DE10132501A1

DE10132501A1 - Fuel injector device for injection system has control cavity pressure relieved via inflow throttle

Info

Publication number: DE10132501A1
Application number: DE2001132501
Authority: DE
Inventors: Patrick Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2002-10-17

Abstract

The fuel injector device includes a servo valve (2) with a valve piece (3) bounding a control cavity (4). The pressure relief for the control cavity is through an inflow throttle (6), When the control cavity is relieved or pressurized, a jet needle (8) makes a stroke movement. The cross section (40) of the throttle depends on the travel (40) of the jet needle.

Description

Technical field

Bei direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschinen werden vermehrt Hochdruckein spritzsysteme eingesetzt, die einen Hochdrucksammelraum (Common Rail) umfassen. Der durch eine Hochdruckpumpe beaufschlagte Hochdrucksammelraum (Common Rail) ver sorgt die einzelnen Kraftstoffinjektoren des Hochdruckeinspritzsystems, von denen jeweils einer einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine zugeordnet ist, mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff. An die Kraftstoffinjektoren wird in zunehmendem Maße die Anforderung gestellt, den Verlauf der Einspritzung hinsichtlich der Einspritzrate derart zu formen, dass die Einspritzrate an die einzelnen Phasen der Verbrennung im Brennraum angepaßt ist, was die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine günstig beeinflußt.High pressure is increasingly used in direct-injection internal combustion engines spray systems are used, which include a high-pressure plenum (common rail). The high pressure accumulation chamber (common rail) acted upon by a high pressure pump ensures the individual fuel injectors of the high-pressure injection system, each of which one is assigned to a combustion chamber of an internal combustion engine, with under high Fuel under pressure. The fuel injectors are increasingly used Requested to so the course of the injection with respect to the injection rate shape that the injection rate to the individual phases of combustion in the combustion chamber is adjusted, which affects the emissions of the internal combustion engine favorably.

State of the art

EP 0 690 223 A2 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil mit einem Magnetventil. Die Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils wird von in einem Steuerraum herrschenden Druck in Schließrichtung belastet. Das Magnetventil arbeitet derart, daß es zur Einleitung der Einspritzung eine Entlastung des Steuerraumes bewirkt, wenn der Magnet des Magnet ventils erregt wird und somit die Ventilnadel des Einspritzventils unter Einwirkung des andererseits an ihr wirkenden Hochdruckes von ihrem Sitz abgehoben wird. Im Betrieb kann es gemäß dieser Lösung zu einem Schwingen des Ankers und/oder Prellen des Ven tilsglieds kommen, was insbesondere dann extrem nachteilig ist, wenn eine schnelle Schaltfolge des Magnetventils erforderlich ist und eine durch das Magnetventil gesteuerte Unterteilung der Einspritzung in eine Voreinspritzung und in einer Haupteinspritzung vor genommen werden soll. EP 0 690 223 A2 relates to a fuel injection valve with a solenoid valve. The Valve needle of the fuel injector is from prevailing in a control room Pressure loaded in the closing direction. The solenoid valve works in such a way that it is for introduction the injection relieves the pressure on the control room when the magnet of the magnet valve is excited and thus the valve needle of the injection valve under the influence of on the other hand is lifted from its seat at its high pressure. Operational According to this solution, the anchor may swing and / or the ven tilslieds come, which is extremely disadvantageous when a fast Switching sequence of the solenoid valve is required and one controlled by the solenoid valve Subdivision of the injection into a pre-injection and a main injection before should be taken.

DE 196 50 865 A1 bezieht sich auf ein Magnetventil, dessen Magnetanker mehrteilig aus gebildet ist und eine Ankerscheibe und einen Ankerbolzen aufweist, der in einem Gleit stück geführt wird. Um ein Nachschwingen der Ankerscheibe nach einem Schließen des Magnetventils zu vermeiden, ist am Magnetanker eine Dämpfungseinrichtung ausgebildet. Mit einer solchen Einrichtung sind exakt die erforderlichen kurzen Schaltzeiten des Ma gnets einhaltbar. Das Magnetventil läßt sich bevorzugt bei Einspritzanlagen mit Hoch drucksammelräumen (Common Rail) anwenden. Ein Prellen des Ventilglieds an seinem Sitz und ein Nachschwingend es ersten Ankerteils können durch die Lösung gemäß DE 196 50 865 A1 vermieden werden, so daß das Ventilglied seine Schließstellung einhält und der Ankerteil nach einer gewollten ersten Ausweichbewegung schnell wieder in seine Ru hestellung fährt, bevor die Haupteinspritzung beginnt. Mit dieser Lösung ist eine Dämp fung der Ausgleichsbewegung eines Ankerteils ohne zusätzliche Teile erreichbar, indem im Bereich des Ankerteils eine Dämpfungseinrichtung ausgebildet wird.DE 196 50 865 A1 relates to a solenoid valve, the armature of which consists of several parts is formed and has an armature disk and an anchor bolt which in a slide piece is led. To prevent the armature disc from swinging after closing the To avoid solenoid valve, a damping device is formed on the magnet armature. With such a device, the required short switching times of the Ma gnets compliant. The solenoid valve can preferably be used in injection systems with high Use pressure accumulation rooms (common rail). A bouncing of the valve member on his Seat and a swinging it first anchor part can according to the solution DE 196 50 865 A1 can be avoided so that the valve member maintains its closed position and the anchor part quickly returns to its ruin after a desired first evasive movement position moves before the main injection begins. With this solution is a damper tion of the compensating movement of an anchor part can be reached without additional parts by in A damping device is formed in the region of the anchor part.

Presentation of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung schafft ein abhängig vom Hub veränderliches Zulaufdros selelement für einen Kraftstoffinjektor. Mit einem abhängig vom Hub einer Düsenna del/Druckstangenanordnung oder eines Stößels veränderlichen Drosselquerschnitt läßt sich ein variabler Düsennadel/Druckstangenhubverlauf realisieren, der eine Einspritzverlaufs formung der Einspritzung in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zuläßt. Damit kann abhängig von der Phase der Verbrennung im Brennraum der Verbrennungskraftma schine, zum Beispiel dem auftretenden Zündverzug am Beginn der Verbrennung Rechnung getragen werden; daneben läßt sich ein exaktes Ende der jeweiligen Einspritzung in den Brennraum durch eine Erhöhung der Düsennadelschließgeschwindigkeit im Kraftstoffin jektor erzielen.The solution according to the invention creates an inlet throttle that varies depending on the stroke selelement for a fuel injector. With one depending on the stroke of a nozzle del / push rod arrangement or a plunger variable throttle cross section can be realize a variable nozzle needle / push rod stroke course, the one injection course Forming the injection into the combustion chamber of the internal combustion engine allows. In order to can depend on the phase of combustion in the combustion chamber machine, for example the ignition delay occurring at the start of combustion be worn; In addition, an exact end of the respective injection can be made in the Combustion chamber by increasing the nozzle needle closing speed in the fuel achieve ejector.

Eine Variation der Düsennadel/Druckstangenschließgeschwindigkeit läßt eine Anpassung des Injektorverhaltens an den Öffnungskraftverlauf an der Einspritzdüse zu. Insbesondere kann die Kleinstmengenfähigkeit eines Kraftstoffinjektors durch exakte Einhaltung der Öffnungs- bzw. der Schließzeitpunkt am Kraftstoffinjektor verbessert werden. Die erfin dungsgemäße Lösung bietet einen zusätzlichen Freiheitsgrad zur Anpassung des Einspritz systems an das Verhalten der jeweiligen Verbrennungskraftmaschine, an der es zum Ein satz kommen soll.A variation of the nozzle needle / push rod closing speed leaves an adjustment of the injector behavior to the opening force curve at the injection nozzle. In particular can the smallest quantity capability of a fuel injector by exact adherence to the Opening and closing times on the fuel injector can be improved. The invent Solution according to the invention offers an additional degree of freedom for adapting the injection systems to the behavior of the respective internal combustion engine, to which it is used sentence should come.

Neben der Ausführungsvariante, zwei oder mehrere vertikal übereinander oder schräg zu einander orientierte Bohrungen in einem Ventilstück eines Servoventils als Zulaufdrosseln einzusetzen, läßt sich die Zulaufdrossel auch als schlitzförmiger Spalt, der im wesentlichen in Längsrichtung - parallel zur durch den Steuerraum betätigenden Düsennadel - verlaufend anordnen. Neben einer spaltförmig ausgeführten Zulaufdrossel läßt sich diese auch als tra pezförmig oder dreieckförmig konfigurierte Öffnung in der Begrenzungswand eines Steu erraums im Injektorkörper ausbilden.In addition to the design variant, two or more vertically one above the other or at an angle mutually oriented bores in a valve piece of a servo valve as inlet throttles use, the inlet throttle can also be used as a slot-shaped gap, which essentially in the longitudinal direction - parallel to the nozzle needle actuating the control chamber Arrange. In addition to a gap-shaped inlet throttle, this can also be used as a tra pez-shaped or triangular-shaped opening in the boundary wall of a tax training in the injector body.

Werden zwei Öffnungen als Zulaufdrossel in den Steuerraum ausgebildet, stellt sich eine gestufte Düsennadel/Druckstangenbewegungsgeschwindigkeit, abhängig von der Anzahl und Lage der Öffnungen zueinander im Steuerraum ein. Damit hängt das Freigeben oder das Verschließen der Öffnungen der Zulaufdrossel vom Hub der Düsennadel bzw. des Stö ßels oder Druckstangen im Steuerraum ab. Mit einer schlitz- oder spaltförmig konfigurier ten Zulaufdrosselöffnung in einer Wandung des Ventilstücks, welche den Steuerraum im Injektor begrenzt, kann der Druckaufbau im Steuerraum kontinuierlich erfolgen. Damit läßt sich eine nahezu beliebige Formung des jeweiligen Einspritzverlaufes erzielen, wodurch der Kraftstoffinjektor an individuelle Vorgaben des jeweiligen Herstellers der Verbren nungskraftmaschine angepaßt werden kann.If two openings are designed as inlet throttles in the control room, one is created graduated nozzle needle / push rod movement speed, depending on the number and position of the openings to each other in the control room. That hangs sharing or closing the openings of the inlet throttle from the stroke of the nozzle needle or the jam ßels or push rods in the control room. With a slit or slit configuration th inlet throttle opening in a wall of the valve piece, which in the control room Limited injector, the pressure in the control room can be built up continuously. So that leaves almost any shape of the respective injection course can be achieved, whereby the fuel injector to individual specifications of the respective manufacturer of the combustion tion engine can be adjusted.

drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter beschrieben. Es zeigt:The invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Ausführungsvariante eines bekannten Servoventils an einem Kraftstoffin jektor, Fig. 1 shows an embodiment of a known jector servo valve to a fuel in,

Fig. 2 verschiedene Nadelhubverläufe, abhängig von Auslegungsverhältnis von Ab lauf zu Zulaufdrosselquerschnitt am Steuerraum, Figure 2 different Nadelhubverläufe., Depending on design ratio of from running to supply throttle cross section at the control room,

Fig. 3.1, 3.2 Düsennadelöffnungs- und Düsennadelschließgeschwindigkeitsverläufe Fig. 3.1, 3.2 nozzle needle opening and nozzle needle closing speed curves

Fig. 4 ein Servoventil mit Zulaufdrossel-Bohrungen, Fig. 4 is a servo valve with an inlet throttle bores,

Fig. 5.1, 5.2 abhängig von der Drosselöffnung sich einstellende Nadelhubverläufe, Fig. 5.1, 5.2 depending on the throttle opening is adjusting Nadelhubverläufe,

Fig. 6 eine Ausführungsvariante des Servoventils gemäß Fig. 4 mit direktem Steuer raumzulauf und Fig. 6 shows an embodiment of the servo valve according to FIG. 4 with direct control room inlet and

Fig. 7 eine Ausführungsvariante des Servoventils gemäß Fig. 6 mit Steuerraumzu lauf durch die Düsennadel. Fig. 7 shows an embodiment of the servo valve according to FIG. 6 with Steuerraumzu running through the nozzle needle.

variants

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsvariante eines aus dem Stand der Technik bekannten Servo ventils an einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung. Fig. 1 shows an embodiment variant of a servo valve known from the prior art on a fuel injection device.

Ein Kraftstoffinjektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbren nungskraftmaschine, der hier im Detail nicht näher dargestellt ist, umfaßt ein Servoventil 2. Das Servoventil 2 umfaßt einerseits ein Ventilstück 3, welches einen Steuerraum 4 um schließt. Der Steuerraum 4 wird einerseits durch eine Begrenzungswandung 5 des Ventil stücks 3 und andererseits von einer Stirnfläche 9 einer Düsennadel/Druckstangen- Anordnung 8 begrenzt. Der Steuerraum 4 wird über eine Zulaufdrossel 6 mit einem unter hohem Druck stehenden Steuervolumen befüllt, wobei in der Zulaufdrossel 6 ein Zulauf drosselquerschnitt Z₀ (23) ausgebildet ist. Die Druckentlastung des Steuerraums 4 des Ser voventils 2 erfolgt über eine Ablaufdrossel 7, deren Ablaufdrosselquerschnitt A₀ mit Be zugszeichen 22 gekennzeichnet ist. Je nach Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung des Steuerraumes 4 wird der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 eine Bewegung in Bewegungsrichtung 11 gemäß des Doppelpfeils in Fig. 1 aufgeprägt. Damit fährt die Dü sennadel/Druckstangen-Anordnung 8 entweder in ihren hier nicht dargestellten Düsenna delsitz ein und verschließt die Einspritzöffnungen zum Brennraum der Verbrennungs kraftmaschine, oder die Stirnseite 9 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 fährt in den Steuerraum 4 bei dessen Druckentlastung durch die Ablaufdrossel 7 ein und gibt die hier nicht dargestellten Einspritzöffnungen zum Brennraum einer Verbrennungskraftma schine frei, so daß Kraftstoff zur Einspritzung gelangt.A fuel injector 1 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, which is not shown in detail here, comprises a servo valve 2 . The servo valve 2 comprises on the one hand a valve piece 3 , which closes a control chamber 4 . The control chamber 4 is limited on the one hand by a boundary wall 5 of the valve piece 3 and on the other hand by an end face 9 of a nozzle needle / push rod arrangement 8 . The control chamber 4 is filled via an inlet throttle 6 with a control volume under high pressure, an inlet throttle cross section Z ₀ ( 23 ) being formed in the inlet throttle 6 . The pressure relief of the control chamber 4 of the servo valve 2 takes place via an outlet throttle 7 , the outlet throttle cross section A _{0 of which is identified} by reference numeral 22 . Depending on the pressurization or pressure relief of the control chamber 4 , the nozzle needle / push rod arrangement 8 is impressed with a movement in the direction of movement 11 according to the double arrow in FIG. 1. Thus, the nozzle needle / push rod arrangement 8 either moves into its nozzle seat (not shown here) and closes the injection openings to the combustion chamber of the internal combustion engine, or the end face 9 of the nozzle needle / push rod arrangement 8 moves into the control chamber 4 when the pressure is relieved by the Flow restrictor 7 and releases the injection openings, not shown here, to the combustion chamber of an internal combustion engine, so that fuel reaches the injection.

Fig. 2 zeigt verschiedene Nadelhubverläufe, aufgetragen jeweils abhängig vom Ausle gungsverhältnis von Ablaufdrosselquerschnitt zu Zulaufdrosselquerschnitt. Fig. 2 shows different needle stroke profiles, each depending on the design ratio of the outlet throttle cross section to the inlet throttle cross section.

In durchgezogenen Linien ist in Fig. 2 der sich im Normalfall einstellende trapezförmig verlaufende Nadelhubweg, aufgetragen über der Zeitachse, wiedergegeben. Je nach Ausle gungsverhältnis von Ablaufdrosselquerschnitt A₀ zu Zulaufdrosselquerschnitt Z₀ ergibt sich eine dem durchgezogenen Linienzug entsprechende Hubbewegung einer Düsennadel. The trapezoidal needle stroke path which normally occurs and is plotted over the time axis is shown in solid lines in FIG. 2. Depending on the design ratio of the outlet throttle cross section A ₀ to the inlet throttle cross section Z ₀ , the stroke of a nozzle needle corresponds to the solid line.

Bei Auslegung der Ablaufdrossel 7 mit Ablaufdrosselquerschnitt A₀, Bezugszeichen 22, und einem kleineren Querschnitt Z der Zulaufdrossel 6 stellt sich eine dem gestrichelten Kurvenzug 24 entsprechende Düsennadelhubbewegung ein, welche durch eine höhere Öff nungsgeschwindigkeit der Düsennadel charakterisiert ist. Allerdings erfolgt gemäß des gestrichelt wiedergegebenen Linienzuges 24 ein im Vergleich zum trapezförmig konfigu rierten Linienzug 21 langsameres Schließen der Düsennadel.When designing the outlet throttle 7 with outlet throttle cross-section A ₀ , reference numeral 22 , and a smaller cross-section Z of the inlet throttle 6 , a dashed curve 24 corresponding nozzle needle stroke movement occurs, which is characterized by a higher opening speed of the nozzle needle. However, according to the dashed line 24, a slower closing of the nozzle needle compared to the trapezoidally configured line 21 takes place .

Wird der Zulaufdrosselquerschnitt Z im Vergleich zum mit Bezugszeichen 23 gekenn zeichneten Zulaufdrosselquerschnitt Z₀ in einem größeren Querschnitt ausgeführt, so ergibt sich eine Düsennadelhubbewegung entsprechend des strichpunktierten Linienzuges 25. Dieser Linienzug ist durch eine langsamere Öffnungsbewegung der Düsennadel gekenn zeichnet; allerdings läßt sich bei dieser Auslegungsvariante ein schnelleres Nadelschließen gemäß des strichpunktierten Linienzugs erreichen.When the inlet throttle cross-section in comparison to the Z carried marked with reference number 23 recorded inflow throttle cross-section Z ₀ in a larger cross-section, the result is a Düsennadelhubbewegung according to the dash-dotted line train 25th This line is characterized by a slower opening movement of the nozzle needle; However, with this design variant, faster needle closing can be achieved in accordance with the chain-dotted line.

Die Fig. 3.1 bzw. 3.2 zeigen die der Fig. 2 entsprechenden Düsennadel/Druckstangen- Anordnungsbewegungsgeschwindigkeiten. Figs. 3.1 and 3.2 show the Fig. 2 corresponding nozzle needle / pushrod assembly movement speeds.

In Fig. 3.1 ist die Düsennadelgeschwindigkeit über dem Querschnittsverhältnis von Ab laufdrossel/Zulaufdrossel wiedergegeben. Die Düsennadelgeschwindigkeit, welche dem Basisfall 21 gemäß Fig. 2 entspricht, d. h. einem Auslegungsverhältnis der Querschnitte von Ablaufdrossel 7 zu Zulaufdrossel 6 A₀/Z₀ führt zu einer Düsennadelgeschwindigkeit gemäß der Geraden, welche in Fig. 3.1 mit Bezugszeichen 33 gekennzeichnet ist. Bei einer Vergrößerung des Querschnitts der Ablaufdrossel gemäß der Querschnittszunahme 32 stellt sich eine höhere Düsennadelbewegungsgeschwindigkeit entsprechend der gestri chelten Geraden 34 gemäß Fig. 3.1 ein. Eine Erhöhung des Verhältnisses A/Z durch Ver größerung des Ablaufdrosselquerschnittes führt zu einer Steigerung der Nadelgeschwin digkeit.In Fig. 3.1, the nozzle needle speed is shown over the cross-sectional ratio of from throttle / inlet throttle. The nozzle needle speed, which corresponds to basic case 21 according to FIG. 2, that is to say a design ratio of the cross sections from outlet throttle 7 to inlet throttle 6 A ₀ / Z ₀ , leads to a nozzle needle speed according to the straight line, which is identified in FIG. 3.1 by reference number 33 . When the cross section of the outlet throttle is increased in accordance with the increase in cross section 32 , a higher nozzle needle movement speed is established in accordance with the straight line 34 shown in FIG. 3.1. An increase in the ratio A / Z by increasing the outlet throttle cross section leads to an increase in the needle speed.

In Fig. 3.2 ist die Schließgeschwindigkeit der Düsennadel über dem Querschnitt der Zu laufdrossel aufgetragen.In Fig. 3.2, the closing speed of the nozzle needle is plotted over the cross section of the throttle.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 3.2 geht hervor, daß im Schließfalle die Düsennadelbe wegungsgeschwindigkeit im Kraftstoffinjektor entsprechend der Geraden 38 verläuft und mit ansteigendem Zulaufdrosselquerschnitt zunimmt.From the view in Fig. 3.2 shows that runs the Düsennadelbe motion speed in the fuel injector according to the straight line 38 in the locking latch and increases with increasing inlet throttle cross-section.

Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäß konfiguriertes Servoventil, dessen Zulaufdrossel durch ein erstes Zulaufdrosselelement sowie ein zweites Zulaufdrosselelement gebildet sind. Fig. 4 shows an invention configured servo valve, the inlet throttle is formed by a first inflow throttle element and a second inflow throttle element.

Im Unterschied zur aus Fig. 1 bekannten Anordnung aus dem Stand der Technik wird gemäß Fig. 4 der Steuerraum 4 über ein Zulaufdrosselelement 6 gefüllt, welches aus zwei in Bewegungsrichtung 11 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 im Ventilstück 3 gesehen, zwei übereinanderliegenden Bohrungen gebildet wird. Das erste Zulaufdrossele lement 41 sowie das darüberliegend angeordnete zweite Zulaufdrosselelement 42 sind als übereinanderliegende Bohrungen ausgebildet, die jeweils einen Querschnitt 43 aufweisen. Es ist ebenfalls möglich, das erste Zulaufdrosselelement 41 mit einem vom Querschnitt des zweiten Zulaufdrosselelements 42 unterschiedlichen Querschnitt, d. h. mit einem größeren oder kleineren Durchmesser zu fertigen. Je nach Wahl der Durchmesser im ersten Zulauf drosselelement 41 bzw. zweiten Zulaufdrosselelement 42 lassen sich individuelle Schließ- bzw. Öffnungsgeschwindigkeitscharakteristiken abhängig vom Überdeckungsgrad des er sten bzw. zweiten Zulaufdrosselelements 41 bzw. 42 durch eine Düsennadel/Druckstangen- Anordnung 8 erzielen. Bezugszeichen 51 kennzeichnet die vertikale Anordnung des ersten Zulaufdrosselelements 41 (Z₁) und des zweiten Zulaufdrosselelements 42 (Z₂). Der Düsen nadelhub ist mit Bezugszeichen 40 gekennzeichnet und abhängig von den Druckverhältnis sen im Steuerraum 4, der von den Begrenzungswänden 5 des Ventilstückes 3 begrenzt ist. Ein Teil des Ventilstücks 3 fungiert als Düsennadel/Druckstangen-Führung 10. Die Sym metrielinie des Ventilstücks 3 ist mit Bezugszeichen 12 gekennzeichnet.In contrast to in Fig. 1 prior art arrangement of the prior art is shown in FIG. 4, the control chamber 4 is filled via a feed throttle member 6 / pressure rod assembly 8 seen from two in the direction of movement 11 of the nozzle needle in the valve member 3, formed of two superposed bores becomes. The first inlet throttle element 41 and the overlying second inlet throttle element 42 are designed as superposed bores each having a cross section 43 . It is also possible to manufacture the first inlet throttle element 41 with a cross section different from the cross section of the second inlet throttle element 42 , ie with a larger or smaller diameter. Depending on the choice of the diameter in the first inlet throttle element 41 or second inlet throttle element 42 , individual closing or opening speed characteristics can be achieved depending on the degree of coverage of the first or second inlet throttle element 41 or 42 by a nozzle needle / push rod arrangement 8 . Reference numeral 51 denotes the vertical arrangement of the first inlet throttle element 41 (Z ₁ ) and the second inlet throttle element 42 (Z ₂ ). The nozzle stroke is identified by reference numeral 40 and depends on the pressure ratio sen in the control chamber 4 , which is delimited by the boundary walls 5 of the valve piece 3 . A part of the valve piece 3 functions as a nozzle needle / push rod guide 10 . The sym metric line of the valve piece 3 is identified by reference numeral 12 .

Die Fig. 5.1 bzw. 5.2 zeigen abhängig von der Drosselöffnungsüberdeckung sich ein stellende Hubverläufe der Düsennadel. Fig. 5.1 and 5.2 show depending on the throttle opening coverage of the stroke of the nozzle needle.

Gemäß der Darstellung in Fig. 5.1 wird der Steuerraum 4 innerhalb des Ventilstücks 3 zunächst lediglich durch die Zulaufdrossel 2 (Z₂), d. h. das zweite Drosselelement 42 be füllt. Es stellt sich ein erster Hub der Düsennadel 1, der mit h₁ gekennzeichnet ist. Bei weiterer Abwärtsbewegung der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 je nach Druckauf bau im Steuerraum 4 gibt die Mantelfläche der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 bei ihrer Abwärtsbewegung das erste Zulaufdrosselelement 41 (Z₁) frei, so daß der Steuerraum 4 nunmehr parallel durch das erste Zulaufdrosselelement 41 sowie das zweite Zulaufdros selelement 42 befüllt wird. Durch die parallele Druckbeaufschlagung des Steuerraums 4 wird der Düsennadel 8, bedingt durch den Druckaufbau an deren Stirnfläche 9 der maxi male Hubweg h_max mit erhöhter Nadelschließgeschwindigkeit v_N aufgeprägt.According to the representation in Fig. 5.1, the control chamber 4 within the valve piece 3 is initially only by the inlet throttle 2 (Z ₂ ), ie the second throttle element 42 fills. There is a first stroke of the nozzle needle 1 , which is marked with h ₁ . With further downward movement of the nozzle needle / push rod arrangement 8, depending on the pressure build-up in the control chamber 4 , the lateral surface of the nozzle needle / push rod arrangement 8 releases the first inlet throttle element 41 (Z ₁ ) during its downward movement, so that the control chamber 4 is now parallel through the first Inlet throttle element 41 and the second inlet throttle element 42 is filled. Due to the parallel pressurization of the control chamber 4 , the nozzle needle 8 , due to the pressure build-up on the end face 9 of the _maximum stroke stroke h _{max, is} impressed with increased needle closing speed v _N.

Fig. 5.2 zeigt den sich einstellenden Düsennadel/Druckstangenhub während eines Ar beitsspiels. Fig. 5.2 shows the nozzle needle / push rod stroke during a working game.

Mit Bezugszeichen 21 ist der Basisfall gekennzeichnet (vgl. Darstellung gemäß Fig. 2). Gemäß dieser Variante ist lediglich eine Zulaufdrossel 6 vorgesehen, die in einem be stimmten Auslegungsquerschnitt A₀ (22) ausgelegt ist. In gestrichelter Darstellung ist der sich mit der erfindungsgemäßen Lösung einstellende Düsennadelhub gekennzeichnet. Da der Steuerraum 4 zunächst lediglich über die Zulaufdrossel Z₂, d. h. das zweite Zulaufele ment 42 beaufschlagt wird, stellt sich ein allmählicher Druckanstieg im Steuerraum 4 ein, der zu einem Ausfahren der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung in einer ersten Öff nungsgeschwindigkeit aus dem Steuerraum 4 resultiert, d. h. die Düsennadel verschließt die Einspritzöffnungen.The basic case is identified by reference symbol 21 (cf. illustration according to FIG. 2). According to this variant, only an inlet throttle 6 is provided, which is designed in a certain design cross section A ₀ ( 22 ). The nozzle needle stroke that occurs with the solution according to the invention is indicated in dashed lines. Since the control chamber 4 is initially only acted on via the inlet throttle Z ₂ , ie the second Zulaufele element 42 , a gradual pressure rise occurs in the control chamber 4 , which leads to an extension of the nozzle needle / push rod arrangement in a first opening speed from the control chamber 4 results, ie the nozzle needle closes the injection openings.

Während der Schließphase der Düsennadel, d. h. der Ausfahrphase der Düsenna del/Druckstangen-Anordnung aus dem Steuerraum 4 stellen sich demnach zwei Geschwin digkeiten ein. Die erste Geschwindigkeit entspricht dem Druckanstieg im Steuerraum 4 durch dessen Beaufschlagung lediglich über das zweite Zulaufdrosselelement 42 (Z₂) so bald die Abwärtsbewegung der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 das erste Zulauf drosselelement 41 (Z₁) freigibt, stellt sich ein wesentlich stärkerer Druckanstieg im Steuer raum 4 ein, so daß die Öffnungsgeschwindigkeit der Düsennadel 8 gemäß des strichpunk tierten Abschnitts 46 in Fig. 5.2 erfolgt.During the closing phase of the nozzle needle, ie the extension phase of the nozzle needle / push rod arrangement from the control chamber 4 , two speeds are accordingly established. The first speed corresponds to the pressure increase in the control chamber 4 by acting on it only via the second inlet throttle element 42 (Z ₂ ) as soon as the downward movement of the nozzle needle / push rod arrangement 8 releases the first inlet throttle element 41 (Z ₁ ), there is a much greater pressure increase in the control room 4 , so that the opening speed of the nozzle needle 8 takes place according to the dash-dotted section 46 in Fig. 5.2.

Nach vollständigem Öffnen der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8, d. h. Erreichen des Höchstdruckes innerhalb des Steuerraums 4 des Ventilstücks 3, stellt sich eine Halte phase 47 ein. Wird der Steuerraum 4 durch Öffnen der Ablaufdrossel 7 druckentlastet, so fährt die Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 mit ihrer Stirnseite 9 entsprechend des Druckabbaus im Steuerraum 4 in diesen wieder hinein. Während des Einfahrens der Stirn seite 9 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 in Steuerraum 4 wird zunächst die Mündung des ersten Zulaufdrosselelements 41, Z₁, von der Mantelfläche der Düsenna del/Druckstangen-Anordnung 8 verschlossen, so daß durch deren Verschließen ein Nach strömen von Steuervolumen in den Steuerraum 4 ausgeschlossen wird, d. h. die Düsenna del/Druckstangen-Anordnung 8 fährt schneller in den Steuerraum 4 ein.After completely opening the nozzle needle / push rod arrangement 8 , ie reaching the maximum pressure within the control chamber 4 of the valve piece 3 , a holding phase 47 is established . If the control chamber 4 by opening the outlet throttle 7 relieved of pressure, the nozzle needle / pressure rod assembly 8 with its end face 9 moves according to the pressure reduction in the control chamber 4 in this back into it. During the retraction of the front side 9 of the nozzle needle / push rod arrangement 8 in control chamber 4 , the mouth of the first inlet throttle element 41 , Z ₁ , from the outer surface of the nozzle needle del / push rod arrangement 8 is closed, so that a flow after the closing is excluded from control volume in the control room 4 , ie the nozzle del / push rod assembly 8 moves faster into the control room 4 .

In Fig. 6 ist eine Ausführungsvariante eines Servoventils gemäß Fig. 4 dargestellt, des sen Zulaufdrossel als im wesentlichen rechteckförmig konfigurierter Spalt gestaltet ist. FIG. 6 shows an embodiment variant of a servo valve according to FIG. 4, the inlet throttle of which is designed as an essentially rectangularly configured gap.

