DE10158337C1

DE10158337C1 - Fuel injection device used as an injector for internal combustion engines with direct injection comprises a discharge valve device having a valve component

Info

Publication number: DE10158337C1
Application number: DE2001158337
Authority: DE
Inventors: Patrick Mattes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2021-11-29

Abstract

Fuel injection device (24) comprises a housing (32) having a recess (38) and at least one fuel outlet (62), a valve element (44) arranged in the recess and cooperating with a valve seat, a fluid connection (100) connecting a high-pressure connection (23) to a first flow chamber (49) arranged directly upstream of the valve seat, a second flow chamber (64) arranged downstream of the valve seat, a second fluid connection (66) leading from the second flow chamber to a discharge region (88), and a discharge valve device (70) blocking the second fluid connection when the valve element is closed and releasing the second fluid connection when the valve element is open. The discharge valve device has a valve component which cooperates with the valve element and is impinged upon by a pre-tensioning element (72). Independent claims are also included for an alternative fuel injection device, for a fuel system comprising the above fuel injection device, and for an internal combustion engine comprising the above fuel system. Preferred Features: A flow throttle (67) is arranged in the second fluid connection.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft zunächst eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, insbesondere Injektor für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse, welches eine Ausnehmung und mindestens eine Kraftstoff- Austrittsöffnung umfasst, mit einem Ventilelement, welches in der Ausnehmung angeordnet ist und mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, und mit einer Fluidverbindung, welche einen Hochdruckanschluss mit einem unmittelbar stromaufwärts vom Ventilsitz angeordneten ersten Strömungsraum verbindet, welcher von einer ersten Druckfläche des Ventilelements begrenzt wird, mit einem stromabwärts vom Ventilsitz ausgebildeten zweiten Strömungsraum, welcher von einer zweiten Druckfläche des Ventilelements begrenzt wird, mit einer zweiten Fluidverbindung, welche von dem zweiten Strömungsraum zu einem Entlastungsbereich führt, und mit einer Entlastungsventileinrichtung, welche die zweite Fluidverbindung bei geschlossenem Ventilelement sperrt und bei geöffnetem Ventilelement freigibt.The invention first relates to a fuel Injector, in particular injector for Direct injection internal combustion engines, with a housing, which has a recess and at least one fuel Outlet opening includes, with a valve element, which in the recess is arranged and with a valve seat cooperates, and with a fluid connection, which one High pressure connection with an upstream of the Connects the valve seat arranged first flow space, which of a first pressure surface of the valve element is limited, with a downstream of the valve seat trained second flow space, which of a second Pressure area of the valve element is limited with a second fluid connection, which from the second flow space leads to a relief area, and with a Relief valve device which is the second Locks fluid connection when the valve element is closed and at open valve element releases.

Eine derartige Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist aus der DE 39 28 912 A1 bekannt. Bei diesem wird ein Steuerraum durch eine axiale Endfläche einer Ventilnadel begrenzt. Ein Zulaufkanal führt zu dem Steuerraum. Auf der der axialen Endfläche der Ventilnadel gegenüberliegenden Seite wird der Steuerraum durch ein Gehäuseteil begrenzt, in dem ein Ablaufkanal vorhanden ist. Der Zulaufkanal ist mit einem Hochdruckzulauf verbunden, wohingegen der Ablaufkanal über ein Steuerventil mit einem Niederdruckbereich verbunden werden kann.Such a fuel injection device is from DE 39 28 912 A1 known. In this a control room is through delimits an axial end face of a valve needle. On Inlet channel leads to the control room. On that of the axial End face of the valve needle opposite side is the Control room limited by a housing part in which a Drain channel is available. The inlet channel is with a High pressure inlet connected, whereas the outlet channel via Control valve to be connected to a low pressure area can.

