DE10131631A1

DE10131631A1 - Fuel injector with control chamber optimized for high pressure resistance

Info

Publication number: DE10131631A1
Application number: DE2001131631
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: 2003-01-16
Also published as: EP1436498A1; WO2003004859A1

Abstract

The invention relates to a fuel injector for storage-type injection systems on direct injection internal combustion engines. The fuel injector comprises an injector body (1) in which a control space (2) is provided. A nozzle needle/plunger assembly (6) inside the injector body (1) can be actuated by said space. The pressure inside the control space (2) can be relieved by an on-off valve (19), whereby a flow channel (14) runs between the control space (2) and the valve space (20) of the on-off valve (19). A high pressure-side inlet (16) with an integrated throttling element (17) leads into the flow channel/valve space area (14, 20).

Description

Technical field

Bei luftverdichtenden Verbrennungskraftmaschinen werden heute zunehmend Speichereinspritzsysteme eingesetzt, welche die einzelnen den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine zugeordneten Kraftstoffinjektoren mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff versorgen. Durch den Einsatz eines Hochdruckspeicherraumes (Common Rail) lassen sich Druckpulsationen im Kraftstoff dämpfen, so dass der an den einzelnen Einspritzöffnungen der Kraftstoffinjektoren anstehende Kraftstoffdruck nahezu konstant gehalten werden kann. Zur Steuerung der Düsennadelbewegung werden Steuerräume in die Gehäuse der Kraftstoffinjektoren integriert, durch deren Druckentlastung sich eine Düsennadel zur Freigabe oder zum Verschließen von Einspritzöffnungen betätigen lässt. Im Allgemeinen ist der Steuerraum über eine Zulaufdrossel mit einem unter hohem Druck stehenden Kraftstoffvolumen von der Hochdruckquelle her beaufschlagbar. In air-compressing internal combustion engines are becoming increasingly common today Accumulator injection systems are used, which the individual cylinders of the Internal combustion engine associated fuel injectors with fuel under high pressure supply. By using a high-pressure storage space (common rail) Dampening pressure pulsations in the fuel, so that at the individual injection openings the fuel injectors pending fuel pressure can be kept almost constant. To control the nozzle needle movement control rooms are in the housing of the Integrated fuel injectors, through their pressure relief, a nozzle needle for release or operated to close injection openings. Generally, that is Control room via an inlet throttle with a high pressure Fuel volume can be applied from the high pressure source.

Stand der TechnikState of the art

EP 0 994 248 A2 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung durch piezoelektrische Steuerung des Düsennadelhubes. Ein Kraftstoffinjektor umfasst einen Zylinderkörper, an welchem eine Einspritzöffnung ausgebildet ist. Eine Düsennadel ist im Injektorkörper bewegbar aufgenommen und bewegt sich um einen Hubweg zwischen einer Offenstellung, in der die Einspritzöffnungen geöffnet sind und einer Schließstellung, in welcher die Einspritzöffnungen verschlossen sind. Im Injektorkörper ist ferner ein piezoelektrischer Aktor aufgenommen, dessen Piezoelement zwischen einer Einschalt- und einer Ausschaltposition hin- und her schaltbar ist. Über eine Kopplungselement in Gestalt einer Druckkammer sind die Düsennadel und der piezoelektrische Aktor derart miteinander verbunden, dass die Bewegung des Piezoelementes des piezoelektrischen Aktors in eine grössere axiale Hubbewegung der Düsennadel im Injektorgehäuse übersetzt wird. EP 0 994 248 A2 relates to a fuel injector with injection curve shaping through piezoelectric control of the nozzle needle stroke. Includes a fuel injector a cylinder body on which an injection opening is formed. A nozzle needle is movably received in the injector body and moves by a stroke between an open position in which the injection openings are open and a closed position, in which the injection openings are closed. There is also a in the injector body Piezoelectric actuator added, the piezo element between a switch-on and an off position can be switched back and forth. Via a coupling element in shape In a pressure chamber, the nozzle needle and the piezoelectric actuator are together connected that the movement of the piezo element of the piezoelectric actuator in a larger axial stroke movement of the nozzle needle in the injector housing is translated.