Alternativ zur Ausgestaltung der Zulaufdrossel 6 mit zwei übereinanderliegenden Drosse lelementen 41 bzw. 42 gemäß der Darstellung in Fig. 4, ist in Fig. 6 eine Ausgestal tungsvariante wiedergegeben, bei der die Zulaufdrossel 6 als ein in Bewegungsrichtung 11 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 orientierter, im wesentlichen rechteckförmig konfigurierte Öffnung 50 ausgebildet ist. Diese Ausgestaltungsvariante erlaubt eine nahezu kontinuierliche Veränderung der Zulaufdrossel 6 über den Nadelhub 40. Mit dieser Maß nahme kann ein nahezu beliebiger Einspritzverlauf erzeugt werden, da sich der Querschnitt der Zulaufdrossel 6 mit dem Nadelhub stetig vergrößert, so daß ein rapider Druckaufbau im Steuerraum 4 und damit eine drastische Erhöhung der Düsenna del/Druckstangenschließgeschwindigkeit erzielbar ist. Neben einer Ausgestaltungsvariante der Zulaufdrossel 6 als schlitzförmig gestalteter, in Bewegungsrichtung der Düsenna del/Druckstangen-Anordnung 8 konfigurierter Spalt und/oder einer Anordnung zweier übereinanderliegender Zulaufdrosselelemente 41 (Z₁) bzw. 42 (Z₂) in vertikaler Anordnung 51 können die als erstes Zulaufdrosselelement 41 (Z₁) bzw. als zweites Zulaufdrosselele ment 42 (Z₂) fungierenden Bohrungen auch in einer versetzten Schräglage zueinander, ge kennzeichnet durch Bezugszeichen 52 im Ventilstück 3 ausgebildet werden.As an alternative to designing the inlet throttle 6 with two superimposed throttle elements 41 and 42 according to the illustration in FIG. 4, an embodiment variant is shown in FIG. 6, in which the inlet throttle 6 as a in the direction of movement 11 of the nozzle needle / push rod arrangement 8 oriented, substantially rectangularly configured opening 50 is formed. This embodiment variant allows the inlet throttle 6 to be changed almost continuously via the needle stroke 40 . With this measure, an almost arbitrary injection course can be generated, since the cross section of the inlet throttle 6 increases continuously with the needle stroke, so that a rapid pressure build-up in the control chamber 4 and thus a drastic increase in the nozzle del / push rod closing speed can be achieved. In addition to a design variant of the inlet throttle 6 as a slot-shaped gap configured in the direction of movement of the nozzle needle / push rod arrangement 8 and / or an arrangement of two superimposed inlet throttle elements 41 (Z ₁ ) or 42 (Z ₂ ) in a vertical arrangement 51 , the first Inlet throttle element 41 (Z ₁ ) or as a second inlet throttle element 42 (Z ₂ ) acting bores also in an offset oblique position to one another, characterized by reference numeral 52 in the valve piece 3 are formed.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante des Servoventils gemäß Fig. 6, welche eine Um kehr des Nadelschließverhaltens erlaubt. Fig. 7 shows an embodiment of the servo valve according to FIG. 6, which allows a reversal of the needle closing behavior.

Gemäß dieser Ausführungsvariante ist die Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 mit einem Kolbenabschnitt 53 versehen, welchem sich ein im Durchmesser verjüngter Bereich anschließt, welcher mit der Führungswandung 10 des Ventilstücks 3 einen Ringraum 54 bildet. Die Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 gemäß der Darstellung in Fig. 7 ist von einer an der Stirnfläche 9 mündenden und mit dem Ringraum 54 in Verbindung ste henden Bohrung durchzogen. Gemäß dieser Ausführungsvariante kann die Zulaufdrossel 6 ebenfalls mit einem spaltförmig konfigurierten Querschnitt ausgelegt sein, der sich parallel zur Bewegungsrichtung 11 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 im Ventilstück 3 erstreckt. Alternativ können auch ein erstes Zulaufdrosselelement und ein zweites Zulauf drosselelement 41 (Z₁) bzw. 42 (Z₂) in Vertikalanordnung 51 im Querschnitt 43 übereinan derliegend im Ventilstück 3 ausgebildet sein. Mit dieser Ausführungsvariante wird als Funktion des Nadelhubes 40 der Querschnitt der Zulaufdrossel 6 vergrößert. Dadurch wird eine hohe Anfangsgeschwindigkeit erzielt, die bei Erreichung des Endhubes abnimmt. Das Schließen der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 erfolgt sehr schnell, da in diesem Falle die Zulaufdrossel 6 maximal geöffnet ist. Gemäß dieser Ausführungsvariante wird der Steuerraum 4 innerhalb des Ventilstücks 3 mittelbar über einen indirekten Steuerraum zulauf, der sich durch den Kolbenabschnitt 53 der Düsennadel/Druckstangen-Anordnung 8 zieht, mit Steuervolumen beaufschlagt. According to this embodiment variant, the nozzle needle / push rod arrangement 8 is provided with a piston section 53 , which is followed by a region which is tapered in diameter and which forms an annular space 54 with the guide wall 10 of the valve piece 3 . The nozzle needle / push rod arrangement 8 as shown in FIG. 7 is traversed by a bore opening on the end face 9 and connected to the annular space 54 . According to this embodiment variant, the inlet throttle 6 can also be designed with a gap-shaped cross-section that extends parallel to the direction of movement 11 of the nozzle needle / push rod arrangement 8 in the valve piece 3 . Alternatively, a first inlet throttle element and a second inlet throttle element 41 (Z ₁ ) or 42 (Z ₂ ) can be formed in a vertical arrangement 51 in cross section 43 lying one above the other in the valve piece 3 . With this embodiment variant, the cross section of the inlet throttle 6 is enlarged as a function of the needle stroke 40 . This achieves a high initial speed, which decreases when the final stroke is reached. The nozzle needle / push rod arrangement 8 is closed very quickly, since in this case the inlet throttle 6 is opened to the maximum. According to this embodiment variant, the control chamber 4 is indirectly supplied with control volume within the valve piece 3 via an indirect control chamber which extends through the piston section 53 of the nozzle needle / push rod arrangement 8 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kraftstoffinjektor
fuel injector

