-23

Family

ID=7690064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001131619 Withdrawn DE10131619A1 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1404962A1 (de)
DE (1) DE10131619A1 (de)
WO (1) WO2003004857A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1541860A1 (de) * 2003-12-12 2005-06-15 Delphi Technologies, Inc. Einspritzventil mit Steuerungsventil, das den Druck im Steuerungsraum steuert
DE102010063981A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Continental Automotive Gmbh Magnetodynamischer Aktor und Verfahren zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils
US20170276112A1 (en) * 2014-12-19 2017-09-28 Volvo Truck Corporation Injection system of an internal combustion engine and automotive vehicle including such an injection system
DE102017205772A1 (de) 2017-04-05 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Kugelventil

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006027330A1 (de) 2006-06-13 2007-12-20 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
DE102014211287A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Engineering Center Steyr Gmbh & Co. Kg Fluid-Einspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102017116367A1 (de) 2017-07-20 2019-01-24 Liebherr-Components Deggendorf Gmbh Vorrichtung zum Steuern eines Injektors
KR20210152753A (ko) * 2020-06-09 2021-12-16 현대자동차주식회사 피에조일렉트릭 인젝터 및 그 제어방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740997A1 (de) * 1996-09-17 1998-03-19 Nippon Soken Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung
EP1164283A2 (de) * 2000-06-15 2001-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstoffeinspritzventil

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2580728B1 (fr) * 1985-04-19 1989-05-05 Alsacienne Constr Meca Systeme d'injection de combustible pour moteur diesel
DE59906995D1 (de) * 1998-07-31 2003-10-23 Siemens Ag Einspritzventil mit einem Servoventil
JP4048699B2 (ja) * 1999-11-10 2008-02-20 株式会社デンソー 燃料噴射弁

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19740997A1 (de) * 1996-09-17 1998-03-19 Nippon Soken Speicher-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung
EP1164283A2 (de) * 2000-06-15 2001-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Kraftstoffeinspritzventil

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 09317593 A, Patent Abstracts of Japan *
JP 11257182 A, Patent Abstracts of Japan *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1541860A1 (de) * 2003-12-12 2005-06-15 Delphi Technologies, Inc. Einspritzventil mit Steuerungsventil, das den Druck im Steuerungsraum steuert
US6997166B2 (en) 2003-12-12 2006-02-14 Delphi Technologies, Inc. Fuel injector
DE102010063981A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Continental Automotive Gmbh Magnetodynamischer Aktor und Verfahren zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzventils
WO2012084682A1 (de) 2010-12-22 2012-06-28 Continental Automotive Gmbh Magnetodynamischer aktor und verfahren zur betätigung eines kraftstoffeinspritzventils
US20170276112A1 (en) * 2014-12-19 2017-09-28 Volvo Truck Corporation Injection system of an internal combustion engine and automotive vehicle including such an injection system
US10550808B2 (en) * 2014-12-19 2020-02-04 Volvo Truck Corporation Injection system of an internal combustion engine and automotive vehicle including such an injection system
DE102017205772A1 (de) 2017-04-05 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Kugelventil

Also Published As

Publication number Publication date
EP1404962A1 (de) 2004-04-07
WO2003004857A1 (de) 2003-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1507972B1 (de) KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTIL FüR BRENNKRAFTMASCHINEN
WO2008049669A1 (de) Injektor mit axial-druckausgeglichenem steuerventil
DE10131619A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung
DE19921878A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine
WO2005015000A1 (de) Schaltventil mit druckausgleich für einen kraftstoffinjektor mit druckverstärker
DE102005032464A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Vorsteuerraum
DE10210927A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE10131640A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung durch schaltbare Drosselelemente
DE10031574A1 (de) Druckgesteuerter doppelschaltender Hochdruckinjektor
DE10123994A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1310666A2 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
EP1541859A1 (de) Einspritzventil
DE10131642A1 (de) Kraftstoffinjektor mit variabler Steuerraumdruckbeaufschlagung
DE10132248C2 (de) Kraftstoffinjektor mit 2-Wege-Ventilsteuerung
EP1356200A1 (de) 3/2 wegeventil
DE102007034319A1 (de) Injektor
WO2005045233A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
DE10055269A1 (de) Druckgesteuerter Injektor mit Druckübersetzung
DE10120157A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Steuerventil-integriertem Drosselelement
DE10154576C1 (de) Kraftstoffinjektor mit düsennaher Magnetventilanordnung
DE19947196A1 (de) Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen
WO2009146974A1 (de) Kraftstoffinjektor mit sitzlochdüse
WO2002033250A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für brennkraftmaschinen
EP0915251A2 (de) Speichereinspritzsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine
DE102007006083B4 (de) Kraftstoffinjektor

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee