DE10139680A1

DE10139680A1 - Fuel injection system

Info

Publication number: DE10139680A1
Application number: DE2001139680
Authority: DE
Inventors: Cornelio Leonardi; Rainer Haeberer; Marco Balice; Helmut Clauss; Hans-Peter Schaal; Andreas Rettich; Markus Rueckle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-11
Filing date: 2001-08-11
Publication date: 2003-02-27
Also published as: EP1283354A3; EP1283354A2; JP2003113762A

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1) umfasst einen Injektor (3') und ein Magnetventil (8) zur Steuerung des Einspritzvorgangs. Das Magnetventil (8) weist in seinem Innenraum mindestens einen ersten Strömungskanal zur Hindurchführung von Kraftstoff durch einen Ankerraum (16) des Magnetventils (8) und mindestens einen zweiten Strömungskanal zur Rückführung von Kraftstoff aus dem Magnetventil (8) heraus in Richtung Magnetventilöffnung auf. Der mindestens eine zweite Strömungskanal ist mit einer Kraftstoffrückführung in einen Kraftstofftank verbunden. Diese Strömungsführung gewährleistet eine Entlüftung des Ankerraums (16) bei Berücksichtigung eines möglichst geringen Bauraums der Kraftstoffeinspritzeinrichtung (1).A fuel injection device (1) comprises an injector (3 ') and a solenoid valve (8) for controlling the injection process. The solenoid valve (8) has at least one first flow channel for passing fuel through an armature space (16) of the solenoid valve (8) and at least one second flow channel for returning fuel out of the solenoid valve (8) towards the solenoid valve opening. The at least one second flow channel is connected to a fuel return to a fuel tank. This flow guide ensures ventilation of the armature space (16) while taking into account the smallest possible space for the fuel injection device (1).

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Injektor und mit einem Magnetventil zur Steuerung des Einspritzvorgangs. Vorzugsweise ist das Magnetventil (Stellmagnet) aus durch den Bauraum bedingten Gründen quer, d. h. 90° zum Injektor, am Injektorgehäuse angeflanscht. The invention relates to a fuel injection device with an injector and a solenoid valve to control the injection process. Preferably that is Solenoid valve (control solenoid) for reasons related to the installation space, i.e. H. 90 ° to the injector, flanged to the injector housing.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist beispielsweise durch die EP 0 907 018 A2 bekannt geworden. Such a fuel injection device is, for example, by EP 0 907 018 A2 has become known.

Probleme bereitet die Entlüftung des Ankerraums des Magnetventils. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird vorgeschlagen, an einem dem Injektor abgewandten Ende des Magnetventils einen Kraftstoffrücklauf vorzusehen. Dies kann zu Bauraumproblemen führen. Findet eine unzureichende Entlüftung, d. h. eine Bildung von Luftblasen im Ankerraum statt, kommt es zu einer mangelnden Dämpfung bei fehlendem Kraftstoff. Der Anker neigt in derartigen Fällen zu Schwingungen. Venting the armature space of the solenoid valve presents problems. In the Known fuel injection device is proposed on a End of the solenoid valve facing away from the injector provided. This can lead to installation space problems. Finds an insufficient one Venting, d. H. formation of air bubbles in the anchor space occurs a lack of damping in the absence of fuel. The anchor tilts in such cases to vibrations.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Zur Vermeidung dieser Probleme wird eine Kraftstoffeinspritzung gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Durch die Strömungsführung im Magnetventil wird innerhalb der Randbedingungen eine Entlüftung des Ankerraums des Magnetventils, d. h. ein möglichst vollständig nur mit Kraftstoff gefüllter Ankerraum, gewährleistet. Damit verbunden ist eine ausreichende Ankerdämpfung und demzufolge eine gute Injektordynamik und insbesondere eine Realisierung eines geringen Abstands zwischen der Vor- und Haupteinspritzung. Als Folge davon reduziert sich überdies die Rücklaufmenge. To avoid these problems, fuel injection is performed according to Claim 1 proposed. Through the flow in the solenoid valve If the anchor space is vented within the boundary conditions Solenoid valve, d. H. one that is as completely filled with fuel as possible Anchor room, guaranteed. Adequate anchor damping is associated with this and consequently good injector dynamics and in particular a realization a small distance between the pre and main injection. As a result this also reduces the return volume.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigt: An embodiment of the invention is based on schematic representations explained in more detail. It shows:

Fig. 1 einen Teil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einem Magnetventil zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung im Längsschnitt; Figure 1 shows a part of a fuel injection device with a solenoid valve for controlling the fuel injection in longitudinal section.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt eines Querschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged section of a cross section along the line II-II in FIG. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Querschnitts entlang der Linie III-III in Fig. 1. Fig. 3 shows an enlarged detail of a cross section along the line III-III in FIG. 1.

Description of the embodiment

Aus der Fig. 1 ist der Aufbau eines Teils einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ersichtlich. Der allgemeine Aufbau einer derartigen Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 ist bekannt und beispielsweise in der EP 0 907 018 A2 beschrieben. Daher zeigt Fig. 1 nur den oberen Teil. Eine Druckleitung 2 in einem Gehäuse 3 eines Injektors 3' der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 1 führt unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zu einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Düsenraum. Eine Druckstange 4 liegt an einer ebenfalls nicht dargestellten Düsennadel derart an, dass diese von einer Offenstellung in eine Schließstellung bzw. umgekehrt bewegt werden kann. Die Bewegung der Düsennadel wird über das Druckverhältnis in einem Kontrollraum 5 zu dem Düsenraum gesteuert, da der Kontrollraum 5 in einem Ventilstück 6 über eine Druckleitung 7 ebenfalls mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff befüllt wird. Der Kontrollraum 5 kann zur Durchführung der Kraftstoffeinspritzung druckentlastet werden, indem der Kontrollraum 5 mit Hilfe eines unter einem 90° Winkel zur Druckstange angeordneten Magnetventils 8 an eine Rücklaufbohrung durchgängig angeschlossen wird, die mit einem Kraftstofftank in Verbindung steht. Das Magnetventil 8 verschließt eine Öffnung in einer Ventilplatte 9 über eine druckbeaufschlagbare Kugel 10. Das in seinem funktionalen Aufbau bekannte Magnetventil 8 umfasst weiterhin eine Ankerführung 11, einen Ankerbolzen 12, eine Ankerplatte 13, eine Ventilfeder 14 und eine Ankerplattenfeder 15. Wird der Ankerbolzen 15 bei Anströmung des Magnetventils 8 zurückgezogen (geöffnete Ventilstellung), so wird die Druckentlastung des Kontrollraum 5 eingeleitet. Dabei kommt es zu der fett bzw. gepunktet eingezeichneten Strömungsführung innerhalb des Magnetventils 8. Eine Luftblasenbildung in einem Ankerraum 16 des Magnetventils 8 wird vermieden, weil die Strömungsführung Luftblasen mitreißt und aus dem Magnetventil 8 nach außen führt. Eine Leckageleitung 17 zur Rückführung von Kraftstoff aus einem Druckstangenraum bei Offenstellung der Düsennadel ist mit einem unteren Strömungskanal 18 verbunden, so dass an dieser Stelle eine Vereinigung einer Leckagemenge aus dem Druckstangenbereich und einer Steuermenge an Kraftstoff aus dem Kontrollbereich stattfindet. Die Luftblasen werden zunächst in einen oberen Strömungskanal 19 und anschließend in die Rücklaufbohrung und somit aus dem Magnetventil 8 gedrängt. Kraftstoff wird im Magnetventil 8 umgeleitet und wieder heraus geführt. Es wird eine Strömungsführung über Strömungskanäle ausgebildet, die einen Rückstau vermeidet. Nach dem Eintritt von Kraftstoff aus dem Kontrollraum 5 in das Magnetventil 8 wird der Eingangskanal in zwei Strömungspfade S₁ und S₂ aufgeteilt, um Kraftstoff bis zur Ventilfeder 14 zu führen, dort vorzugsweise zu vereinigen, anschließend wieder gegenläufig auf zwei weiteren Strömungspfaden S₃ und S₄ in Richtung Eingangskanal (Ventilplatte 9) herauszuführen und dem Kraftstofftank erneut zuzuführen (Kraftstoffrückführung gepunktet angedeutet). From Fig. 1 shows the structure of part of a fuel injection device 1 is visible. The general structure of such a fuel injection device 1 is known and is described, for example, in EP 0 907 018 A2. Therefore, Fig. 1 shows only the upper part. A pressure line 2 in a housing 3 of an injector 3 'of the fuel injection device 1 leads to high-pressure fuel to a nozzle space, not shown in FIG. 1. A push rod 4 bears against a nozzle needle, also not shown, in such a way that it can be moved from an open position to a closed position or vice versa. The movement of the nozzle needle is controlled via the pressure ratio in a control space 5 to the nozzle space, since the control space 5 in a valve piece 6 is also filled with fuel under high pressure via a pressure line 7 . The control room 5 can be relieved of pressure to carry out the fuel injection by continuously connecting the control room 5 to a return bore, which is connected to a fuel tank, by means of a solenoid valve 8 arranged at a 90 ° angle to the push rod. The solenoid valve 8 closes an opening in a valve plate 9 via a pressurizable ball 10 . The solenoid valve 8 , which is known in its functional design, further comprises an armature guide 11 , an armature pin 12 , an armature plate 13 , a valve spring 14 and an armature plate spring 15 . If the anchor bolt 15 is pulled back when the solenoid valve 8 flows against it (open valve position), the pressure relief of the control room 5 is initiated. This results in the bold or dotted flow guidance within the solenoid valve 8 . An air bubble formation in an armature space 16 of the solenoid valve 8 is avoided because the flow guidance entrains air bubbles and leads them outward from the solenoid valve 8 . A leakage line 17 for returning fuel from a pressure rod chamber when the nozzle needle is open is connected to a lower flow channel 18 , so that a leakage quantity from the pressure rod region and a control quantity of fuel from the control region are combined at this point. The air bubbles are first forced into an upper flow channel 19 and then into the return bore and thus out of the solenoid valve 8 . Fuel is diverted in the solenoid valve 8 and led out again. A flow guidance over flow channels is formed, which avoids a backflow. After the entry of fuel from the control room 5 into the solenoid valve 8 , the input channel is divided into two flow paths S ₁ and S ₂ in order to lead fuel up to the valve spring 14 , preferably to unite there, then again in opposite directions on two further flow paths S ₃ and Lead out S ₄ in the direction of the inlet channel (valve plate 9 ) and feed it to the fuel tank again (fuel return indicated by dots).

Zur Abdichtung der Anordnung werden eine harte metallische Dichtung 20 zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse 3 und dem Ventilstück 6, eine Hochdruckdichtung 21 aus Teflon® zur Abdichtung zwischen dem Druckstangenraum und einem Ringkanal 22, eine Hochdruckabdichtung 23 aus Teflon® im Zusammenwirken mit einem Stützring 24 zur Abdichtung zwischen dem Kontrollraum 5 und dem Ringkanal 22 und schließlich eine harte metallische Hochdruckdichtung 25 zur Abdichtung zwischen dem Kontrollraum 5 und dem Magnetventil 8 verwendet. Die Anordnung der Dichtungen 20, 21, 23, 25 berücksichtigt die an den Dichtungen 20, 21, 23, 25 anliegenden Drücke. Für große Drücke werden harte metallische Dichtungen vorgeschlagen. Bei Dichtungen, die kleineren Drücken ausgesetzt sind oder bei denen eine geringere Auswirkung einer Undichtheit auftritt, werden Teflon®dichtungen vorgeschlagen. Der Kontrollraum 5 ist nach oben durch eine harte Abdichtung begrenzt. Die Dichtung 23 wird durch den auf die Dichtung 23 wirkenden Druck nach oben gedrückt, wodurch der Kontrollraum 5 möglichst minimal gehalten wird. Über den Stützring 24 und die Formgebung des Raumes um die Dichtung 23 wird die Dichtung 23 in eine definierte axiale Lage gebracht. Da die Druckdifferenz zwischen Ringkanal 22 und Kontrollraum 5 kleiner ist als die Druckdifferenz zwischen Kontrollraum 5 und Gehäuse 3 rechtfertigt sich die Verwendung des Dichtmaterials Teflon®. To seal the arrangement, a hard metallic seal 20 for sealing between the housing 3 and the valve piece 6 , a high-pressure seal 21 made of Teflon® for sealing between the push rod chamber and an annular channel 22 , a high-pressure seal 23 made of Teflon® in cooperation with a support ring 24 are used Seal between the control room 5 and the annular channel 22 and finally a hard metallic high pressure seal 25 is used for sealing between the control room 5 and the solenoid valve 8 . The arrangement of the seals 20 , 21 , 23 , 25 takes into account the pressures applied to the seals 20 , 21 , 23 , 25 . Hard metallic seals are proposed for high pressures. Teflon® seals are suggested for seals that are exposed to lower pressures or that have less of a leakage effect. The control room 5 is limited at the top by a hard seal. The seal 23 is pressed upward by the pressure acting on the seal 23 , as a result of which the control space 5 is kept as minimal as possible. Via the support ring 24 and the shape of the space around the seal 23 , the seal 23 is brought into a defined axial position. Since the pressure difference between the ring channel 22 and the control room 5 is smaller than the pressure difference between the control room 5 and the housing 3 , the use of the sealing material Teflon® is justified.

Um eine gezielte radiale Montage des Ventilstücks 6 zu gewährleisten, da sich die Verbindungsbohrungen treffen müssen, wird mittels eines metallischen Stiftes 26 gemäß Fig. 2 eine radiale Fixierung zwischen dem Gehäuse 3 und dem Ventilstück 6 vorgenommen. Sowohl im Gehäuse 3 als auch im Ventilstück 6 ist eine halbkreisförmige Bohrung 27, 28 vorgesehen, in deren Zwischenraum der Stift 26 eingedrückt wird und so eine klare Zuordnung vorgibt. Durch die Anordnung der Fixierung auf großem Durchmesser ist die Zuordnung toleranzunempfindlich. Über dem Verbindungsstück 6 liegt eine Scheibe 29 mit zwei Nasen 30 gemäß Fig. 3, von denen in dem Ausschnitt der Fig. 3 nur eine dargestellt ist. Die Nasen 30 ragen in das Gehäuse 3 hinein und verhindern somit ein Verdrehen der Scheibe 27 beim Anziehen einer Verschlussschraube 31. Ein Verdrehen des Ventilstücks 6 beim Anziehen der Verschlussschraube 29 ist damit ausgeschlossen. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Kraftstoffeinspritzeinrichtung
2 Druckleitung
3 Gehäuse
3' Injektor
4 Druckstange
5 Kontrollraum
6 Ventilstück
7 Druckleitung
8 Magnetventil
9 Ventilplatte
10 Kugel
11 Ankerführung
12 Ankerbolzen
13 Ankerplatte
14 Ventilfeder
15 Ankerplattenfeder
16 Ankerraum
17 Leckageleitung
18 Unterer Strömungskanal
19 Oberer Strömungskanal
20 Dichtung
21 Dichtung
22 Ringkanal
23 Dichtung
24 Stützring
25 Dichtung
26 Stift
27 Bohrung
28 Bohrung
29 Scheibe
30 Nase
31 Verschlussschraube
S₁ Strömungspfad
S₂ Strömungspfad
S₃ Strömungspfad
S₄ Strömungspfad
In order to ensure a targeted radial assembly of the valve piece 6 , since the connecting bores must meet, a radial fixation between the housing 3 and the valve piece 6 is carried out by means of a metallic pin 26 according to FIG. 2. Both in the housing 3 and in the valve piece 6 , a semicircular bore 27 , 28 is provided, in the space between which the pin 26 is pressed and thus provides a clear assignment. The arrangement of the fixation on a large diameter makes the assignment insensitive to tolerances. Above the connecting piece 6 there is a washer 29 with two lugs 30 according to FIG. 3, of which only one is shown in the detail of FIG. 3. The lugs 30 protrude into the housing 3 and thus prevent the disk 27 from rotating when a locking screw 31 is tightened. A rotation of the valve piece 6 when tightening the screw plug 29 is thus excluded. REFERENCE SIGN LIST 1 fuel injector
2 pressure line
3 housing
3 'injector
4 push rod
5 control room
6 valve piece
7 pressure line
8 solenoid valve
9 valve plate
10 bullet
11 anchor guide
12 anchor bolts
13 anchor plate
14 valve spring
15 anchor plate spring
16 anchor room
17 leakage line
18 Lower flow channel
19 Upper flow channel
20 seal
21 seal
22 ring channel
23 seal
24 support ring
25 seal
26 pen
27 hole
28 hole
29 disc
30 nose
31 screw plug
S ₁ flow path
S ₂ flow path
S ₃ flow path
S ₄ flow path

Claims

1. Fuel injection device ( 1 ) with an injector ( 3 ') and with a solenoid valve ( 8 ) for controlling the injection process, which has at least one first flow channel in its interior for passing fuel through an armature space ( 16 ) of the solenoid valve ( 8 ) and at least has a second flow channel for returning fuel out of the solenoid valve ( 8 ) in the direction of the solenoid valve opening, the at least one second flow channel being connected to a fuel return to a fuel tank.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that an upper and a lower flow channel for flow feedback (S ₃ , S ₄ ) is provided.

3. Fuel injection device according to claim 1 or 2, characterized in that the fuel return is formed in the injector housing ( 3 ).

4. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the solenoid valve ( 8 ) is arranged to form a 90 ° angle to the injector housing ( 3 ).

5. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that a leakage line ( 17 ) of the injector ( 3 ') is connected to a flow channel of the solenoid valve ( 8 ).