DE 197 15 234 A1 bezieht sich auf ein magnetventilgesteuertes direkteinspritzendes Kraftstoffeinspritzventil für Speichereinspritzsysteme von Mehrzylinderbrennkraftmaschinen. In jedem Ventilgehäuse führt eine Zuführleitung zu einer federbelasteten Düsennadel, wobei die Zuführleitung durch einen Steuerkolben mit Ventilfunktion absperrbar ist. Ferner ist eine Düsennadel vorgesehen, die sich in einem Federraum abstützt und die Düsennadel auf ihren Nadelsitz drückt. Auf der Rückseite des unter Systemdruck stehenden Steuerkolbens ist ein Steuerraum angeordnet, wobei ein Magnetventil vorgesehen ist, durch welches der Steuerraum mit einer Entlastungsleitung verbindbar und gleichzeitig zur Einspritzung die Absperrung der zur Düsennadel führenden Zuführleitung durch ein am Steuerkolben angeordnetes Hochdruckventil aufhebbar ist. Es ist eine gedrosselte Leitungsverbindung als Bypass zwischen der Zuführleitung und der Entlastungsleitung vorgesehen, wobei die Leitungsverbindung ein mit dem Magnetventil in Wirkverbindung stehendes Leckageventil enthält, durch welches während der Einspritzung die Leitungsverbindung unterbrechbar ist. DE 197 15 234 A1 relates to a solenoid valve-controlled direct injection Fuel injection valve for accumulator injection systems of multi-cylinder internal combustion engines. In a feed line leads to each valve housing to a spring-loaded nozzle needle, whereby the supply line can be shut off by a control piston with valve function. Furthermore is a nozzle needle is provided which is supported in a spring chamber and the nozzle needle presses her needle seat. On the back of the control piston under system pressure a control room is arranged, wherein a solenoid valve is provided, through which the Control room can be connected to a relief line and at the same time for injection The supply line leading to the nozzle needle is shut off by a on the control piston arranged high pressure valve can be canceled. It is a throttled line connection Bypass provided between the supply line and the relief line, the Line connection a leakage valve that is operatively connected to the solenoid valve contains, through which the line connection can be interrupted during the injection.

Bei beiden aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen stehen die Steuerräume über ein diesen vorgeschaltetes Zulaufdrosselelement permanent mit der Hochdruckquelle in Verbindung. Hinsichtlich der Dauerfestigkeit der Injektorkörper eines Kraftstoffinjektors ist das permanente Anstehen eines sehr hohen Druckes jenseits von 1000 bar ungünstig und kann über die Standzeit eines Kraftstoffeinspritzsystems zu Problemen führen. In both solutions known from the prior art, the control rooms protrude an inlet throttle element connected upstream of this permanently with the high pressure source in Connection. With regard to the fatigue strength of the injector body of a fuel injector the constant presence of a very high pressure beyond 1000 bar is unfavorable and can cause problems over the life of a fuel injection system.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu erblicken, dass der permanent über die Hochdruckquelle anstehende hohe Druck an einem als Zulaufdrossel wirkenden Drosselelement ansteht, welches in einem Strömungskanal von bzw. zum Steuerraum mündet und der Strömungskanal wesentlich unempfindlicher gegen einen dauerhaft anstehenden Hochdruck ist. Im Hinblick auf die Dauerfestigkeit des Kraftstoffinjektors ist es günstiger, hohe Drücke vorteilhaft an kleiner dimensionierten Strömungsquerschnitten bzw. Druckräumen anstehen zu lassen, deren Wandstärke hinsichtlich der Hochdruckbeanspruchung günstiger ausgelegt werden kann. Dadurch lässt sich der in den Injektorkörper eines Kraftstoffinjektors integrierte Steuerraum von einem permanent und unmittelbar an diesem anstehenden Hochdruckniveau entlasten, was hinsichtlich der Dauerfestigkeit des Injektorkörpers im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen wesentlich günstiger ist. The advantages that can be achieved with the solution according to the invention are above all in it behold that the high pressure constantly applied via the high pressure source at a Inlet throttle acting throttle element is present, which in a flow channel of or opens to the control room and the flow channel is much less sensitive to is a permanent high pressure. With regard to the fatigue strength of the It is cheaper for the fuel injector, high pressures advantageous for smaller dimensions Flow cross-sections or pressure rooms, their wall thickness regarding the high pressure load can be designed more favorably. This allows the in the injector body of a fuel injector integrated control room from a permanent and relieve immediately at this upcoming high pressure level, which in terms of Fatigue strength of the injector body compared to that of the prior art known solutions is much cheaper.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist die Zulaufdrossel im Strömungskanal mündend angeordnet, welcher den Steuerraum und ein Schaltventil miteinander verbindet. Vorzugsweise ist das als Zulaufdrossel fungierende Drosselelement so angeordnet, dass dieses mit einem Abstand von einer weiteren Drossel, als Ablaufdrossel fungierend in den Steuerraumkanal integriert, mündet. Innerhalb dieses Abstandes, d. h. dieser Teillänge des Strömungskanals, vermag sich die Kraftstoffströmung an die Wand des Strömungskanals anzulegen, d. h. es bildet sich eine im wesentlichen laminare Strömung aus. According to a first embodiment variant of the solution proposed according to the invention arranged the inlet throttle in the flow channel, which the control chamber and connects a switching valve. The one that acts as an inlet throttle is preferably Throttle element arranged so that it is at a distance from another throttle, Acting as a flow restrictor integrated into the control room duct, opens out. Within this Distance, d. H. of this partial length of the flow channel, the fuel flow can apply to the wall of the flow channel, d. H. it essentially forms laminar flow.

In einer weiteren Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens kann das als Zulaufdrossel wirkende Drosselelement auch im Ventilraum des den Steuerraum druckentlastenden Schaltventils münden. Die Länge des den Ventilraumes und den Steuerraum miteinander verbindenden Strömungskanals ist so bemessen, dass sich auch in der zweiten Ausführungsvariante ein laminarer Strömungszustand des Kraftstoffs im Strömungskanal einstellt. In a further embodiment variant of the idea on which the invention is based can act as an inlet throttle throttle element in the valve chamber of the Control chamber pressure-releasing switching valve open. The length of the valve space and the Control chamber connecting flow channel is dimensioned so that also in the second embodiment, a laminar flow state of the fuel in the Flow channel sets.