22

Servoventil
servo valve

33

Ventilstück
valve piece

44

Steuerraum
control room

55

Begrenzungswandung
boundary wall

66

Zulaufdrossel
inlet throttle

77

Ablaufdrossel
outlet throttle

88th

Düsennadel/Druckstangen-Anordnung
Nozzle needle / pressure rod assembly

99

Stirnfläche
face

1010

Düsennadel/Druckstangen-Führung
Nozzle needle / pushrod guide

1111

Bewegungsrichtung
movement direction

1212

Symmetrielinie
line of symmetry

2020

Hubverlauf
stroke course

2121

Basisfall
base case

2222

Ablaufdrosselquerschnitt A₀
Flow restrictor cross section A ₀

2323

Zulaufdrosselquerschnitt Z₀
Inlet throttle cross section Z ₀

2424

Nadelhub Z < Z₀
Needle stroke Z <Z ₀

2525

Nadelhub Z < Z₀
Needle stroke Z <Z ₀

3030

Nadelgeschwindigkeit v_N Needle speed v _N

Öffnungsfall
opening the case

3131

Querschnittsverhältnis A/Z
Cross-sectional ratio A / Z

3232

Querschnittzunahme A
Cross section increase A

3333

1. Öffnungsgeschwindigkeitsverlauf
1. Opening speed curve

3434

2. Öffnungsgeschwindigkeitsverlauf
2. Opening speed curve

3535

3. Öffnungsgeschwindigkeitsverlauf
3. Opening speed curve

3636

Nadelgeschwindigkeitsverlauf v_N Needle speed curve v _N

Schließfall
closing case

3737

Zulaufdrosselfläche
Inlet throttle area

3838

Schließgeschwindigkeitsverlauf
Closing speed course

4040

Nadelhub
needle stroke

4141

erste Zulaufdrossel
first inlet throttle

4242

zweite Zulaufdrossel
second inlet throttle

4343

Drosselquerschnitt
Throttle cross section

4444

Nadelhubverlauf
needle stroke

4545

Öffnungsphase
opening phase

4646

Öffnungsgeschwindigkeitssteigerung
Opening speed increase

4747

Haltephase
holding phase

4848

Schließverlauf
closing the course

5050

schlitzförmiger Drosselquerschnitt
slit-shaped throttle cross-section

5151

vertikale Drosselanordnung
vertical throttle arrangement

5252

versetzte Drosselanordnung
offset throttle arrangement

5353

Kolbenabschnitt
piston section

5454

Ringraum
annulus

5555

indirekter Steuerraumzulauf
indirect control room inlet

Claims

Carried 1. Fuel injection device for fuel injection systems of internal combustion engines with a servo valve (2) comprising a valve member (3) defining a control chamber (4), the pressure relief aufschlagung via an outlet throttle (7) and its Druckbe via an inlet throttle (6) and stung in Druckentla / pressure load of a nozzle needle / pressure rod assembly (8) has a stroke movements supply (11) is impressed in the fuel injection device, characterized net gekennzeich, that the control chamber (4) is acted upon by a supply throttle (6), whose cross-section (43 , 50 ) changes depending on the stroke ( 40 ) of a nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ).

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the inlet throttle ( 6 ) in the longitudinal direction of the nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ) is effectively formed in the valve piece ( 3 ).

3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the inlet throttle ( 6 ) comprises a first inlet throttle element ( 41 ) and a second inlet throttle element ( 42 ).

4. Fuel injection device according to claim 3, characterized in that the first and the second inlet throttle element ( 41 , 42 ) are designed as bores in the valve piece ( 3 ).

5. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the first and the second inlet throttle element ( 41 , 42 ) in the direction of movement ( 11 ) of the nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ) are formed one above the other.

6. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the throttle cross-sections ( 43 ) of the first inlet throttle element ( 41 ) and the second to throttle element ( 42 ) correspond to each other.

7. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the cross section ( 43 ) of the first inlet throttle element ( 41 ) is larger than that of the second inlet throttle element ( 42 ).

8. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the cross section ( 43 ) of the second inlet throttle element ( 42 ) is larger than that of the first inlet throttle element ( 41 ).

9. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the first inlet throttle element ( 41 ) and the second inlet throttle element ( 42 ) are formed in an offset position ( 52 ) on the valve piece ( 3 ).

10. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the inlet throttle ( 6 ) as a slot-shaped inlet throttle gap ( 50 ) in the valve piece ( 3 ) is formed.

11. Fuel injection device according to claim 10, characterized in that the slot-shaped configured inlet throttle gap ( 50 ) is rectangular, extending in the direction of movement ( 11 ) of the nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ) extending out.

12. Fuel injection device according to claim 10, characterized in that the slot-shaped inlet throttle gap ( 50 ) is trapezoidal.

13. Fuel injection device according to claim 12, characterized in that the short side of the trapezoidal inlet throttle gap ( 50 ) assigns the injection nozzle-side end of the nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ).

14. Fuel injection device according to claim 12, characterized in that the longer side of the trapezoidal inlet throttle gap ( 50 ) assigns the injection nozzle-side end of the nozzle needle / push rod arrangement ( 8 ).