DE10143423A1

DE10143423A1 - Fuel injection system with injector hydraulically decoupled from the supply line

Info

Publication number: DE10143423A1
Application number: DE2001143423
Authority: DE
Inventors: Marcus Marheineke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-05-08
Also published as: WO2003027485A1; WO2003027485A8

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzsystem zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Über einen Hochdrucksammelraum (2) werden eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren (1) über Hochdruckleitungen (4) mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Die Kraftstoffinjektoren (1) umfassen einen Ringraum (12), welchen ein die Hochdruckleitung (4) aufnehmendes Anschlußstück (7) mündet. Der Hochdruckzuleitung (4) zugeordnet ist in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen, vor dem Injektor (9) liegend, ein Zusatzvolumen (8, 21) aufgenommen, welches an seiner im Verteiler (2) zuweisenden Seite ein hydraulisches Entkopplungselement (6, 26) umfasst.The invention relates to a fuel injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. A number of fuel injectors (1) are pressurized with high-pressure fuel via high-pressure lines (4) via a high-pressure plenum (2). The fuel injectors (1) comprise an annular space (12) which opens into a connection piece (7) which receives the high pressure line (4). Associated with the high-pressure feed line (4), seen in the flow direction of the fuel, lying in front of the injector (9), an additional volume (8, 21) is accommodated, which comprises a hydraulic decoupling element (6, 26) on its side facing the distributor (2).

Description

Technical field

Bei Kraftstoffeinspritzsystemen zum Einspritzen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff, kommen Kraftstoffinjektoren zum Einsatz, die über ein Verteilerrohr (Rail) von einem Hochdrucksammelraum mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt werden. Durch die im Kraftstoffeinspritzsystem auftretenden hohen Drücke von > 1350 bar, liegt das Spitzendruckniveau in Kraftstoffeinspritzsystemen auf einem sehr hohen Niveau, was dessen Dauerfestigkeit mit zunehmender Lebensdauer beeinträchtigt. Bei Einspritzende kann es durch das Schließen der Düsennadel zu einem Druckstoß im Injektor kommen, der zu unerwünscht hohen Druckspitzen führt. In fuel injection systems for injecting high pressure Fuel, fuel injectors are used, which are connected via a rail pressurized fuel in a high-pressure plenum become. Due to the high pressures of> 1350 bar that occur in the fuel injection system, the peak pressure level in fuel injection systems is very high Level, which affects its fatigue strength with increasing service life. at The injection end can result in a pressure surge in the injector by closing the nozzle needle come, which leads to undesirably high pressure peaks.

Stand der TechnikState of the art

DE 196 19 523 A1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil, bei dem ein in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragender Ventilkörper mittels einer Spannmutter axial gegen einen Ventilhaltekörper vorgespannt ist. Der Ventilkörper weist eine von der dem Ventilhaltekörper zugewandten Stirnfläche ausgehende Sackbohrung auf, die als Führungsbohrung ausgebildet ist, in der ein kolbenförmiges Ventilglied axial verschiebbar geführt ist. Dabei weist die Führungsbohrung einen radial erweiterten Druckraum auf, der durch einen zwischen der Wand der Führungsbohrung und dem Ventilgliedschaft gebildeten Ringspalt mit einer konischen Ventilsitzfläche verbunden ist, die am nach innen ragenden, geschlossenen Ende der Führungsbohrung gebildet ist. An diese Ventilsitzfläche schließen sich stromabwärts Einspritzöffnungen an, die in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine münden. Dabei wird das axial verschiebbare Ventilglied mittels einer Rückstellfeder oder einem anders gestalteten Spannelement mit einer am brennraumseitigen Ende des Ventilglieds vorgesehenen Ventildichtfläche in Anlage am Ventilsitz gehalten. Die Kraftstoffzuführung zum Einspritzventil erfolgt über einen in den Druckraum mündenden Zulaufkanal, der den Ventilhaltekörper durchdringt und weiter über eine Einspritzleitung ständig mit einem für sämtliche Einspritzventile der zu versorgenden Brennkraftmaschine gemeinsamen Hochdruckspeicherraum verbunden ist. Das kolbenförmige Ventilglied weist im Bereich des Druckraums eine Ringschulter auf, an der der im Druckraum ständig anstehende Kraftstoffhochdruck in Öffnungsrichtung des Ventilglieds anliegt. Das Ventilglied wird dabei bei einer anliegenden Druck- bzw. Kolbenstange hydraulisch in seine Schließlage geführt und blockiert, wozu die dem Ventilsitz abgewandte Stirnfläche der Druckstange einen hydraulischen Schließdruckraum begrenzt. Bei dem aus DE 196 19 523 A1 bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist jedoch der Umstand von Nachteil, dass sich infolge des ständig am Einspritzventil anliegenden Kraftstoffhochdrucks die das Ventilglied führende Führungsbohrung in radiale Richtung aufweitet. Neben einer verringerten Hochdruckfestigkeit des Ventilkörpers hat dies auch eine verstärkte Leckage zwischen dem Druckraum und einem niederdruckseitig vorgesehenen Federraum zur Folge, was den Wirkungsgrad des gesamten Kraftstoffeinspritzsystems beeinträchtigt. DE 196 19 523 A1 relates to a fuel injection valve, in which one in the Combustion chamber of the valve body protruding by means of a valve body to be supplied Clamping nut is biased axially against a valve holding body. The valve body has one from the end face facing the valve holding body blind bore on the is designed as a guide bore in which a piston-shaped valve member axially is slidably guided. The guide bore has a radially enlarged one Pressure chamber through a between the wall of the guide hole and the Valve member formed annular gap is connected to a conical valve seat, which after inside projecting, closed end of the guide bore is formed. To this Valve seat surfaces adjoin downstream injection openings that lead to the combustion chamber supplying internal combustion engine open. The axially displaceable valve member by means of a return spring or a differently designed clamping element with an Combustion chamber end of the valve member provided valve sealing surface in contact on Valve seat held. The fuel supply to the injection valve takes place in the Inlet channel opening pressure chamber, which penetrates the valve holding body and further via an injection line with one for all injectors supplying internal combustion engine common high-pressure storage space is connected. The piston-shaped valve member has an annular shoulder in the region of the pressure chamber, on which the constantly high fuel pressure in the pressure chamber in the opening direction of the Valve member is present. The valve member is in the case of an applied pressure or Piston rod is hydraulically guided into its closed position and blocked, which includes the valve seat facing end face of the push rod limits a hydraulic closing pressure chamber. In the fuel injection valve known from DE 196 19 523 A1, however, the fact is disadvantageous that due to the constant pressure on the injection valve High fuel pressure which widens the guide bore guiding the valve member in the radial direction. Next a reduced high pressure resistance of the valve body also has an increased Leakage between the pressure chamber and a spring chamber provided on the low pressure side result, which affects the efficiency of the entire fuel injection system.

DE 298 14 934 U1 bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen. Ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ist mittels einer Spannmutter axial gegen einen Ventilhaltekörper verspannt, in dem ein kolbenförmiges Ventilglied in einer Führungsbohrung axial verschiebbar geführt ist. Die Führungsbohrung weist einen radial erweiterten Druckraum auf, der durch einen zwischen der Wandung der Führungsbohrung und dem Ventilglied gebildeten Ringspalt mittels einer konisch einwärts gerichteten Ventilsitzfläche verbunden ist. An diese schließen sich stromabwärts Einspritzöffnungen an, an welche das Ventilglied unter Vorspannung mit einer Ventildichtfläche in Anlage bringbar ist. Ferner ist ein in den Druckraum mündender Kraftstoffzulaufkanal vorgesehen, der über eine Einspritzleitung ständig mit einem für sämtliche Einspritzventile der zu versorgenden Verbrennungskraftmaschine gemeinsamen Hochdrucksammelraum (Common Rail) verbunden ist. Eine den Ventilkörper hintergreifende Anlagefläche der Spannmutter und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenanschlagfläche ist am Ventilkörper derart konisch ausgebildet, dass neben der axialen Vorspannung eine radiale Spannungskomponente auf den Ventilkörper übertragen werden kann. DE 298 14 934 U1 relates to a fuel injection valve for internal combustion engines. A fuel injection valve for internal combustion engines is axial by means of a clamping nut clamped against a valve holding body in which a piston-shaped valve member in a Guide bore is guided axially. The guide bore has a radial expanded pressure chamber by a between the wall of the guide hole and the annular gap formed by means of a conically directed inward Valve seat is connected. This is followed by injection openings downstream which can bring the valve member into contact with a valve sealing surface under pretension is. Furthermore, a fuel inlet channel opening into the pressure chamber is provided, which via an injection line constantly with one for all injectors to be supplied Internal combustion engine common high-pressure manifold (common rail) connected is. One contact surface of the clamping nut engaging behind the valve body and one with this cooperating counter stop surface is so conical on the valve body formed that in addition to the axial preload a radial stress component the valve body can be transferred.

DE 101 14 219.6 bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor mit vorgeordnetem Speichervolumen. Ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Versorgung der Brennräume einer Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoff umfasst eine Hochdruckpumpe. Über die Hochdruckpumpe wird eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt, wobei den einzelnen Kraftstoffinjektoren jeweils ein Speichervolumen direkt vorgeschaltet ist. Bei diesen Einspritzsystemen gemäß des Common Rail-Prinzips wird der Kraftstoff vom Verteilerrohr (Rail) durch Hochdruckleitungen und gegebenenfalls Druckrohrstutzen zu den einzelnen Injektoren geführt. Ziel ist es, den im Verteilerrohr anstehenden Druck im Injektor konstant für die Einspritzung zur Verfügung zu stellen. Durch den Beginn der Einspritzung wird das System gestört: Beim Öffnen des Magnetventils des Injektors und der Düse kommt es zu einem lokalen Druckabfall. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen Hochdruckleitung und Injektor strömt Kraftstoff aus der Hochdruckleitung nach, jedoch ein relativ großes Volumen, wodurch der Druck über den Systemdruck ansteigt. Entsprechend dieser Anregung schwingt der Druck in Injektor und Zuleitung erheblich, wobei die Druckschwingung nur langsam abklingt. Bei Einspritzende wird durch Schließen der Düsennadel darüber hinaus ein Druckstoß verursacht. Dieser Druckstoß überlagert sich mit der bereits ausgebildeten, jedoch im Abklingen begriffenen Druckschwingung in Injektor und Zuleitung. Fällt das Nadelschließen mit einem Maximum der Druckschwingung zusammen, so treten im Injektor unerwünscht hohe Druckspitzen auf, welche die Bauteile erheblich belasten. DE 101 14 219.6 relates to a fuel injector with an upstream one Storage volume. A fuel injection system to supply the combustion chambers of one Internal combustion engine with fuel includes a high pressure pump. Via the high pressure pump becomes a number of fuel injectors with high pressure fuel acted upon, with the individual fuel injectors each having a storage volume directly is connected upstream. In these injection systems according to the common rail principle, the Fuel from the manifold (rail) through high pressure lines and if necessary Pressure pipe socket led to the individual injectors. The goal is the one in the manifold to make available pressure in the injector constant for the injection. By the The system is disrupted at the start of injection: when the solenoid valve of the There is a local pressure drop in the injector and the nozzle. Due to the Pressure difference between high pressure line and injector fuel flows out of the high pressure line after, however, a relatively large volume, causing the pressure above the system pressure increases. The pressure in the injector and supply line oscillates in accordance with this excitation considerable, the pressure oscillation subsiding only slowly. At the end of the injection Closing the nozzle needle also causes a pressure surge. This surge overlaps with that which has already been developed, but is in the process of decaying Pressure oscillation in the injector and supply line. If the needle closes with a maximum of Pressure oscillation together, undesirably high pressure peaks occur in the injector, which put considerable strain on the components.

Je nach Einspritzdauer der Haupteinspritzphase bildet sich somit ein unterschiedliches Druckprofil aus, welches dann die Anfangsbedingung für die Nacheinspritzung darstellt. Unterschiedliche Anfangsbedingungen für die Nacheinspritzung bewirken unterschiedliche Einspritzmengen bei gleicher Bestromungszeit des Injektormagnetventils, wodurch die während der Nacheinspritzphase eingespritzte Kraftstoffmenge auch von der Dauer der Haupteinspritzphase abhängig ist. Depending on the injection duration of the main injection phase, a different one is formed Pressure profile, which then represents the initial condition for the post-injection. Different initial conditions for post-injection result in different ones Injection quantities at the same energization time of the injector solenoid valve, whereby the Fuel quantity injected during the post-injection phase also depends on the duration of the Main injection phase is dependent.

Demnach bewirkt die Druckschwingung im Injektor Druckspitzen, die die Lebensdauer des Injektors erheblich beeinträchtigen. Der schwingende Druckverlauf bewirkt, dass die Nacheinspritzung durch die Länge der Haupteinspritzung und den zeitlichen Abstand zwischen diesen beiden Einspritzphasen beeinflusst wird. Damit ist die Nacheinspritzmenge nicht nur allein vom Druck im Verteilerrohr (Rail) und der Bestromungszeit des Injektor- Magnetventils abhängig, sondern auch von der Haupteinspritzung. Abhilfe wurde bislang durch Vergrößerung des Volumens in der Nähe der Injektordüse geschaffen, um die auftretende Druckschwingung zu dämpfen. Accordingly, the pressure oscillation in the injector causes pressure peaks that affect the life of the Affect injector significantly. The oscillating pressure curve causes the Post-injection by the length of the main injection and the time interval between these two injection phases is influenced. This is not the amount of post-injection only from the pressure in the distributor pipe (rail) and the energization time of the injector Solenoid valve dependent, but also on the main injection. Remedy has so far created by increasing the volume near the injector nozzle to dampen pressure oscillations.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Kombination aus einem Drosselelement und einem Volumen in der Nähe, d. h. im Zuleitungsbereich des Kraftstoffinjektors anzuordnen. Mittels einer Eingangsdrossel kann das Teilsystem Injektor/Zusatzvolumen von der Hochdruckleitung und dem übrigen Teil des Einspritzsystems hydraulisch entkoppelt werden. Ein Nachströmen von unter hohem Druck stehendem Kraftstoff aus der Hochdruckleitung wird soweit gedämpft, dass die charakteristische Druckbeschwingung im Injektor vermieden werden kann. Durch das Vorsehen des Zusatzvolumens wird der Druckeinbruch bei Beginn der Einspritzung reduziert, da aus diesem Kraftstoffspeicher, der unmittelbar am Kraftstoffinjektor untergebracht ist, ein einen Druckeinbruch ausgleichendes Kraftstoffvolumen sofort nachströmen kann. According to the invention, a combination of a throttle element is proposed and a volume nearby, i.e. H. in the supply area of the fuel injector to arrange. The subsystem injector / additional volume of hydraulically decoupled from the high pressure line and the rest of the injection system become. An afterflow of fuel under high pressure from the High-pressure line is damped to such an extent that the characteristic pressure oscillation in the Injector can be avoided. By providing the additional volume, the Pressure drop at the beginning of the injection is reduced, because from this fuel reservoir, the is located directly on the fuel injector, a pressure drop compensating Fuel volume can flow immediately.

Die Kombination aus Drossel und Zusatzvolumen sind auf die jeweilige Applikation an einem Einspritzsystem abgestimmt, um den mittleren Einspritzdruck gegenüber dem nicht entkoppelten Common Rail (Einspritzsystem) nicht zu verringern. The combination of throttle and additional volume depends on the respective application an injection system tuned to the average injection pressure compared to that decoupled common rail (injection system).

Durch den Einsatz eines Drosselelementes wird der Druckverlauf entscheidend gedämpft, wodurch die bei Betrieb des Injektors maximal auftretende Druckspitze wesentlich herabgesetzt werden kann. Eine Herabsetzung der maximal auftretenden Druckspitze im Injektorkörper setzt die Bauteilbelastung erheblich herab, wodurch die Dauerfestigkeit des Injektorwerkstoffes wesentlich höher liegt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird der Hochdruckleitung jeglicher Einfluss auf die Druckverläufe innerhalb des Kraftstoffmjektors genommen. Bisher war es üblich, die Länge der Hochdruckleitungen derart zu minimieren, dass die im Kraftstoffinjektor auftretenden Druckspitzen begrenzt werden konnten. Bei länger geführten Leitungen trat daher bei bisher verwendeten, konventionell beschaffenen Hochdruckleitungen in diesen eine hohe Wandreibung auf, die dem einschießenden Kraftstoff einen Teil seines Impulses nahm. Durch die Entkopplung des Injektorkörpers von der Zuleitung durch Zwischenschaltung eines Speichervolumens mit Eingangsdrossel muss dieses Kriterium bei der Auslegung von Hochdruckzuleitungen künftig nicht mehr berücksichtigt werden. Die Hochdruckleitungslänge hat lediglich bei nicht entkoppelten Kraftstoffeinspritzsystemen einen signifikanten Einfluss auf die Druckschwingung. Ist hingegen das Teilsystem Injektorkörper/Zusatzvolumen mit durch Zwischenschaltung einer Eingangsdrossel von der Hochdruckleitung hydraulisch entkoppelt, so ist eine strikte Einhaltung gleicher Hochdruckzuleitungslängen für alle Injektoren eines mehrzylindrigen Motors nicht mehr erforderlich, was zusätzliche Freiheitsgrade bei der Auslegung der Verbrennungskraftmaschine eröffnet. In Bezug auf die Länge des Verteilerrohres (Rail) wurde dieses im allgemeinen derart dimensioniert, dass die Zuleitungslänge zu den einzelnen Kraftstoffinjektoren der Verbrennungskraftmaschine minimiert war. Die Länge des Verteilerrohrs (Rail) orientierte sich meist an der Länge der Verbrennungskraftmaschine. Mit den durch die erfindungsgemäße Lösung frei wählbaren Längen der Hochdruckzuleitungen vom Verteilerrohr (Rail) zu den einzelnen Kraftstoffinjektoren ist einerseits die Position des Verteilerrohres im Zylinderkopfbereich der Verbrennungskraftmaschine frei wählbar; andererseits kann das Verteilerrohr (Rail) erheblich verkürzt werden. Die Verkürzung eines Verteilerrohres (Rail) hinsichtlich seiner Baulänge bringt eine erhebliche Kostenersparnis mit sich, da nun ein kostenintensives Langlochbohren zur Schaffung des Hohlraumes in einem Schmiede/Gussteil erheblich reduziert werden kann. The use of a throttle element significantly dampens the pressure curve, whereby the maximum pressure peak occurring during operation of the injector is essential can be reduced. A reduction in the maximum pressure peak occurring in the The injector body reduces the component load considerably, which increases the fatigue strength of the Injector material is much higher. With the solution according to the invention High pressure line any influence on the pressure profiles within the Fuel injector taken. It was previously common to increase the length of the high-pressure lines in this way minimize that the pressure peaks occurring in the fuel injector could be limited. In the case of cables that were run for a longer period of time, they used to be conventional procured high pressure lines in these a high wall friction, which the shooting Fuel took part of his pulse. By decoupling the injector body from the supply line by interposing a storage volume with an input throttle In future, this criterion will no longer have to be used when designing high-pressure supply lines be taken into account. The high-pressure line length is only for those that are not decoupled Fuel injection systems have a significant impact on pressure vibration. is on the other hand, the injector body / additional volume subsystem by interposing one Hydraulically decoupled input throttle from the high pressure line, this is a strict one Compliance with the same high-pressure supply line lengths for all injectors of a multi-cylinder Motors are no longer required, which means additional degrees of freedom in the design of the Internal combustion engine opened. In terms of the length of the manifold (rail) was this is generally dimensioned such that the lead length to the individual Fuel injectors of the internal combustion engine was minimized. The length of the Distribution pipe (rail) was mostly based on the length of the internal combustion engine. With the freely selectable lengths of the high-pressure feed lines by the solution according to the invention On the one hand, the position is from the rail to the individual fuel injectors the distributor pipe in the cylinder head area of the internal combustion engine can be freely selected; on the other hand, the distributor pipe (rail) can be shortened considerably. The shortening of one Distribution tube (rail) in terms of its overall length brings considerable cost savings with itself, since now an expensive slot drilling to create the cavity in a forge / casting can be significantly reduced.

Durch die hydraulische Entkopplung des Kraftstoffinjektors von der Hochdruckzuleitung durch Zwischenschaltung eines Zusatzvolumens mit diesem vorgelagerter Eingangsdrossel wird der Druckverlauf geglättet, so dass der Einfluss der Länge der Haupteinspritzungsphase reduziert werden kann. Damit ist eine erheblich genauere, im Rahmen einer Nacheinspritzphase einzuspritzende Kraftstoffmengenbeibehaltung möglich. Ferner kann die Nacheinspritzphase nunmehr zeitlich von der Haupteinspritzphase entkoppelt werden. Die bisher sich in Abhängigkeit von der Dauer der Haupteinspritzphase einstellenden unterschiedlichen Druckprofile im Injektor werden mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung vermieden. Thanks to the hydraulic decoupling of the fuel injector from the high pressure supply line by interposing an additional volume with this upstream input throttle the pressure curve is smoothed so that the influence of the length of the Main injection phase can be reduced. This is a much more accurate one Retention of fuel quantity possible after post-injection phase. Furthermore, the Post-injection phase can now be decoupled from the main injection phase. The so far depending on the duration of the main injection phase different pressure profiles in the injector are proposed with the invention Solution avoided.

drawing

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

Fig. 1 ein hydraulisch entkoppeltes Einspritzsystem mit Zusatzvolumen samt Eingangsdrossel im Druckrohrstutzen eines Kraftstoffinjektors, Fig. 1 a hydraulically decoupled injection system with additional volume including input choke in the inlet connector of a fuel injector,

Fig. 2 ein hydraulisch entkoppeltes Einspritzsystem mit in die Hochdruckleitung integriertem Zusatzvolumen mit vorgeschalteter Eingangsdrossel, Fig. 2 is a hydraulically decoupled injection system with integrated in the high pressure line additional volume with an upstream input inductor,

Fig. 2.1 ein ein Zusatzvolumen darstellendes Zwischenstück in hülsenförmiger Ausbildung, integriert in die Hochdruckleitung, Fig. 2.1 is a an additional volume representing intermediate piece in sleeve-shaped design, integrated into the high-pressure line,

Fig. 2.2 die in vergrößertem Maßstab dargestellte Eingangsdrossel an der Eingangsseite des Zwischenstücks, Fig. 2.2, the input choke on the input side of the interposer shown in an enlarged scale,

Fig. 3 die Gegenüberstellung von Druckverläufen im Ringraum und Zuleitung bei Injektor mit Zusatzvolumen/Eingangsdrossel und den Verlauf des Ansteuerstromes während einer ersten Ansteuerzeit, Fig. 3 shows the comparison of pressure gradients in the annular space and feed line at injector with additional volume / input inductor and the course of the drive current during a first activation time,

Fig. 4 die Druckverläufe in Ringraum und Zuleitung von Injektoren mit und ohne Zusatzvolumen/Eingangsdrossel-Kombination während einer zweiten, mehrphasigen Ansteuerzeit, Fig. 4 shows the pressure curves in the annular space and supplying the injectors with and without additional volume / input inductor combination during a second, multi-phase drive time,

Fig. 5 die Druckverläufe in Ringraum und Zuleitung zum Injektor, in einem Verteilerrohr (Rail), jeweils für Injektoren mit und ohne Zusatzvolumen/Eingangsdrossel-Kombination während einer dritten, ebenfalls mehrphasigen Ansteuerzeit, Fig. 5 shows the pressure curves in the annular chamber and lead to the injector, in a distributor pipe (rail), respectively, for injectors with and without additional volume / input inductor combination during a third, likewise multi-phase drive time,

Fig. 6 die sich einstellenden Druckspitzen in Ringraum des Injektors für unterschiedliche Zuleitungslängen und verschiedene Einlaufdrossel-Durchmesser und Fig. 6 shows the pressure peaks in the annular space of the injector for different supply lengths and different inlet throttle diameters and

Fig. 7 das erzielbare Druckabsenkungsniveau in einer Gegenüberstellung konventioneller Kraftstoffinjektoren mit solchen Injektoren, denen eine Zusatzvolumen/Eingangsdrossel-Kombination vorgeschaltet ist. Fig. 7, the achievable pressure reduction level in a comparison of conventional fuel injectors with such injectors, which input inductor combination is preceded by an additional volume /.

variants

In Fig. 1 ist ein hydraulisch entkoppeltes Einspritzsystem mit Zusatzvolumen samt diesem vorgeschalteter Eingangsdrossel zu entnehmen. In Fig. 1, a hydraulically decoupled injection system can be seen with additional volume including this upstream input choke.

Das in Fig. 1 schematisch wiedergegebene Kraftstoffeinspritzsystem umfasst ein Verteilerrohr 2 (Common Rail), welches eine Anzahl von Anschlüssen 3 für Hochdruckleitungen 4 enthält. Die Anzahl der Anschlüsse 3 für Hochdruckleitungen entspricht der Anzahl der zu versorgenden Kraftstoffinjektoren an einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine. Das Verteilerrohr 2 (Common Rail) ist in der Regel als ein geschmiedetes oder gegossenes Bauteil beschaffen, welches einen Hohlraum umfasst, von dem die einzelnen, zu den Anschlüssen 3 für die Hochdruckleitungen 4 führenden Querbohrungen abzweigen. Vom Anschluss 3 der Hochdruckleitung erstreckt sich eine Hochdruckleitung 4 in Richtung auf einen Injektor 9 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine. Die Hochdruckleitung 4 ist in einer Leitungslänge 4.1 ausgebildet und weist einen Leitungsdurchmesser 4.2 auf. Durch die Hochdruckleitung 4 schießt unter hohem Druck stehender Kraftstoff in Richtung auf ein Zusatzvolumen 8, welches dem Injektorkörper 10 des Kraftstoffinjektors 9 vorgeschaltet ist. An einer Übergangsstelle 5 mündet die Hochdruckleitung 4 in ein Zusatzvolumen 8, welches in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 in einen Druckrohrstutzen 7 eines Injektorkörpers eines Kraftstoffinjektors 9 integriert ist. The fuel injection system shown schematically in FIG. 1 comprises a distributor pipe 2 (common rail) which contains a number of connections 3 for high-pressure lines 4 . The number of connections 3 for high-pressure lines corresponds to the number of fuel injectors to be supplied on a direct-injection internal combustion engine. The distributor pipe 2 (common rail) is generally designed as a forged or cast component which comprises a cavity from which the individual transverse bores leading to the connections 3 for the high-pressure lines 4 branch off. A high-pressure line 4 extends from the connection 3 of the high-pressure line in the direction of an injector 9 for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine. The high-pressure line 4 is formed in a line length 4.1 and has a line diameter 4.2 . High-pressure fuel shoots through the high-pressure line 4 in the direction of an additional volume 8 , which is connected upstream of the injector body 10 of the fuel injector 9 . At a transition point 5 , the high-pressure line 4 opens into an additional volume 8 , which in the embodiment variant according to FIG. 1 is integrated into a pressure pipe socket 7 of an injector body of a fuel injector 9 .

Das Zusatzvolumen 8 - integriert in den Druckrohrstutzen 7 - ist durch ein hydraulisches Entkopplungselement 6 von der Zuleitung 4 und des die Zuleitung 4 beaufschlagenden Verteilerrohres 2 (Common Rail) entkoppelt. An der der Zuleitung 4 zuweisenden Seite des Zusatzvolumens 8 ist ein hydraulisches Entkopplungselement, welches zum Beispiel als eine Eingangsdrossel beschaffen sein kann, angeordnet, durch welchen der unter extrem hohen Druck stehende Kraftstoff vom Verteilerrohr 2 in das Zusatzvolumen 8 einströmt. The additional volume 8 - integrated in the pressure pipe socket 7 - is decoupled by a hydraulic decoupling element 6 from the supply line 4 and the distributor pipe 2 (common rail) acting on the supply line 4 . On the side of the additional volume 8 facing the feed line 4 , a hydraulic decoupling element, which can be designed, for example, as an input throttle, is arranged, through which the fuel under extremely high pressure flows from the distributor pipe 2 into the additional volume 8 .

Das hydraulische Entkopplungselement 6 kann einerseits in die dem Verteiler 2 (Common Rail) zuweisende Stirnseite des Zusatzvolumens 8 im Druckrohrstutzen 7 integriert sein; daneben kann das hydraulische Entkopplungselement 6 auch als eine Querschnittsverengung in die Hochdruckzuleitung 4 integriert sein; auch die Integration eines ringförmigen Elements zur Querschnittbegrenzung in die Hochdruckzuleitung 4, die an der Übergangsstelle 5 in das Zusatzvolumen 8 übergeht, ist möglich. The hydraulic decoupling element 6 can, on the one hand, be integrated in the end face of the additional volume 8 in the pressure pipe socket 7 facing the distributor 2 (common rail); In addition, the hydraulic decoupling element 6 can also be integrated as a cross-sectional constriction in the high-pressure feed line 4 ; It is also possible to integrate an annular element for limiting the cross section into the high-pressure feed line 4 , which merges into the additional volume 8 at the transition point 5 .

Das Zusatzvolumen 8, welches im Druckrohrstutzen 7 des Injektorkörpers 10 aufgenommen werden kann, liegt bevorzugt in der Größenordnung zwischen 1 cm³ und 4,7 cm³. In den Druckrohrstutzen 7 des Injektorkörpers 10 ist ein in Fig. 1 nicht dargestellter Stabfilter eingelassen, um den einschießenden Kraftstoff vor Eintritt in einen Ringraum 12 im Injektorkörper 10 zu filtern. Der Injektor 9 umfasst einen Injektorkörper 10, in welchem ein Ringraum 12 ausgebildet ist, der einen Stößel oder eine direkt in einen Steuerraum hineinragende Düsennadel beaufschlagt. Die Stirnseite eines von einem Ringraum umgebenen Steuerraums wird durch ein zum Beispiel kugelförmig ausgebildetes Schließelement freigegeben bzw. verschlossen, so dass über die unterhalb des Schließelementes liegende Ablaufdrosselbetätigung eines Magnetventils eine Druckentlastung des Steuerraums erfolgen kann. Der hier nur schematisch angedeutete Ringraum 12 im Injektorkörper 10 steht mit der Kraftstoffzulaufbohrung, die vom Druckrohrstutzen 7 abzweigt, in Verbindung. Bei Druckbeaufschlagung des Ringraums 12 ist sichergestellt, dass in den angedeuteten Steuerraum stets ein ausreichendes Steuervolumen eintritt, während der unter hohem Druck stehende Kraftstoff gleichzeitig an einem hier nicht dargestellten Düsenraum, die Düsennadel im unteren Bereich des Injektorkörpers umschließend, ansteht. Bei Druckentlastung des Steuerraums 12 erfolgt ein Auffahren der Düsennadel bzw. einer Düsennadel/Stößelanordnung in vertikale Richtung nach oben, so dass es im Bereich der hier angedeuteten Einspritzdüse 12 zum Einspritzen von Kraftstoff in Gestalt eines Einspritzkegels 13 in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine kommt. The additional volume 8 , which can be accommodated in the pressure pipe socket 7 of the injector body 10 , is preferably in the order of magnitude between 1 cm ³ and 4.7 cm ³ . A rod filter (not shown in FIG. 1) is inserted into the pressure pipe socket 7 of the injector body 10 in order to filter the fuel that shoots in before it enters an annular space 12 in the injector body 10 . The injector 9 comprises an injector body 10 , in which an annular space 12 is formed which acts on a tappet or a nozzle needle which projects directly into a control space. The end face of a control space surrounded by an annular space is released or closed by, for example, a spherical closing element, so that pressure relief of the control space can take place via the discharge throttle actuation of a solenoid valve located below the closing element. The annulus 12 in the injector body 10 , which is only indicated schematically here, is connected to the fuel inlet bore, which branches off from the pressure pipe socket 7 . When the annular space 12 is pressurized, it is ensured that a sufficient control volume always enters the indicated control space, while the fuel under high pressure is simultaneously present at a nozzle space, not shown here, surrounding the nozzle needle in the lower region of the injector body. When the pressure in the control chamber 12 is relieved, the nozzle needle or a nozzle needle / tappet arrangement is raised in the vertical direction, so that fuel in the form of an injection cone 13 is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine in the region of the injection nozzle 12 indicated here.

Neben der Integration eines Zusatzvolumens 8 in den Druckrohrstutzen 7 des Injektorkörpers 10 ist es auch möglich, das Zusatzvolumen in die Hochdruckleitung 4 zu verlegen. In addition to the integration of an additional volume 8 in the pressure pipe socket 7 of the injector body 10 , it is also possible to move the additional volume into the high pressure line 4 .

Diese Ausführungsvariante ist in Fig. 2 wiedergegeben, die ein hydraulisch entkoppeltes Einspritzsystem mit in die Hochdruckleitung integriertem Zusatzvolumen mit hydraulischem Entkopplungselement umfasst. This embodiment variant is shown in FIG. 2, which comprises a hydraulically decoupled injection system with an additional volume integrated in the high-pressure line with a hydraulic decoupling element.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein Einspritzsystem zu entnehmen, dessen Verteilerrohr 2 (Rail) über einen Anschluss 3 für eine Hochdruckleitung mit der Hochdruckleitung 4 verbunden ist. Analog zur Darstellung gemäß Fig. 2 ist die Hochdruckleitung 4 in einer Länge 4.1 ausgebildet, welche den Abstand vom Anschluss 3 zur Übergangsstelle 5 der Hochdruckleitung 4 in ein Zusatzvolumen 21 darstellt. Die Länge der Hochdruckzuleitung ist mit Bezugszeichen 4.1 bezeichnet. Über die Hochdruckleitung 4 und das in diese integrierte Zusatzvolumen 21 wird ein Kraftstoffinjektor 9, dessen Injektorkörper 10 mit einem Ringraum 12 versehen ist, mit Kraftstoff versorgt, der an einer Einspritzdüse 11 bei Betätigung einer hier nicht dargestellten Düsennadel/Stößelanordnung im Injektorkörper 10 eine Einspritzung vornimmt, die durch ein Einspritzkegel 13 angedeutet ist. Der Ringraum 12, innerhalb dessen im Injektorkörper 10 die höchsten Drücke, d. h. auch die durch Druckschwingungen und Druckpulsationen erzeugten Druckspitzen, auftreten können, bildet einen Zulauf für einen hier nicht dargestellten Steuerraum, der druckentlastbar ist und bei dessen Betätigung der Düsennadel/Stößelanordnung innerhalb des Injektorkörpers 10 eine vertikale Bewegung aufgeprägt wird, die entweder ein Schließen der Einspritzdüse 11 bzw. ein Öffnen der Einspritzdüse 11 nach sich zieht. The illustration according to FIG. 2 shows an injection system, the distributor pipe 2 (rail) of which is connected to the high-pressure line 4 via a connection 3 for a high-pressure line. Analogously to the representation according to FIG. 2, the high-pressure line 4 is of a length 4.1 , which represents the distance from the connection 3 to the transition point 5 of the high-pressure line 4 into an additional volume 21 . The length of the high pressure supply line is designated by reference number 4.1 . Via the high-pressure line 4 and the additional volume 21 integrated into it, a fuel injector 9 , the injector body 10 of which is provided with an annular space 12 , is supplied with fuel, which carries out an injection at an injection nozzle 11 when an injector needle / tappet arrangement (not shown here) is actuated in the injector body 10 , which is indicated by an injection cone 13 . The annular space 12 , within which the highest pressures, that is to say the pressure peaks generated by pressure vibrations and pressure pulsations, can occur in the injector body 10 , forms an inlet for a control chamber, not shown here, which can be relieved of pressure and upon its actuation of the nozzle needle / tappet arrangement within the injector body 10 a vertical movement is impressed which either closes the injection nozzle 11 or opens the injection nozzle 11 .

In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein Zusatzvolumen 21, welches in einem Innenmaß 21.1 und einem Durchmesser 21.2 ausgebildet ist, in die Hochdruckleitung 4 integriert. Die Anordnung des Zusatzvolumens 21 innerhalb der Hochdruckzuleitung 4 ist so gewählt, dass das Zusatzvolumen 21 in Bezug auf den Abstand zwischen dem Verteiler 2 (Rail) und dem Injektor 9 in dem dem Injektorkörper 10 zuweisenden Bereich der Hochdruckzuleitung 4 liegt, wobei dem Zusatzvolumen 21 gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 2 ein Stabfilterelement 20 nachgeschaltet sein kann, welches den einschießenden Kraftstoff vor Eintritt in den Injektorkörper 10 einer Filterung unterzieht. Das Zusatzvolumen 21 enthält an seiner dem Verteilerrohr 2 (Rail) zuweisenden Seite ein hydraulisches Entkopplungselement 6 in Gestalt einer Eingangsdrossel. Das hydraulische Entkopplungselement 6 hat im Vergleich zum Durchmesser 4.2 der Hochdruckzuleitung 4 einen um ein Vielfaches geringeren Durchtrittsquerschnitt 6.2. Die Dimensionierung des Durchtrittsquerschnitts 6.2 des hydraulischen Entkopplungselements 6 ist abhängig von den maximal zulässigen Druckspitzen innerhalb des Injektorkörpers 10 bzw. dem noch zulässigen Druckabfall während der Einspritzphase des Kraftstoffinjektors 9. Die Anordnung des Zusatzvolumens 21 innerhalb der Hochdruckzuleitung 4 ist so gewählt, dass die Ausgangsseite des Zusatzvolumens 21 näher an der Einmündungsstelle der Hochdruckzuleitung 4 im Bereich des Stabfilters 20 in den Injektorkörper 10 orientiert ist, als die dem Verteilerrohr 2, das hydraulische Entkopplungselement 6 aufnehmende Stirnseite des Zusatzvolumens 21. In the illustration according to FIG. 2, an additional volume 21 , which has an internal dimension 21.1 and a diameter 21.2 , is integrated in the high-pressure line 4 . The arrangement of the additional volume 21 within the high-pressure supply line 4 is selected such that the additional volume 21 lies in relation to the distance between the distributor 2 (rail) and the injector 9 in the area of the high-pressure supply line 4 facing the injector body 10 , the additional volume 21 according to the embodiment in Fig. 2 is a bar filter element may be connected downstream 20, which subjects the einschießenden fuel prior to entry into the injector 10 to a filtering. The additional volume 21 contains on its side facing the distribution pipe 2 (rail) a hydraulic decoupling element 6 in the form of an input throttle. The hydraulic decoupling element 6 has a passage cross section 6.2 that is many times smaller than the diameter 4.2 of the high pressure supply line 4 . The dimensioning of the passage cross section 6.2 of the hydraulic decoupling element 6 depends on the maximum permissible pressure peaks within the injector body 10 or the still permissible pressure drop during the injection phase of the fuel injector 9 . The arrangement of the additional volume 21 within the high-pressure supply line 4 is selected such that the output side of the additional volume 21 is oriented closer to the junction of the high-pressure supply line 4 in the area of the rod filter 20 in the injector body 10 than the end face receiving the distributor pipe 2 , the hydraulic decoupling element 6 of the additional volume 21 .

Fig. 2.1 zeigt ein ein Zusatzvolumen darstellendes Zwischenstück einer Hochdruckleitung. Fig. 2.1, a volume representing an additional intermediate piece showing a high pressure line.

In dieser Ausführungsvariante eines Zusatzvolumens 21 ist dieses als hülsenförmiges Bauteil ausgebildet, welches an seiner, dem Injektorkörper 10 zuweisenden Seite, mit einem Innengewindeabschnitt versehen ist und welches an seiner dem Verteiler 2 (Rail) zuweisenden Seite mit einem Außengewinde 27 versehen ist. Der Außengewindeabschnitt 27 des als hülsenförmiges Einbauteil beschaffenen Zusatzvolumens 21 umschließt einen Einlaufkegel 24, an welchen sich eine Vorschaltstrecke 25 anschließt. Die Vorschaltstrecke 25 mündet in einen Drosseleinlauf 26, an welchem sich ein als Bohrung ausgebildetes hydraulisches Entkopplungselement 6 anschließt. In Strömungsrichtung des Kraftstoffes gesehen schließt sich an die Ausgangsseite des hydraulischen Entkopplungselements 6 in Form einer Eingangsdrossel das Zusatzvolumen an, welches ein Innenmaß 21.2 und einen Innendurchmesser aufweist, der mit Bezugszeichen 21.2 bezeichnet ist. Die Wandstärke ist aufgrund des herrschenden Druckes größer ausgeführt als die Wandstärke der Hochdruckzuleitung 4 und in Fig. 2.1 mit Bezugszeichen 23 identifiziert. Das Kraftstoffspeichervolumen des Zusatzvolumens 21 ist durch die Auslegungsgeometrie, d. h. das Innenmaß 21.2 bzw. den Innendurchmesser 21.2 des Zusatzvolumens definiert und liegt bevorzugt im Bereich zwischen 1 cm³ und 4,7 cm³. Der Innendurchmesser 21.2 des Zusatzvolumens 21 kann zwischen 5 und 10 mm schwanken, abhängig vom aufzunehmenden Kraftstoffvolumen. In this embodiment variant of an additional volume 21 , it is designed as a sleeve-shaped component which is provided with an internal thread section on its side facing the injector body 10 and which is provided with an external thread 27 on its side facing the distributor 2 (rail). The external thread section 27 of the additional volume 21 , which is designed as a sleeve-shaped built-in part, encloses an inlet cone 24 , to which an upstream section 25 adjoins. The ballast section 25 opens into a throttle inlet 26 , which is followed by a hydraulic decoupling element 6 designed as a bore. Seen in the direction of flow of the fuel, the additional volume adjoins the outlet side of the hydraulic decoupling element 6 in the form of an input throttle, which has an inside dimension 21.2 and an inside diameter, which is denoted by reference number 21.2 . Due to the prevailing pressure, the wall thickness is made larger than the wall thickness of the high-pressure supply line 4 and identified in FIG. 2.1 by reference numeral 23 . The fuel storage volume of the additional volume 21 is defined by the design geometry, ie the inside dimension 21.2 or the inside diameter 21.2 of the additional volume, and is preferably in the range between 1 cm ³ and 4.7 cm ³ . The inner diameter 21.2 of the additional volume 21 can vary between 5 and 10 mm, depending on the fuel volume to be accommodated.

Fig. 2.2 zeigt die in vergrößertem Maßstab dargestellte Wiedergabe eines hydraulischen Entkopplungselements. Fig. 2.2, the playback shown on an enlarged scale shows a hydraulic decoupling element.

Das hydraulische Entkopplungselement gemäße der Darstellung in Fig. 2.2 ist als Eingangsdrosselelement 6 beschaffen, dessen Drosseleinlauftrichter 26 eine Vorschaltstrecke 25 vorgeschaltet ist. Das Eingangsdrosselelement weist eine Drossellänge 6.1 auf und ist als Bohrung gefertigt und mit einem Drosseldurchmesser 6.2 ausgebildet. Der Drosseldurchmesser 6.2 des hydraulischen Entkopplungselements 6 liegt zwischen 0,7 mm und 1,4 mm je nach Applikation des Kraftstoffeinspritzsystems. Neben einer als Bohrung beschaffenen Eingangsdrossel kann das hydraulische Entkopplungselement 6 auch als Querschnittsverengung in der Zuleitung ausgebildet sein; ferner ist es denkbar, eine Querschnittsverengung in Form eines Einsatzringes oder eines Einsatzstückes in das Innere einer Hochdruckzuleitung 4 zu verpressen und auf diesem Wege eine hydraulische Entkopplung der Zuleitung 4 von einem mit Kraftstoff zu versorgenden Injektorkörper 10 eines Kraftstoffinjektors 9 herbeizuführen. The hydraulic decoupling element according to the illustration in FIG. 2.2 is designed as an input throttle element 6 , the throttle inlet funnel 26 of which is connected upstream of an upstream section 25 . The input throttle element has a throttle length 6.1 and is made as a bore and is designed with a throttle diameter 6.2 . The throttle diameter 6.2 of the hydraulic decoupling element 6 is between 0.7 mm and 1.4 mm depending on the application of the fuel injection system. In addition to an input throttle configured as a bore, the hydraulic decoupling element 6 can also be designed as a cross-sectional constriction in the feed line; Further, it is conceivable to press a cross-sectional constriction in the form of an insert ring, or an insert in the interior of a high-pressure feed line 4 and to achieve in this way a hydraulic decoupling the feed line 4 of a fuel to be supplied injector 10 of a fuel injector. 9

Fig. 3 ist eine Gegenüberstellung von Druckverläufen im Ringraum des Kraftstoffinjektors und Zuleitung bei Injektoren mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement und solchen Injektoren ohne diese Komponenten sowie der Verlauf des Ansteuerstroms während einer ersten Ansteuerzeit des Kraftstoffinjektors zu entnehmen. Fig. 3 is a comparison of pressure profiles in the annular space of the fuel injector and supply line for injectors with additional volume / hydraulic decoupling element and such injectors without these components and the course of the drive current during a first drive time of the fuel injector.

Zu Beginn des Einspritzzyklus' 32 erfolgt eine Injektorstromerhöhung auf den Ansteuerstrom der Magnetspule während eines Ansteuerzeitraumes, der durch die geschweifte Klammer 31 gekennzeichnet ist. Während dieser Zeitspanne ist das Magnetventil in seiner Offenstellung, d. h. die Ablaufdrossel eines Steuerraums im Injektorkörper 10, welcher eine Düsennadel/Stößelanordnung beaufschlagt, ist geöffnet, die Düsennadel/Stößelanordnung fährt in vertikale Richtung nach oben im Injektorkörper 10 auf und gibt die Einspritzöffnungen am brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektors 9 frei. At the beginning of the injection cycle '32 there is an increase in the injector current to the drive current of the solenoid during a drive period which is identified by the curly bracket 31 . During this period, the solenoid valve is in its open position, ie the outlet throttle of a control chamber in the injector body 10 , which acts on a nozzle needle / tappet arrangement, is open, the nozzle needle / tappet arrangement moves upwards in the injector body 10 and gives the injection openings at the combustion chamber end of the fuel injector 9 free.

Mit Bezugszeichen 33 ist der sich einstellende Druckverlauf in einem Injektorringraum 12 gekennzeichnet. The resulting pressure curve in an injector annulus 12 is identified by reference numeral 33 .

Nach einer erfolgten Ansteuerung der Magnetspule 13 des Kraftstoffinjektors 9 während eines Zeitraums von 0,4 ms erfolgt der Aufbau einer Druckschwingung, welche nach einem starken Druckabfall eine Druckspitze 35 abnimmt, um dann allmählich abzuklingen und eine weitere Druckspitze 36 anzunehmen. Die Hüllkurve der sich einstellenden Druckspitzen während der Druckschwingung ist mit Bezugszeichen 37 in der Darstellung gemäß Fig. 3 gekennzeichnet und soll das Abklingen dieser Druckpulsation, die im Ringraum 12 des Kraftstoffinjektors 9 weiter schwingt und durch die Wandreibung begrenzt wird, andeuten. Die Wankungsbreiten, d. h. die Amplituden der sich einstellenden Druckschwingung 37, sind in der Darstellung gemäß Fig. 3 mit Bezugszeichen 38 gekennzeichnet. After the solenoid coil 13 of the fuel injector 9 has been actuated for a period of 0.4 ms, a pressure oscillation builds up, which decreases after a strong pressure drop, a pressure peak 35 , then gradually subsides and a further pressure peak 36 assumes. The envelope curve of the pressure peaks which occur during the pressure oscillation is identified by reference numeral 37 in the illustration according to FIG. 3 and is intended to indicate the decay of this pressure pulsation, which continues to oscillate in the annular space 12 of the fuel injector 9 and is limited by the wall friction. The fluctuation ranges, ie the amplitudes of the resulting pressure oscillation 37 , are identified by reference symbol 38 in the illustration according to FIG. 3.

Der Druckschwingung im Injektorringraum 12 eines Kraftstoffinjektors ohne Zusatzvolumen und hydraulisches Entkopplungselement 33 ist in der Darstellung gemäß Fig. 3 ein Druckverlauf 34 in einen Kraftstoffinjektorringraum 12 gegenübergestellt, der mit einem Zusatzvolumen und einem diesem eingangsseitig zugeordneten hydraulischen Entkopplungselement 6 versehen ist. The pressure oscillation in the injector ring space 12 of a fuel injector without additional volume and hydraulic decoupling element 33 is compared in the illustration according to FIG. 3 with a pressure curve 34 in a fuel injector ring space 12 , which is provided with an additional volume and a hydraulic decoupling element 6 assigned on the input side.

Gemäß des Kurvenzuges 34 (gepunktete Darstellung in Fig. 3) tritt analog zum Druckverlauf 33 zunächst nach Ende der Ansteuerzeit 31 von 0,4 s ein starker Druckabfall ein, wonach die Druckschwingung ein erstes Maximum erreicht, um dann gemäß des weiteren Verlaufs des Kurvenzuges 34 langsam abzuklingen. Die Druckschwingung gemäß des Druckverlaufs 34 in der Darstellung gemäß Fig. 3 zeichnet sich durch den Druckverlauf 33 mit einer ersten Druckspitze 35 und einer weiteren Druckspitze 36 dadurch aus, dass die zweite Schwankungsbreite 39 des Druckverlaufs 34 gemäß der Darstellung in Fig. 3 wesentlich geringer ist und damit die sich einstellenden Druckspitzen im Injektorkörper 10, insbesondere im Bereich von dessen Ringraum 12, geringer ausfallen. Dadurch wird die Dauerfestigkeit des Injektorkörpers 10 erheblich verbessert, so dass sich insgesamt eine längere Lebensdauer dieses Bauteils eines Kraftstoffeinspritzsystems 1 erzielen lässt. According to the curve 34 (dotted representation in FIG. 3), analogously to the pressure curve 33 , a strong pressure drop of 0.4 s occurs first after the activation time 31 , after which the pressure oscillation reaches a first maximum, and then according to the further curve 34 curve slowly subsiding. The pressure oscillation according to the pressure curve 34 in the illustration according to FIG. 3 is characterized by the pressure curve 33 with a first pressure peak 35 and a further pressure peak 36 in that the second fluctuation range 39 of the pressure curve 34 according to the illustration in FIG. 3 is significantly smaller and thus the pressure peaks which occur in the injector body 10 , in particular in the region of the annular space 12 thereof, are lower. As a result, the fatigue strength of the injector body 10 is considerably improved, so that overall a longer service life of this component of a fuel injection system 1 can be achieved.

Im unteren Teil der Darstellung gemäß Fig. 3 sind die Druckverläufe in der Hochdruckzuleitung 4 dargestellt. Mit Bezugszeichen 40.1 ist der Druckverlauf in der Hochdruckzuleitung 4 ohne in diese integriertes Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und ohne diesem vorgeschalteten hydraulischen Entkopplungselement wiedergegeben. Gemäß des Verlaufs des Kurvenzuges 40.1 wird deutlich, dass auch in der Zuleitung sich eine Druckschwingung einstellt, die in etwa synchron zur Schwingung 37 bzw. deren Hüllkurve an die Druckspitzen 35 bzw. die weitere Druckspitze 36 der Kraftstoffdruckschwingung im Ringraum des Injektors 10 entspricht, der ohne ein Zusatzvolumen bzw. ein hydraulisches Entkopplungselement in der Kraftstoffzuleitung betrieben wird. Demgegenüber verläuft der Druck gemäß der Kurve 40.2, die den Druckverlauf in der Zuleitung 4 repräsentiert, in der ein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 mit vorgeschaltetem hydraulischen Entkopplungselement 6 aufgenommen ist, mit wesentlich geringeren Amplituden, d. h. die auftretenden Druckspitzen liegen wesentlich unter den Druckspitzen, die im Verlauf des Kurvenzuges 40.1 in der Hochdruckzuleitung 4 ohne Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und ohne hydraulisches Entkopplungselement 6 auftreten. The pressure profiles in the high-pressure feed line 4 are shown in the lower part of the illustration according to FIG. 3. Reference number 40.1 shows the pressure curve in the high-pressure supply line 4 without an additional volume 8 or 21 integrated into it and without a hydraulic decoupling element connected upstream of it. According to the course of the curve 40.1 , it is clear that a pressure oscillation also occurs in the feed line, which corresponds approximately synchronously to the oscillation 37 or its envelope curve at the pressure peaks 35 or the further pressure peak 36 of the fuel pressure oscillation in the annular space of the injector 10 , which is operated without an additional volume or a hydraulic decoupling element in the fuel supply line. In contrast, the pressure according to curve 40.2 , which represents the pressure curve in the feed line 4 , in which an additional volume 8 or 21 with an upstream hydraulic decoupling element 6 is received, with significantly lower amplitudes, that is, the pressure peaks that occur are significantly below the pressure peaks that occur in the course of the curve 40.1 in the high-pressure supply line 4 without additional volume 8 or 21 and without a hydraulic decoupling element 6 .

Der Darstellung gemäß Fig. 4 sind die Druckverläufe im Ringraum und Zuleitung von Injektoren mit und ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement während einer zweiten, mehrphasigen Ansteuerzeit zu entnehmen. The representation according to Fig. 4 are shown the pressure gradients in the annular space and supplying the injectors with and without additional volume / hydraulic coupling element, during a second, multi-phase drive time.

Während einer zweiten Ansteuerzeitdauer 41 wird die Magnetspule des Kraftstoffinjektors 9 während einer ersten Ansteuerphase 41.1 mit einem höheren Strom angesteuert, wobei sich an die erste Ansteuerphase 41.1 eine zweite Ansteuerphase 41.2 anschließt, in der die Magnetspule mit einem Haltestrom angesteuert wird. Nach Abschluss der zweiten Ansteuerphase nimmt der Spulenstrom wieder seinen Ausgangswert an. During a second activation time period 41 , the solenoid coil of the fuel injector 9 is activated with a higher current during a first activation phase 41.1, a second activation phase 41.2 following the first activation phase 41.1 , in which the magnet coil is activated with a holding current. After the second control phase, the coil current returns to its initial value.

Mit Bezugszeichen 42 ist der Druckverlauf in einem Ringraum 12 eines Kraftstoffinjektors 9 gekennzeichnet, welcher nach Ende der zweiten Ansteuerphase drastisch ansteigt, um anschließend wieder sehr stark abzufallen. Auch gemäß dieses mit Bezugszeichen 42 gekennzeichneten Druckverlaufs stellt sich im Ringraum 12 eines Injektorkörpers 10 eines Kraftstoffinjektors 9 eine abklingende Druckschwingung ein. Demgegenüber verläuft die sich im Ringraum 12 einstellende Druckschwingung bei einem Kraftstoffinjektor, dem ein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und ein diesem vorgeschaltetes hydraulisches Entkopplungselement 6 zugeordnet sind, entsprechend des Druckverlaufs 43 mit wesentlich geringer ausgeprägten Amplituden. Zwar stellt sich gemäß des Druckverlaufs 43 nach Ende der zweiten Ansteuerphase 41.2 der Magnetspule des Kraftstoffinjektors 9 auch ein starker Druckanstieg im Ringraum 12 des Injektorkörpers 10 ein, jedoch bleibt dieser etwa 50% unter der Druckspitze, verglichen zum mit Bezugszeichen 42 gekennzeichneten Kurvenzug und der dort auftretenden Druckspitze nach Beendigung der zweiten Ansteuerphase 41.2. Ein Vergleich der auftretenden Schwankungsbreiten 46 bzw. 47 zeigt, dass die Amplitudenbreite 46 beim Kurvenzug 42 das etwa 1,5-fache der Schwankungsbreite 47 gemäß des Druckverlaufs 43 beim Kraftstoffinjektor 9 einnimmt, der mit einem Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und einem hydraulischen Entkopplungselement versehen ist. The pressure curve in an annular space 12 of a fuel injector 9 is identified by reference numeral 42 , which increases drastically after the end of the second actuation phase in order to then decrease again very sharply. According to this pressure curve identified by reference numeral 42 , a decaying pressure oscillation occurs in the annular space 12 of an injector body 10 of a fuel injector 9 . In contrast, the pressure oscillation occurring in the annular space 12 in a fuel injector, to which an additional volume 8 or 21 and an upstream hydraulic decoupling element 6 are assigned, corresponds to the pressure curve 43 with significantly lower pronounced amplitudes. According to the pressure curve 43 after the end of the second control phase 41.2 of the solenoid of the fuel injector 9, there is also a strong pressure increase in the annular space 12 of the injector body 10 , but this remains approximately 50% below the pressure peak compared to the curve marked with reference numeral 42 and the one there pressure peak occurring after the end of the second control phase 41.2 . A comparison of the fluctuation widths 46 and 47 that occur shows that the amplitude width 46 in the curve 42 takes up approximately 1.5 times the fluctuation width 47 according to the pressure curve 43 in the fuel injector 9 , which is provided with an additional volume 8 or 21 and a hydraulic decoupling element is.

Eine Gegenüberstellung zum Vergleich der Kurvenzüge 44 bzw. 45 im unteren Teil der Darstellung gemäß Fig. 4 zeigt, dass gemäß des Kurvenzuges 44 in einer Hochdruckzuleitung 4 ohne Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und ohne zusätzliches hydraulisches Entkopplungselement 6 sich wesentlich höhere Druckamplituden und damit eine erheblich höhere Bauteilbelastung in der Hochdruckzuleitung 4 einstellt, verglichen mit den sich ergebenden Druckspitzen gemäß des Druckverlaufs 45 in einer Hochdruckleitung 4, die ein entweder im Druckrohrstutzen 7 aufgenommenes Zusatzvolumen 8 bzw. ein separat in die Hochdruckleitung 4 enthaltenes Zusatzvolumen 21, jeweils mit vorgeschaltetem hydraulischen Entkopplungselement, enthalten. A comparison for comparison of the curves 44 and 45 in the lower part of the illustration in FIG. 4 shows that according to the curve 44 in a high-pressure supply line 4 without additional volume 8 or 21 and without an additional hydraulic decoupling element 6 , significantly higher pressure amplitudes and thus a considerably higher pressure amplitude sets higher component load in the high-pressure supply line 4 compared to the resulting pressure peaks according to the pressure curve 45 in a high-pressure line 4 , which contains an additional volume 8 either accommodated in the pressure pipe socket 7 or an additional volume 21 contained separately in the high-pressure line 4 , each with an upstream hydraulic decoupling element, contain.

Fig. 5 zeigt die Druckverläufe in Ringraum und Zuleitung eines Injektors, eines Verteilerrohrs (Rail) jeweils für Injektoren mit und ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement, während einer dritten, ebenfalls mehrphasigen Ansteuerzeit der Magnetspule eines Kraftstoffinjektors. Fig. 5 shows the pressure curves in the annular space and inlet of an injector, a manifold (rail) for each of the injectors with and without additional volume / hydraulic coupling element, during a third, likewise multi-phase control time of the solenoid of a fuel injector.

Während eines dritten Ansteuerraumes 50 wird die Magnetspule eines Kraftstoffinjektors 9 mit einem ersten Ansteuerstrom 41 betrieben, der nach etwa 0,5 ms auf einen niedrigeren Steuerstromwert 51 sinkt, der über eine Zeitspanne von etwa 3,5 ms beibehalten wird. During a third control space 50 , the solenoid coil of a fuel injector 9 is operated with a first control current 41 , which drops after approximately 0.5 ms to a lower control current value 51 , which is maintained over a period of approximately 3.5 ms.

Während dieser Ansteuerzeit der Magnetspule eines Kraftstoffinjektors 9 stellen sich im Ringraum 12 des Injektorkörpers 10 des Kraftstoffinjektors 9 folgende Druckverläufe ein:
Bei Kraftstoffinjektoren 9, deren Ringraum 12 kein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 mit vorgeschaltetem hydraulischen Entkopplungselement 6 zugeordnet ist, stellt sich ein Druckverlauf 53 gemäß der strichpunktierten Linie in Fig. 5 ein. Der Druckverlauf 53 ist durch hohe Druckspitzen, starke Druckschwankungen während und nach dem dritten Ansteuerzeitraum 50 der Magnetspule des Kraftstoffinjektors 9 gekennzeichnet. Demgegenüber verläuft der Druckverlauf 54 (gepunktete Darstellung) im Ringraum 12 eines Kraftstoffinjektors 9, dem ein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 samt dieser vorgeschaltetem hydraulischen Entkopplungselement 6 zugeordnet ist, wesentlich flacher. Zwar treten auch hier Druckschwankungen nach Beendigung des dritten Ansteuerzeitraums 50 auf, jedoch verlaufen diese auf einem wesentlich für die Bauteilfestigkeit niedrigeren, d. h. günstigeren Niveau. Die Dauerfestigkeit des Injektorkörpers 10 wird durch die gemäß des Kurvenzuges 54 auftretenden Druckamplituden nicht signifikant beeinträchtigt, wohingegen die gemäß des Druckverlaufes 53 auftretenden Druckspitzen die Bauteilfestigkeit mit zunehmender Lebensdauer eines Kraftstoffinjektors 9 beeinträchtigen können. During this activation time of the solenoid of a fuel injector 9 of the injector 10 of the fuel injector 9, the following pressure curves provide a in the annular space 12:
In the case of fuel injectors 9 , the annular space 12 of which is not assigned an additional volume 8 or 21 with an upstream hydraulic decoupling element 6 , a pressure curve 53 is established according to the dash-dotted line in FIG. 5. The pressure curve 53 is characterized by high pressure peaks, strong pressure fluctuations during and after the third activation period 50 of the magnet coil of the fuel injector 9 . In contrast, the pressure curve 54 (dotted representation) in the annular space 12 of a fuel injector 9 , to which an additional volume 8 or 21 is assigned, together with this upstream hydraulic decoupling element 6 , is substantially flatter. Here, too, pressure fluctuations occur after the end of the third activation period 50 , but these run at a level which is substantially lower, that is to say more favorable, for the component strength. The fatigue strength of the injector body 10 is not significantly affected by the pressure amplitudes occurring according to the curve 54 , whereas the pressure peaks occurring according to the pressure curve 53 can impair the component strength with increasing service life of a fuel injector 9 .

Gemäß des strichpunktierten Kurvenzuges des Druckverlaufs 55 stellt sich in der Hochdruckzuleitung 4 ohne Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und ohne hydraulisches Entkopplungselement 6 ebenfalls eine Druckschwingung ein, an deren Maxima eine strichpunktiert dargestellte Hüllkurve angelegt wurde, um das Abklingen der sich einstellenden Druckschwingung in der Hochdruckzuleitung 4 mit zunehmender Zeit anzudeuten. Demgegenüber ist durch den in gepunkteter Darstellung gekennzeichneten Druckverlaufs 56 in der Hochdruckzuleitung 4 mit Zusatzvolumen 8 bzw. 21 und diesem vorgeschalteten hydraulischen Entkopplungselement ein wesentlich gleichmäßigerer Druckverlauf zu beobachten. Der mit Bezugszeichen 56 identifizierte Druckverlauf in der Hochdruckzuleitung 4 verläuft wesentlich materialschonender dank ausbleibender, in kurzen Zeiträumen aufeinanderfolgender Druckspitzen, was eine Zug/Schwellbelastung des Bauteils des Injektorkörpers 10 weitestgehend vermeidet. According to the dash-dotted curve course of the pressure curve 55 arises in the high pressure feed line 4 without the addition of volume 8 and 21, and without hydraulic decoupling element 6 is also a pressure oscillation a, an envelope shown in broken lines has been applied to their maxima to the decay of the autogenous pressure oscillation in the high-pressure feed line 4 to indicate with increasing time. In contrast, a significantly more uniform pressure curve can be observed in the high pressure supply line 4 with the additional volume 8 or 21 and the hydraulic decoupling element connected upstream thereof, as shown by the dotted line 56 . The pressure curve in the high-pressure supply line 4 , identified by reference numeral 56 , is substantially more gentle on the material thanks to the absence of pressure peaks which follow one another in short periods of time, which largely prevents a tensile / swell load on the component of the injector body 10 .

Zusätzlich ist der Darstellung gemäß Fig. 5 der Druckverlauf im Verteiler 2 (Rail) des Kraftstoffeinspritzsystems 1 zu entnehmen. Aufgrund der Beaufschlagung des Verteilers 2 (Rail) durch eine hier nicht dargestellte Hochdruckpumpe bleibt dessen Druckniveau während der ersten Hälfte der Einspritzphase nahezu konstant. Lediglich nach Ende des Ansteuerzeitraums 50 (etwa bei 4 ms) stellt sich ein bemerkbarer Druckabfall gemäß des Kurvenzuges 52 im Verteiler 2 (Rail) ein. Dies findet seine Ursache darin, dass durch die Ansteuerung der Düsennadel/Stößelanordnung im Kraftstoffinjektor 9 eine Störung, d. h. ein eine Druckschwingung auslösendes Ereignis im Injektor stattfindet und nicht im Verteiler 2 (Rail). In addition, the representation is according to Fig. 5 of the pressure curve in the manifold 2 (rail) to remove the fuel injection system 1. Because the distributor 2 (rail) is acted upon by a high-pressure pump (not shown here), its pressure level remains almost constant during the first half of the injection phase. Only after the end of the control period 50 (approximately at 4 ms) does a noticeable pressure drop occur in the distributor 2 (rail) according to the curve 52 . This is due to the fact that by actuating the nozzle needle / tappet arrangement in the fuel injector 9, a fault, ie an event triggering a pressure oscillation, takes place in the injector and not in the distributor 2 (rail).

Fig. 6 zeigt eine Gegenüberstellung sich einstellender Druckspitzen in Ringräumen von Injektoren für unterschiedliche Zuleitungslängen und unterschiedliche Durchmesser des hydraulischen Entkopplungselements. FIG. 6 shows a comparison of pressure peaks occurring in the annular spaces of injectors for different supply line lengths and different diameters of the hydraulic decoupling element.

Über die Ansteuerzeit der Magnetspule eines Kraftstoffinjektors 60 ist die maximale Druckdifferenz zwischen Ringraumdruck und dem Druck im Verteilerrohr aufgetragen. Mit Bezugszeichen 62 ist der Druckverlauf im Ringraum 12 eines Kraftstoffinjektors 9 bezeichnet, der von einer Hochdruckzuleitung 4 beaufschlagt ist, deren Länge 4.1 etwa 600 mm beträgt. Die sich einstellenden Druckwerte stellen die maximalen Druckwerte dar, die allen Auslegungsvarianten in Fig. 6 zu entnehmen sind. Daher ist ein solchermaßen druckbeaufschlagter Injektor den höchsten Druckschwankungen, d. h. der höchsten Materialbeanspruchung ausgesetzt. The maximum pressure difference between the annular space pressure and the pressure in the distributor pipe is plotted over the activation time of the solenoid coil of a fuel injector 60 . Reference number 62 designates the pressure profile in the annular space 12 of a fuel injector 9 , which is acted upon by a high-pressure supply line 4 , the length 4.1 of which is approximately 600 mm. The resulting pressure values represent the maximum pressure values that can be found in all design variants in FIG. 6. An injector pressurized in this way is therefore exposed to the highest pressure fluctuations, ie the highest material stress.

Durch den mit Dreiecken versehenen gekennzeichneten Druckverlauf 63, der auf einem wesentlich niedrigeren Druckniveau im Vergleich zum Kurvenzug 62 liegt, beträgt die Zuleitungslänge 4.1 ebenfalls 600 mm, wobei in diese ein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 integriert ist, dem ein hydraulisches Entkopplungselement 6 vorgeschaltet ist, das in diesem Falle einen Drosseldurchmesser 6.2 von etwa 1,4 mm aufweist. Due to the marked pressure curve 63 , which is provided with triangles and is at a substantially lower pressure level compared to the curve 62 , the supply line length 4.1 is also 600 mm, an additional volume 8 or 21 being integrated in this line and preceded by a hydraulic decoupling element 6 , which in this case has a throttle diameter 6.2 of approximately 1.4 mm.

Eine weitere Druckabsenkung ist durch den Druckverlauf gemäß der durch Kreise gekennzeichneten Drücke 64 gegeben. Gemäß dieses, hier nicht durchgängig dargestellten Kurvenzuges beträgt die Zuleitungslänge 4.1 820 mm, wohingegen der Drosseldurchmesser 6.2 des hydraulischen Entkopplungselements 6 auf 1 mm reduziert wird. Gemäß der in Fig. 6 mit Kreisen und Bezugszeichen 64 identifizierten Druckpunkte stellt sich ein im Vergleich zum Druckverlauf 63 nochmals niedrigerer Maximaldruck im Ringraum 12 des Kraftstoffinjektors 9 ein. A further reduction in pressure is given by the pressure curve according to the pressures 64 identified by circles. According to this curve, not shown here continuously, the supply line length is 4.1 820 mm, whereas the throttle diameter 6.2 of the hydraulic decoupling element 6 is reduced to 1 mm. According to the pressure points identified by circles and reference numerals 64 in FIG. 6, the maximum pressure in the annular space 12 of the fuel injector 9, which is even lower compared to the pressure curve 63, is established .

Gleiches gilt für einen mit Bezugszeichen 65 gekennzeichneten Druckverlauf, welcher in der Darstellung gemäß Fig. 6 punktiert wiedergegeben ist und einzelne Quadrate miteinander verbindet. Der Druckverlauf 64 wurde an einem Kraftstoffeinspritzsystem aufgenommen, dessen Hochdruckzuleitung 4 in einer Zuleitungslänge 4.1 von 600 mm ausgebildet war und dessen Drosseldurchmesser 6.2 1 mm betrug. Gemäß des Kurvenzuges 64 stellt sich nach etwa 1,5 ms ein sehr niedriger Überdruck in der Ringkammer 12 des Injektorkörpers 10 ein. The same applies to a pressure curve identified by reference numeral 65 , which is shown in dotted lines in the illustration according to FIG. 6 and connects individual squares to one another. The pressure curve 64 was recorded on a fuel injection system, the high-pressure supply line 4 of which was designed in a supply length 4.1 of 600 mm and whose throttle diameter 6.2 was 1 mm. According to the curve 64 , a very low excess pressure is established in the annular chamber 12 of the injector body 10 after about 1.5 ms.

Schließlich ist mit Bezugszeichen 66 ein weiterer Druckverlauf gekennzeichnet, der in einem Kraftstoffeinspritzsystem 1 aufgenommen worden ist, dessen Zuleitungslänge 4.1 600 mm betrug, wobei der Drosseldurchmesser 6.2 des hydraulischen Entkopplungselements 6auf 0,7 mm zurückgenommen war. Gemäß dieses Druckverlaufes stellt sich nach etwa 0,5 ms der Ansteuerzeit des Injektors ein nur wesentlich vom Druck im Verteilerrohr 2 (Rail) verschiedener Druck ein, wobei der Überdruck gemäß des Kurvenverlaufs 66 nach etwa 0,5 ms Einspritzansteuerdauer lediglich 50 bar oberhalb des Druckes im Verteilerrohr 2 (Rail) liegt. Finally, reference number 66 denotes a further pressure curve which has been recorded in a fuel injection system 1 , the length of the feed line 4.1 of which was 600 mm, the throttle diameter 6.2 of the hydraulic decoupling element 6 being reduced to 0.7 mm. According to this pressure curve, after approximately 0.5 ms of the triggering time of the injector, a pressure which differs only significantly from the pressure in the distributor pipe 2 (rail) is established, the overpressure according to curve 66 after approximately 0.5 ms of injection control duration being only 50 bar above the pressure is in manifold 2 (rail).

Ein weiterer günstiger Druckverlauf ist durch die mit Bezugszeichen 67 gekennzeichneten Dreiecke repräsentiert. Die Druckwerte 67 wurden an einem Kraftstoffeinspritzsystem aufgenommen, dessen Zuleitungslänge 4.1 820 mm betrugt, wobei der Drosseldurchmesser 6.2 des hydraulischen Entkopplungselements 1 mm und das Kraftstoffvolumen des Zusatzvolumens 8 bzw. 21 etwa 3 cm³ annimmt. Another favorable pressure curve is represented by the triangles identified by reference number 67 . The pressure values 67 were recorded on a fuel injection system, the supply line length of which was 4.1 820 mm, the throttle diameter 6.2 of the hydraulic decoupling element being 1 mm and the fuel volume of the additional volume 8 or 21 being approximately 3 cm ³ .

Aus der Darstellung gemäß Fig. 6 ist ersichtlich, dass mit der erfindungsgemäßen Lösung der Vorschaltung eines Zusatzvolumens 8 bzw. 21 und der Vorschaltung eines hydraulischen Entkopplungselements in Bezug auf einen Kraftstoffinjektor 9 dessen Bauteil, d. h. Werkstoffbelastung signifikant um bis zu 300 bar Spitzendruckbelastung verringert werden kann, was der Lebensdauer eines Kraftstoffeinspritzsystems bzw. dessen Komponenten Kraftstoffinjektor 9 in günstiger Weise zugutekommt. It can be seen from the illustration according to FIG. 6 that with the solution according to the invention the connection of an additional volume 8 or 21 and the connection of a hydraulic decoupling element with respect to a fuel injector 9, its component, ie material load, can be significantly reduced by up to 300 bar peak pressure load , Which benefits the life of a fuel injection system or its components fuel injector 9 in a favorable manner.

Fig. 7 zeigt die erzielbaren Druckabsenkungsniveaus in einer Gegenüberstellung konventioneller Kraftstoffinjektoren mit solchen Injektoren, denen ein Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement in Gestalt einer Eingangsdrossel vorgeschaltet ist. Fig. 7 shows the achievable pressure reduction levels in a comparison of conventional fuel injectors with such injectors, which is preceded by an additional volume / hydraulic decoupling element in the form of an input inductor.