In einer besonders kompaktbauenden dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist das gemäß der genannten Ausführungsvarianten in den Strömungskanal integrierte Drosselelement dem Ventilraum des den Steuerraum drukkentlastenden Schaltventils nachgeschaltet. Gemäß dieser Ausführungsvariante kann die im Strömungskanal ausgebildete Beruhigungsstrecke für die Kraftstoffströmung entfallen, da das den Steuerraum ablaufseitig zugeordnete Drosselelement dem Ventilraum des Schaltventils nachgeordnet ist. Mithin ist ein besonderes kompaktbauender und druckfester Injektor möglich, da die Länge des Strömungskanals zwischen dem Ventilraum des Schaltventils und des Steuerraums kurz gehalten werden kann. In a particularly compact third embodiment variant of the invention underlying idea is that according to the design variants mentioned in the Flow channel integrated throttle element the valve chamber of the control room downstream of the pressure relief switching valve. According to this variant, the Calming sections for the fuel flow formed in the flow channel are eliminated, since the throttle element assigned to the control chamber on the outlet side corresponds to the valve chamber of the Switching valve is subordinate. It is therefore a particularly compact and pressure-resistant one Injector possible because the length of the flow channel between the valve chamber of the Switching valve and the control room can be kept short.

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 Injektoranordnung, deren Steuerraum mit einem Ventilraum durch einen Strömungskanal verbunden ist, mit in den Strömungskanal etwa auf dessen halber Länge mündenden Zulauf, Fig. 1 is an injector, the control chamber is connected to a valve chamber through a flow channel, with opening into the flow channel about half its length feed,

Fig. 2 eine Injektorbauform, bei der der Zulauf in den Ventilraum eines den Steuerraum druckentlastenden Schaltventils mündet und Fig. 2 shows an injector design, in which the inlet opens into the valve chamber of a switching valve which relieves the pressure in the control chamber and

Fig. 3 eine weitere Injektorbauform mit den Ventilraum eines den Steuerraum druckentlastenden Schaltventils nachgeschaltetem Ablaufdrosselelement. Fig. 3 shows a further Injektorbauform with the valve chamber of the control chamber pressure relieving switching valve downstream outlet throttle member.

variants

Fig. 1 ist eine Injektoranordnung entnehmbar, deren Steuerraum mit einem Ventilraum durch einen Strömungskanal in Verbindung steht, in welchem etwa auf halber Länge ein hochdruckseitiger Zulauf mit integriertem Drosselelement mündet. Fig. 1 is an injector is removed, the control chamber communicates with a valve chamber through a flow passage, in which about half the length leads to a high pressure side inlet with an integrated throttle element.

Der Injektorkörper 1 eines Kraftstoffinjektors umfasst einen Steuerraum 2, der von einer Steuerraumwandung 3 sowie einer Steuerraumfläche 4 begrenzt ist. An der Steuerraumfläche 4 ist ein Anschlag 5 ausgebildet, der bevorzugt als ein Vorsprung konfiguriert ist, der ringförmig eine Ablauf-/Zulauföffnung des Steuerraumes 2 umschließt. Dem Anschlag 5 an der Steuerraumfläche 4 gegenüberliegend liegt eine Stirnfläche 8 einer Düsennadel- /Stößelanordnung 6. Die Düsennadel-/Stößelanordnung 6 ist im Injektorkörper 1 in vertikale Richtung entsprechend des mit Bezugszeichen 7 bezeichneten Doppelpfeiles auf und ab bewegbar. Bei Druckentlastung des Steuerraums 2 durch Betätigung eines Schaltventils 19 fährt die Stirnseite 8 der Düsennadel-/Stößelanordnung 6 in den Steuerraum 2 ein; bei Druckbeaufschlagung des Steuerraums 2 in Zulaufrichtung 12 des Kraftstoffes über einen Zulauf 16 mit integriertem Drosselelement 17 erfolgt ein Druckaufbau im Steuerraum 2, so dass die Düsennadel-/Stößelanordnung 6 in vertikale Richtung nach unten fährt und demzufolge hier nicht dargestellte Einspritzöffnungen am in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine hineinragenden Kraftstoffinjektorende verschließt. The injector body 1 of a fuel injector comprises a control room 2 , which is delimited by a control room wall 3 and a control room area 4 . A stop 5 is formed on the control chamber surface 4 , which is preferably configured as a projection which surrounds a drain / inlet opening of the control chamber 2 in a ring shape. The stopper 5 opposite to the control room area 4 is an end face 8 of a nozzle needle / plunger assembly. 6 The nozzle needle / tappet arrangement 6 can be moved up and down in the injector body 1 in the vertical direction in accordance with the double arrow denoted by reference numeral 7 . Upon pressure relief of the control chamber 2 by operating a switching valve 19, the end face 8 drives the nozzle needle / plunger assembly 6 into the control chamber 2; When pressure is applied to the control chamber 2 in the feed direction 12 of the fuel via an inlet 16 with an integrated throttle element 17 , pressure builds up in the control chamber 2 , so that the nozzle needle / tappet arrangement 6 moves downwards in the vertical direction and consequently injection openings (not shown here) into the combustion chamber Closes internal combustion engine protruding fuel injector end.

Der Steuerraum 2 des Kraftstoffinjektor gemäß der Darstellung in Fig. 1 steht über einen den Injektorkörper 1 in vertikale Richtung durchsetzenden Strömungskanal 14 mit einem Ventilraum 20 des Schaltventils 19 in Verbindung. The control chamber 2 of the fuel injector as shown in FIG. 1 is connected to a valve chamber 20 of the switching valve 19 via a flow channel 14 penetrating the injector body 1 in the vertical direction.

Der Strömungskanal 14, welcher den Ventilraum 20 des Schaltventils 19 mit dem Steuerraum 2 des Injektorkörpers 1 verbindet, ist in einem Kanalquerschnitt 15 ausgebildet. In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist in den Strömungskanal 14 ein sich an die Ablauf- /Zulauföffnung 9 anschließendes erstes Drosselelement 10 eingelassen. Das Drosselelement 10 ist in einem Drosselquerschnitt 11 ausgebildet, der klein im Vergleich zum Kanalquerschnitt 15 des Strömungskanals 14 ist. In einem ersten Abstand 18 vom in den Strömungskanal 14 integrierten ersten Drosselelement 10 mündet ein Zulauf 16 von einer hier nicht näher dargestellten Hochdruckquelle. Die Hochdruckquelle kann eine Hochdruckpumpe oder ein Hochdrucksammelraum (Common Rail) des Kraftstoffeinspritzsystems sein. In den Zulauf 16 von der Hochdruckquelle ist ein weiteres Drosselelement 17 integriert, dessen Querschnitt klein im Vergleich zum Querschnitt des Zulaufs 16 von der Hochdruckquelle ist. Der erste Abstand 18 zwischen der Mündungsstelle des Zulaufs 16 von der Hochdruckquelle in den Strömungskanal 14 ist in der Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 so gewählt, dass die Mündung des hochdruckseitigen Zulaufes 16 etwa auf halber Länge des Strömungskanals 14 zwischen Steuerraum 2 und Ventilraum 20 liegt. The flow channel 14 , which connects the valve chamber 20 of the switching valve 19 with the control chamber 2 of the injector body 1 , is formed in a channel cross section 15 . In the illustration of FIG. 1 is a is introduced into the flow channel 14 to the drain / inlet opening 9 then first throttle element 10. The throttle element 10 is formed in a throttle cross section 11 , which is small in comparison to the channel cross section 15 of the flow channel 14 . At a first distance 18 from the first throttle element 10 integrated in the flow channel 14 , an inlet 16 opens from a high-pressure source, not shown here. The high pressure source can be a high pressure pump or a high pressure common rail of the fuel injection system. A further throttle element 17 is integrated in the inlet 16 from the high pressure source, the cross section of which is small compared to the cross section of the inlet 16 from the high pressure source. The first distance 18 between the mouth of the inlet 16 from the high-pressure source into the flow channel 14 is selected in the illustration of the first exemplary embodiment according to FIG. 1 such that the mouth of the high-pressure side inlet 16 is approximately half the length of the flow channel 14 between the control chamber 2 and the valve chamber 20 lies.

Der Strömungskanal 14, ausgebildet im Kanalquerschnitt 15, mündet unterhalb eines Sitzes 22 in einen Ventilraum 20 eines Schaltventils 19. Das Schaltventil 19 ist bevorzugt als ein 2/2-Wege-Ventil ausgestaltet und umfasst einen kugelförmig konfigurierten Ventilkörper 21. Der Ventilkörper 21 ist einerseits durch ein sich an der oberen Wandung des Ventilraums 20 abstützendes Vorspannelement 23 beaufschlagt; eine Betätigung des Ventilkörpers 21 des Schaltventils 19 ist durch ein Übertragungselement 24 möglich, dessen Stirnfläche 25 an der Umfangsfläche des Ventilkörpers 21 anliegt. Das Übertragungselement 24 kann in Richtung des in Fig. 1 eingetragenen Doppelpfeils 26 in vertikale Richtung bewegt werden, wozu bevorzugt ein piezoelektrischer Aktor, ein Magnetventil oder ein mechanisch/hydraulischer Übersetzer eingesetzt werden können. Vom Ventilraum 20, welcher den kugelförmig konfigurierten Ventilkörper 21, das Vorspannelement 23 und das Übertragungselement 24 umgibt, zweigt ein Leckölablauf 27 an einer Abzweigstelle 28 ab, über welchen bei Druckentlastung des Steuerraums 2 ein über den Strömungskanal 14 in den Ventilraum 20 einströmendes Steuervolumen diesen verlässt. The flow channel 14 , formed in the channel cross section 15 , opens below a seat 22 into a valve chamber 20 of a switching valve 19 . The switching valve 19 is preferably designed as a 2/2-way valve and comprises a spherically configured valve body 21 . The valve body 21 is acted on the one hand by a prestressing element 23 which is supported on the upper wall of the valve chamber 20 ; actuation of the valve body 21 of the switching valve 19 is possible by means of a transmission element 24 , the end face 25 of which rests on the peripheral surface of the valve body 21 . The transmission element 24 can be moved in the direction of the double arrow 26 shown in FIG. 1 in the vertical direction, for which purpose a piezoelectric actuator, a solenoid valve or a mechanical / hydraulic translator can preferably be used. From the valve chamber 20 , which surrounds the spherically configured valve body 21 , the pretensioning element 23 and the transmission element 24 , a leakage oil drain 27 branches off at a branch point 28 , via which a control volume flowing into the valve chamber 20 via the flow channel 14 leaves the control chamber 2 when the pressure in the control chamber 2 is released ,