Über die Ansteuerzeit einer Magnetspule eines Kraftstoffinjektors 9 aufgetragen, die in der Darstellung gemäß Fig. 7 4,0 ms beträgt, sind die mit Bezugszeichen 72 erzielbaren Maximaldruckreduktionen dargestellt. Es wird deutlich, dass die höchsten Druckspitzen zu Beginn der Einspritzung im Zeitraum bis zu 1 ms Ansteuerdauer des Magnetventils auftreten. Eine Reduktion um etwa 300 bar in der Druckspitze stellt eine erhebliche Lebensdauerreserve, sprich Materialfestigkeitsreserve, dar, so dass die Lebensdauer eines mit Zusatzvolumen 8, 21 und hydraulischem Entkopplungselement beschaffenen Kraftstoffeinspritzsystems erheblich erhöht wird. Aus den Gegenüberstellungen der Druckverläufe gemäß der Fig. 3, 4 und 5 von solchen Injektoren 9, denen ein Zusatzvolumen 8 bzw. 21 sowie ein hydraulisches Entkopplungselement 6 zugeordnet ist, gegenüber solchen Injektoren, die ohne diese Komponenten beschaffen sind, stellt sich aufgrund der Verringerung der Schwingungsamplitude 39, 47 ein wesentlich schnelleres Abklingverhalten einer Druckschwingung ein, so dass eine Nacheinspritzung hinsichtlich Zeitpunkt und Druckniveau nicht wesentlich stärker von einer dieser vorhergehenden Haupteinspritzphase, die die Störung, welche zur Anregung einer Druckschwingung im Kraftstoffeinspritzsystem führt, hervorruft, abhängt. Damit ist die genaue Beibehaltung und Reproduzierbarkeit durch eine Dämpfung der Druckschwingung durch Zusatzvolumen und hydraulisches Entkopplungselement erzielbar, was die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Einspritzung günstig beeinflusst. Bezugszeichenliste 1 Kraftstoffeinspritzsystem
2 Verteilerrohr (Rail)
3 Anschluss Hochdruckleitung
4 Hochdruckleitung
4.1 Leitungslänge
4.2 Leitungsdurchmesser
5 Übergang
6 hydraulisches Entkopplungselement
6.1 Drossellänge
6.2 Drosseldurchmesser
7 Druckrohrstutzen
8 Zusatzvolumen
8.1 Innenmaß
8.2 Durchmesser
9 Kraftstoffinjektor
10 Injektorkörper
11 Einspritzdüse
12 Ringraum
13 Einspritzkegel
20 Stabfilter
21 zuleitungsintegriertes Zusatzvolumen
21.1 Innenmaß
21 Durchmesser
22 Hülse
23 Wandstärke
24 Einlaufkegel
25 Vorschaltstrecke
26 Drosseleinlauf
27 Außengewinde Hochdruckzuleitung
30 Injektorstromansteuerung
31 erster Ansteuerzeitraum
32 Beginn Einspritzphase
33 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement
34 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement
35 erste Druckspitze
36 weitere Druckspitze
37 abklingende Druckschwingung
38 erste Schwankungsbreite
39 zweite Schwankungsbreite
40.1 Druckverlauf Zuleitung ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement
40.2 Druckverlauf Zuleitung mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement
41 zweiter Ansteuerzeitraum
41.1 erste Ansteuerphase
41.2 zweite Ansteuerphase
42 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement
43 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement
44 Druckverlauf Zuleitung ohne Zusatzvolumenlhydraulisches Entkopplungselement
45 Druckverlauf Zuleitung Kraftstoffinjektor mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement
46 dritte Schwankungsbreite
47 vierte Schwankungsbreite
50 dritter Ansteuerzeitraum
51 weitere Ansteuerphase
52 Druckverlauf Verteiler (Rail)
53 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor ohne Zusatzvolumenlhydraulisches Entkopplungselement
54 Druckverlauf Ringraum Kraftstoffinjektor mit Zusatzvolumenlhydraulisches Entkopplungselement
55 Druckverlauf Zuleitung ohne Zusatzvolumen/hydraulisches Entkopplungselement
56 Druckverlauf Zuleitung mit Zusatzvolumen/hydraulischem Entkopplungselement
60 Ansteuerzeit Injektor
61 Druckdifferenz Δp = p_max, Ringraum - p_rail
62 Druckverlauf erste Leitungslänge
63 Druckverlauf erste Leitungslänge mit erstem Eingangsdrosseldurchmesser
64 Druckverlauf zweite Leitungslänge mit Eingangsdrosselelement zweiter Durchmesser
65 Druckverlauf erste Leitungslänge mit zweitem Eingangsdrosseldurchmesser
66 Druckverlauf erste Leitungslänge mit drittem Eingangsdrosseldurchmesser
67 Druckverlauf zweite Leitungslänge mit zweitem Eingangsdrosseldurchmesser und Zusatzvolumen
70 Maximaldruckverlauf: p_max - p_max, _{Zusatzvolumen/hydraulisches} _{Entkopplungselement}
71 Minimaldruckverlauf: p_min - p_min, _{Zusatzvolumen/hydraulisches} _{Entkopplungselement}
72 Bauteilfestigkeitsgewinn
Plotted over the activation time of a magnetic coil of a fuel injector 9 , which in the illustration according to FIG. 7 is 4.0 ms, the maximum pressure reductions achievable with reference numeral 72 are shown. It becomes clear that the highest pressure peaks occur at the beginning of the injection in the period of up to 1 ms activation time of the solenoid valve. A reduction of around 300 bar in the pressure peak represents a considerable lifespan reserve, that is to say material strength reserve, so that the lifespan of a fuel injection system provided with additional volumes 8 , 21 and hydraulic decoupling element is considerably increased. From the comparisons of the pressure curves of Fig. 3, 4 and 5 of such injectors 9, where an additional volume 8 or 21 and a hydraulic decoupling element 6 is associated, to such injectors, which are designed without these components, arises due to the reduction the oscillation amplitude 39 , 47 a significantly faster decay behavior of a pressure oscillation, so that a post-injection with regard to the time and pressure level does not depend much more strongly on one of these preceding main injection phases, which causes the disturbance which leads to the excitation of a pressure oscillation in the fuel injection system. The exact maintenance and reproducibility can thus be achieved by damping the pressure oscillation through additional volume and hydraulic decoupling element, which has a favorable influence on the reproducibility and accuracy of the injection. REFERENCE LIST 1 fuel injection system
2 manifold (rail)
3 High pressure line connection
4 high pressure line
4.1 Cable length
4.2 Cable diameter
5 transition
6 hydraulic decoupling element
6.1 Throttle length
6.2 throttle diameter
7 pressure pipe socket
8 additional volume
8.1 Internal dimensions
8.2 diameter
9 fuel injector
10 injector bodies
11 injector
12 annulus
13 injection cone
20 rod filters
21 additional volume integrated in the supply line
21.1 Internal dimensions
21 diameters
22 sleeve
23 wall thickness
24 inlet cone
25 ballast
26 Throttle inlet
27 external thread high pressure supply
30 Injector current control
31 first activation period
32 Start of injection phase
33 Pressure curve, annular space, fuel injector without additional volume / hydraulic decoupling element
34 Pressure curve, annular space, fuel injector with additional volume / hydraulic decoupling element
35 first pressure peak
36 more pressure peaks
37 decaying pressure oscillation
38 first fluctuation range
39 second fluctuation range
40.1 Pressure curve supply line without additional volume / hydraulic decoupling element
40.2 Pressure curve supply line with additional volume / hydraulic decoupling element
41 second activation period
41.1 first control phase
41.2 second control phase
42 Pressure curve, annular space, fuel injector without additional volume / hydraulic decoupling element
43 Pressure curve, annular space, fuel injector with additional volume / hydraulic decoupling element
44 Pressure curve of supply line without additional volume / hydraulic decoupling element
45 Pressure curve supply line fuel injector with additional volume / hydraulic decoupling element
46 third fluctuation range
47 fourth fluctuation range
50 third activation period
51 further activation phase
52 pressure distribution manifold (rail)
53 Pressure curve, annular space, fuel injector without additional volume / hydraulic decoupling element
54 Pressure curve, annular space, fuel injector with additional volume hydraulic hydraulic decoupling element
55 Pressure curve supply line without additional volume / hydraulic decoupling element
56 Pressure curve of supply line with additional volume / hydraulic decoupling element
60 Injector activation time
61 Pressure difference Δp = p _max , annulus - p _rail
62 Pressure curve first line length
63 Pressure curve first line length with first inlet throttle diameter
64 Pressure curve second line length with inlet throttle element of second diameter
65 Pressure curve of the first line length with a second inlet throttle diameter
66 Pressure curve, first line length with third inlet throttle diameter
67 Pressure curve second line length with second inlet throttle diameter and additional volume
70 Maximum pressure curve: p _max - p _max, _{additional volume / hydraulic} _{decoupling element}
71 Minimum pressure curve: p _min - p _min, _{additional volume / hydraulic} _{decoupling element}
72 Gain of component strength

Claims

1. Fuel injection system for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine with a high-pressure plenum ( 2 ), via which a number of fuel injectors ( 1 ) can be acted upon by a high-pressure fuel via a high-pressure line ( 4 ), the fuel injectors ( 1 ) comprise an annular space ( 12 ) into which the connection piece ( 7 ) receiving the high-pressure line ( 4 ) opens, characterized in that an additional volume ( 8 , 21 ) lies in front of the injector ( 9 ) in the high-pressure supply line ( 4 ) as seen in the flow direction of the fuel ) is included, which comprises a hydraulic decoupling element ( 6 , 26 ) on its side facing the high-pressure collecting space ( 2 ).

2. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the hydraulic decoupling element is designed as an input throttle ( 6 ).

3. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the additional volume ( 8 ) in the pressure pipe socket ( 7 ) of the injector body ( 10 ) of the fuel projector ( 9 ) is integrated.

4. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the additional volume ( 21 ) is integrated in the high pressure supply line ( 4 ).

5. Fuel injection system according to claim 4, characterized in that the distance ( 4.1 ) of the additional volume ( 21 ) integrated in the high-pressure line ( 4 ) from the distributor ( 2 ) is greater than the distance to the injector body ( 10 ) of the fuel injector ( 9 ).

6. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the size of the additional volume ( 8 , 21 ) is application-dependent on the maximum amount of fuel to be injected with the fuel injector ( 9 ).

7. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that a diameter ( 6.2 ) of the hydraulic decoupling element ( 6 ) is selected as a function of pressure peaks.

8. The fuel injection system according to claim 1, characterized in that the diameter ( 6.2 ) of the hydraulic decoupling element ( 6 ) is designed as a function of the permissible pressure drop during the injection.

9. Fuel injection system according to claim 4, characterized in that the additional volume ( 21 ) is designed as a sleeve-shaped insert, on which a hydraulic decoupling element ( 6 ) is designed as a bore.

10. The fuel injection system according to claims 4 and 7, characterized in that the hydraulic decoupling element ( 6 ) is assigned a ballast section ( 25 ) adjoining an inlet funnel ( 24 ).

11. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the fuel absorption volume of the additional volume ( 8 , 21 ) is between 1 cm ³ to 4.7 cm ³ .

12. Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the diameter ( 6.2 ) of the hydraulic decoupling element ( 6 ) is between 0.7 mm and 1.4 mm.

13. Fuel injection system according to claims 4 and 7, characterized in that the inner diameter ( 8.1 , 21.1 ) of the additional volumes ( 8 , 21 ) are between 5 mm and 10 mm.

14. The fuel injection system according to claim 4, characterized in that threaded lugs ( 27 ) for integration into a high-pressure line ( 4 ) are formed on the intermediate piece ( 21 ) serving as additional volume.