Ist der Ventilkörper 21 des Schaltventils 19 in seinen im Injektorkörper 1 ausgebildeten Sitz 22 gestellt, strömt über den hochdruckseitigen Zulauf 16 und das in diesen integrierte Drosselelement 17 Kraftstoff in Zulaufrichtung 12 in Richtung des im Injektorkörper 1 ausgebildeten Steuerraums 2. Das im Strömungskanal 14 aufgenommene Drosselelement 10 fungiert in Zulaufrichtung 12 des Kraftstoffes in Bezug auf den Steuerraum 10 als weitere Zulaufdrossel. Es erfolgt ein Druckaufbau im Steuerraum 2, so dass die Stirnfläche 8 der Düsennadel-/Stößelanordnung 6 mit Druck beaufschlagt wird und die Düsennadel- /Stößelanordnung 6 in ihre Schließstellung gefahren werden kann. The valve body is provided 21 of the switching valve 19 in its formed in the injector body 1 seat 22, flows through the high-pressure side inlet 16 and in this integrated throttle element 17 fuel in the inlet direction 12 in the direction of the control space 2 formed in the injector body. 1 The captured in the flow duct 14 throttle member 10 functions of the fuel with respect to the control chamber 10 as a further supply throttle in the inlet direction 12th Pressure builds up in the control chamber 2 , so that the end face 8 of the nozzle needle / plunger arrangement 6 is pressurized and the nozzle needle / plunger arrangement 6 can be moved into its closed position.

Zur Druckentlastung des Steuerraums 2 wird der kugelförmig konfigurierte Ventilkörper 21 des Schaltventils 19 nach entsprechender Betätigung des Übertragungselements 24 durch einen hier nicht näher dargestellten Aktor aus seinem im Injektorkörper 1vorgesehenen Sitz 22 gefahren. Aus dem Steuerraum 2 schießt über die Ablauf-/Zulauföffnung 9 in das in den Strömungskanal 14 integrierte in Ablaufrichtung 13 des Kraftstoffes gesehen als Ablaufdrossel wirkende Drosselelement 10 ein und tritt danach in den Strömungskanal 14 ein. In diesem Falle fungiert die im hochdruckseitigen Zulauf 16 aufgenommene und in diesen integrierte Drossel 17 als leckagereduzierendes Drosselelement, da nur ein geringer Teil des abströmenden Steuervolumens durch diese abströmen kann. Bei geöffnetem, d. h. aus seinem Sitz 22 herausgestellten Ventilkörper 21 des Schaltventils 19 strömt das Steuervolumen durch den Kanalquerschnitt 15 in den Ventilraum 20 des Schaltventils 19 ein. In vorteilhafter Weise ist die Mündung des hochdruckseitigen Zulaufs 16 in einem ersten Abstand 18 in Bezug auf das in den Strömungskanal 14 integrierte Drosselelement 10 angeordnet, so dass sich in Ablaufrichtung 13 des Kraftstoffes gesehen aus dem als Ablaufdrossel wirkenden Drosselelement 10 austretende Kraftstoffstrom an die Wandung des Strömungskanals 14 anlegt. In order to relieve the pressure in the control chamber 2 , the spherically configured valve body 21 of the switching valve 19 is moved out of its seat 22 provided in the injector body 1 by an actuator (not shown in more detail here) after corresponding actuation of the transmission element 24 . 2 from the control chamber 9 of the fuel effort on the drain / inlet opening in the integrated in the flow channel 14 in flow direction 13 seen as a flow restrictor acting throttling element 10 and then into the flow channel 14 takes place. In this case, the throttle 17 accommodated in the high-pressure side inlet 16 and integrated therein acts as a leakage-reducing throttle element, since only a small part of the outflowing control volume can flow out through it. When the valve body 21 of the switching valve 19 is open, that is to say from its seat 22 , the control volume flows through the channel cross section 15 into the valve chamber 20 of the switching valve 19 . Advantageously, the mouth of the inlet 16 on the high-pressure side is arranged at a first distance 18 with respect to the throttle element 10 integrated in the flow channel 14 , so that fuel flow emerging from the throttle element 10 acting as an outlet throttle to the wall of the outlet 10 , viewed in the direction of outlet 13 of the fuel Flow channel 14 creates.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein Injektoraufbau zu entnehmen, bei dem der Zulauf in den Ventilraum eines den Steuerraum druckentlastenden Schaltventils direkt mündet. The illustration according to FIG. 2 shows an injector structure in which the inlet opens directly into the valve chamber of a switching valve which relieves the pressure in the control chamber.

Gemäß dieser zweiten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens sind der Steuerraum 2, welcher die Düsennadel-/Stößelanordnung 6 betätigt und der Ventilraum 20 des Schaltventils 19 über einen Strömungskanal 14 miteinander verbunden, in welchem ein Drosselelement 10 aufgenommen ist. Analog zur Darstellung gemäß Fig. 1 liegt das Drosselelement 10 im Strömungskanal 14 unmittelbar hinter der Ablauf- /Zulauföffnung 9, welche im Steuerraum 2 von einer ringförmig konfigurierten Anschlagfläche 5 umschlossen ist. According to this second variant of the concept on which the invention is based, the control chamber 2 , which actuates the nozzle needle / tappet arrangement 6 , and the valve chamber 20 of the switching valve 19 are connected to one another via a flow channel 14 , in which a throttle element 10 is accommodated. Analogously to the representation according to FIG. 1, the throttle element 10 is located in the flow channel 14 directly behind the outlet / inlet opening 9 , which is enclosed in the control chamber 2 by an annularly configured stop surface 5 .

Gemäß dieser Ausführungsvariante ist ein gehäuseseitiger Sitz 30 des kugelförmigen Ventilkörpers 21 des Schaltventils 19 im oberen Bereich der Ventilkammer 20 ausgebildet; das Vorspannelement 23 stützt sich am Boden des Ventilraums 20 ab und wirkt als Rückstellelement auf den kugelförmig konfigurierten Ventilkörper 21. Das Übertragungselement 24 ist in der zweiten Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 von einem Ringspalt 31 umschlossen, über welchen in den Ventilraum 20 eingetretenes, über den Strömungskanal 14 abgesteuertes Steuervolumen in den Leckölablauf einströmt. According to this embodiment variant, a housing-side seat 30 of the spherical valve body 21 of the switching valve 19 is formed in the upper region of the valve chamber 20 ; the biasing element 23 is supported on the bottom of the valve chamber 20 and acts as a restoring element on the spherically configured valve body 21 . In the second embodiment variant according to FIG. 2, the transmission element 24 is enclosed by an annular gap 31 , via which the control volume that has entered the valve chamber 20 and is controlled via the flow channel 14 flows into the leakage oil drain.

Im Unterschied zur in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsvariante ist bei der zweiten Ausführungsvariante gemäß Fig. 2 der hochdruckseitige Zulauf 16 mit integriertem Drosselelement 17 in den Ventilraum 20 des Schaltventils 19 mündend angeordnet. Der hochdruckseitige Zulauf 16 mündet in einem zweiten Abstand 32 in Bezug auf die Position des Drosselelementes 10 im Strömungskanal 14. Auch bei dieser zweiten Ausführungsvariante kann der Strömungskanal 14, der den Ventilraum 20 mit dem Steuerraum 2 verbindet, sowohl in Zulaufrichtung 12 in Bezug auf den Steuerraum 2 von Kraftstoff durchströmt werden als auch in Ablaufrichtung 13 bei Druckentlastung des Steuerraums 2 durch Öffnen des Ventilkörpers 21 des vorzugsweise als 2/2-Wege-Ventils beschaffenen Schaltventils 19. Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante ist der zweite Abstand 32 zwischen der Mündungsstelle des hochdruckseitigen Zulaufs 16 in den Ventilraum 20 und dem im Strömungskanal 14 vorgesehenen Drosselelement 10 so bemessen, dass sich ein laminarer Strömungszustand, d. h. ein Anlegen der Kraftstoffströmung an die Wandung des Strömungskanals 14 einstellt. In contrast to the first embodiment variant shown in FIG. 1, in the second embodiment variant according to FIG. 2 the inlet 16 on the high-pressure side with integrated throttle element 17 is arranged opening into the valve chamber 20 of the switching valve 19 . The inlet 16 on the high-pressure side opens at a second distance 32 with respect to the position of the throttle element 10 in the flow channel 14 . Also in this second embodiment of the flow channel 14, which connects the valve chamber 20 with the control chamber 2 21 may be flowed through both in the feed direction 12 with respect to the control chamber 2 of fuel and in flow direction 13 upon pressure relief of the control chamber 2 by opening the valve body of the preferably as a 2/2-way valve switching valve 19 . According to the embodiment variant shown in FIG. 2, the second distance 32 between the opening point of the high-pressure side inlet 16 into the valve chamber 20 and the throttle element 10 provided in the flow channel 14 is dimensioned such that a laminar flow state, ie an application of the fuel flow to the wall of the Flow channel 14 sets.

Beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass der in den Strömungskanal 14 bzw. in den Ventilraum 20 mündende hochdruckseitige Zulauf 16 von einer hier nicht dargestellten Hochdruckquelle bei Druckentlastung des Steuerraums 2 in Ablaufrichtung 13 als leckagereduzierendes Element dient. Dies deshalb, da in den hochdruckseitigen Zulauf 16 ein Drosselelement 17 integriert ist, dessen Strömungsquerschnitt wesentlich geringer bemessen ist als der Kanalquerschnitt 15 des Strömungskanals 14. In Ablaufrichtung 13 wirkt das integrierte Drosselelement 17 des hochdruckseitigen Zulaufs 16 jeweils als leckagereduzierendes Drosselelement; in beiden Ausführungsvarianten wirkt die in den Strömungskanal 14 integrierte erste Drossel 10 als zweite Zulaufdrossel, welche der in den hochdruckseitigen Zulauf 16 integrierten Drossel 17 nachgeschaltet ist. In Ablaufrichtung 13 wirkt das in den Strömungskanal 14 integrierte Drosselelement 10 als Ablaufdrossel für den Steuerraum 2. Both of the embodiment variants shown in FIGS. 1 and 2 have in common that the high-pressure-side inlet 16 opening into the flow channel 14 or into the valve chamber 20 from a high-pressure source, not shown here, serves as a leak-reducing element in the discharge direction 13 when the control chamber 2 is depressurized. This is because a throttle element 17 is integrated in the inlet 16 on the high-pressure side, the flow cross section of which is dimensioned substantially smaller than the channel cross section 15 of the flow channel 14 . In the discharge direction 13, the integrated throttle element 17 of the inlet 16 on the high-pressure side acts in each case as a leakage-reducing throttle element; In both design variants, the first throttle 10 integrated in the flow channel 14 acts as a second inlet throttle, which is connected downstream of the throttle 17 integrated in the inlet 16 on the high-pressure side. In the outlet direction 13, the throttle element 10 integrated in the flow channel 14 acts as an outlet throttle for the control chamber 2 .

Gemäß einer Fig. 3 entnehmbaren dritten Injektor-Ausführungsvariante ist ein Ablaufdrosselelement in einen vom Ventilraum eines Schaltventils abzweigenden Leckölablauf integriert. According to a third injector embodiment variant, which can be seen in FIG. 3, an outlet throttle element is integrated in a leakage oil outlet branching off from the valve chamber of a switching valve.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante lässt sich ein besonders kompaktbauender hochdruckfester Kraftstoffinjektor verwirklichen. Auch bei dieser dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens sind der Steuerraum 2 sowie der Ventilraum 20 des vorzugsweise als 2/2-Wege-Ventils konfigurierten Schaltventils 19 über einen Strömungskanal 14 verbunden, der sowohl in Zulaufrichtung 12 als auch in Ablaufrichtung 13 in Bezug auf den Steuerraum 2 von Kraftstoff durchströmt werden kann. Auf halber Länge des Strömungskanals 14 mündet in diesen ein hochdruckseitiger Zulauf 16, in welchen ein Drosselelement 17 integriert ist. In Zulaufrichtung 12 des Kraftstoffs in den Steuerraum 2 fungiert das integrierte Drosselelement 17 als Zulaufdrossel; bei Druckentlastung des Steuerraums 2 hingegen als leckagereduzierendes Drosselelement. Im Unterschied zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsvarianten des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist ein nachgeschaltetes Ablaufdrosselelement 40 in den Leckölabzweig 27 vom Steuerraum 2 verlegt. Bei der dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens ist der durch den ersten Abstand 18 gemäß der ersten Ausführungsvariante bzw. durch den zweiten Abstand 32 gemäß der zweiten Ausführungsvariante vorgegebene Abstand, der als Beruhigungsstrecke für die Kraftstoffströmung dient, nicht mehr notwendig, da das gemäß diesen Ausführungsvarianten im Strömungskanal 14 vorgesehene Drosselelement 10 entfallen ist und in den Leckölablauf 27 eingelassen ist. Dadurch kann die Länge des Strömungskanals 14 zwischen dem Ventilraum 20 und der Ablauf-/Zulauföffnung 9 des Steuerraums 2 kürzer ausgebildet werden, da die zur Beruhigung der Kraftstoffströmung erforderlichen Abstände 18 bzw. 32 entfallen sind. Der Aufbau des Schaltventils 19 gemäß der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsvariante des der Erfindung zugrundeliegenden Gedankens entspricht im wesentlichen der des Schaltventils 19 gemäß der ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante. Bezugszeichenliste 1 Injektorkörper
2 Steuerraum
3 Steuerraumwandung
4 Steuerraumfläche
5 Anschlag
6 Düsennadel-/Stößelanordnung
7 Bewegungsrichtung
8 Stirnfläche
9 Ablauf-/Zulauföffnung
10 erstes Drosselelement
11 Drosselquerschnitt erstes Drosselelement
12 Zulaufrichtung Kraftstoff
13 Ablaufrichtung Kraftstoff
14 Strömungskanal
15 Kanalquerschnitt
16 hochdruckseitiger Zulauf
17 integriertes Drosselelement
18 erster Abstand
19 Schaltventil
20 Ventilraum
21 Ventilkörper
22 Sitz
23 Vorspannelement
24 Übertragungselement
25 Stirnseite
26 Betätigungsrichtung
27 Ablauf
28 Ablaufmündung
30 gehäuseseitiger Sitz
31 Ringspalt
32 zweiter Abstand
40 nachgeschaltetes Drosselelement
A particularly compact, high-pressure-resistant fuel injector can be implemented with the embodiment variant shown in FIG. 3. In this third embodiment variant of the idea on which the invention is based, the control chamber 2 and the valve chamber 20 of the switching valve 19 , which is preferably configured as a 2/2-way valve, are connected via a flow channel 14, which is connected both in the inflow direction 12 and in the outflow direction 13 with respect to fuel can flow through the control chamber 2 . Halfway along the flow channel 14 , a high-pressure inlet 16 opens into it, in which a throttle element 17 is integrated. In the feed direction 12 of the fuel into the control chamber 2 , the integrated throttle element 17 functions as a feed throttle; with pressure relief of the control room 2, however, as a leakage reducing throttle element. In contrast to the embodiment variants shown in FIGS . 1 and 2 of the idea on which the invention is based, a downstream flow restrictor element 40 is laid in the leakage oil branch 27 from the control chamber 2 . In the third embodiment variant of the idea on which the invention is based, the distance predetermined by the first distance 18 according to the first embodiment variant or by the second distance 32 according to the second embodiment variant, which serves as a calming section for the fuel flow, is no longer necessary, since this is according to these Design variants in the flow channel 14 provided throttle element 10 is omitted and is inserted in the drain oil drain 27 . As a result, the length of the flow channel 14 between the valve chamber 20 and the outlet / inlet opening 9 of the control chamber 2 can be made shorter, since the distances 18 and 32 required to calm the fuel flow have been eliminated. The structure of the switching valve 19 according to the third embodiment variant shown in FIG. 3 of the idea on which the invention is based essentially corresponds to that of the switching valve 19 according to the first embodiment variant shown in FIG. 1. 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 first throttle element
11 Throttle cross section of the first throttle element
12 Fuel feed direction
13 Direction of fuel discharge
14 flow channel
15 channel cross section
16 inlet on the high-pressure side
17 integrated throttle element
18 first distance
19 switching valve
20 valve chamber
21 valve body
22 seat
23 preload element
24 transmission element
25 end face
26 direction of actuation
27 procedure
28 outlet mouth
30 housing-side seat
31 annular gap
32 second distance
40 downstream throttle element

Claims

1.Fuel injector JUr accumulator injection systems on direct-injection internal combustion engines with an injector body ( 1 ) in which a control chamber ( 2 ) is formed, with which a nozzle needle / tappet arrangement ( 6 ) in the injector body ( 1 ) can be actuated and with a switching valve ( 19 ), Via which the control chamber ( 2 ) can be relieved of pressure and in whose valve chamber ( 20 ) a flow channel ( 14 ) connecting the control chamber ( 2 ) and the switching valve ( 19 ) opens, characterized in that an inlet ( 16 ) on the high-pressure side with an integrated throttle element ( 17 ) opens into the flow channel / valve chamber area ( 14 , 20 ).

2. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the flow channel ( 14 ) can be acted upon in the feed direction ( 12 ) of the fuel and in the discharge direction ( 13 ) of the fuel.

3. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the flow channel ( 14 ) via an outlet / inlet opening ( 9 ) with the channel cross-section ( 15 ) of the flow channel ( 14 ) opens out cross-sectional area in the control chamber ( 2 ).

4. Fuel injector according to claim 1, characterized in that a throttle element ( 10 ) is received in the flow channel ( 14 ), which acts in the discharge direction ( 13 ) of the fuel as a discharge throttle and in the feed direction ( 12 ) of the fuel as a second feed throttle.

5. Fuel injector according to claim 4, characterized in that the high-pressure side inlet ( 16 ) opens at a first distance ( 18 ) from the throttle element ( 10 ) of the flow channel ( 14 ) into the flow channel ( 14 ).

6. Fuel injector according to claim 4, characterized in that the high-pressure side inlet ( 16 ) opens at a second distance ( 32 ) from the throttle element ( 10 ) of the flow channel ( 14 ) into the valve chamber ( 20 ) of the switching valve ( 19 ).

7. Fuel injector according to claims 1 and 4, characterized in that the integrated throttle element ( 17 ) of the high-pressure inlet ( 16 ) in the direction of discharge ( 13 ) of the fuel from the control chamber ( 2 ) has a leak-reducing effect.

8. The fuel injector is that the throttle element (10) connected downstream of the switching valve (19) received in the branching off from the valve chamber (20) of the switching valve (19) oil drain (27) according to claim 1, characterized.

9. Fuel injector according to claim 1, characterized in that the switching valve ( 9 ) is designed as a 2/2-way valve, the valve body ( 21 ) via a biasing element ( 23 ) which is supported on the wall of the valve chamber ( 20 ) and can be moved into or out of its seat ( 22 , 30 ) by means of a transmission element ( 24 ) which can be actuated by an actuator.