An einer ringförmigen ersten Druckfläche der Ventilnadel, deren Kraftresultierende entgegengesetzt zur Kraftresultierenden einer axial endseitigen Druckfläche der Ventilnadel ausgerichtet ist, liegt der normale hohe Fluiddruck an. Um die Ventilnadel von ihrem Ventilsitz abzuheben, wird der Druck im Steuerraum durch eine entsprechende Schaltung des Steuerventils abgesenkt. Bei einer ausreichenden Druckdifferenz ergibt sich eine resultierende Kraft, welche die Ventilnadel von ihrem Ventilsitz abhebt.On an annular first pressure surface of the valve needle, the resultant force opposite to Force resulting an axially end pressure surface of the Valve needle is aligned, the normal high Fluid pressure on. Around the valve needle from its valve seat the pressure in the control room is lifted by a corresponding circuit of the control valve lowered. At a A sufficient pressure difference results in a result Force that lifts the valve needle from its valve seat.

Die Öffnungsgeschwindigkeit der Ventilnadel hängt u. a. auch von der Öffnungskraft ab, welche an der Ventilnadel angreift. Auch der zeitliche Verlauf der Öffnungsgeschwindigkeit hängt von der Öffnungskraft und deren Aufbau ab. Da unmittelbar nach dem Abheben der Ventilnadel vom Ventilsitz der hydraulische Druck an einer stromabwärts vom Ventilsitz gelegenen zweiten Druckfläche an der Ventilnadel angreifen kann, ergibt sich üblicherweise mit dem Hub der Ventilnadel ein Anstieg der Öffnungskraft und somit auch der Öffnungsgeschwindigkeit.The opening speed of the valve needle depends on. a. also from the opening force that acts on the valve needle. The time course of the opening speed also depends on the opening force and its structure. Since immediately after the lifting of the valve needle from the valve seat of the hydraulic Pressure at a second downstream of the valve seat Pressure surface can attack on the valve needle results usually an increase in the stroke of the valve needle Opening force and thus also the opening speed.

Aufgrund von geometrischen Toleranzen, welche fertigungsbedingt bei den bekannten Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen vorliegen, muss im Hinblick auf die Öffnungsgeschwindigkeiten und deren Verlauf von Streuungen von einem Exemplar zu einem anderen Exemplar der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ausgegangen werden.Due to geometrical tolerances, which production related to the known fuel Injectors must be present with regard to the Opening speeds and their course of scatter from one copy to another copy of the fuel Injector be run out.

Dem wird bei der bekannten Vorrichtung unter anderem dadurch begegnet, dass der zweite Strömungsraum über einen im Ventilelement verlaufenden Kanal mit einem Entlastungsbereich verbunden werden kann. Somit kann der Druckanstieg im zweiten Strömungsraum dann, wenn das Ventilelement vom Ventilsitz abhebt, beeinflusst werden. Daher ist der Druckanstieg nicht mehr ausschließlich vom Spaltmaß zwischen Ventilelement und Ventilsitz abhängig, welches wiederum Fertigungstoleranzen unterliegt. Diese Maßnahme reduziert somit den Einfluss dieses sich bei öffnendem Ventilelement ergebenden Spaltmaßes und in der Folge auch den Einfluss der Fertigungstoleranzen. Mit der bekannten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung kann daher gegebenenfalls auf eine Vorklassifizierung und einen entsprechend klassierten Verbau in den Brennkraftmaschinen verzichtet werden.This is the case with the known device encountered that the second flow space over a in Valve element extending channel with a relief area can be connected. Thus the pressure increase in the second Flow space when the valve element from the valve seat takes off, be influenced. Therefore, the pressure increase is not more exclusively from the gap between the valve element and Valve seat dependent, which in turn manufacturing tolerances subject. This measure thus reduces the influence of this resulting gap dimension when opening and in consequently the influence of manufacturing tolerances. With the known fuel injector can therefore if applicable, to a pre-classification and a accordingly classified installation in internal combustion engines to be dispensed with.

Dadurch, dass die an der zweiten Druckfläche angreifende hydraulische Kraft zur Öffnungskraft des Ventilelements weniger beiträgt, verringert sich auch die Öffnungsgeschwindigkeit des Ventilelements. Dies ermöglicht es als zweiten Vorteil der bekannten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, Kraftstoff-Kleinstmengen mit hoher Präzision einspritzen zu können.The fact that the attacking on the second printing surface hydraulic force to the opening force of the valve element contributes less, the Opening speed of the valve element. This makes it possible as a second advantage of the known fuel Injector, small amounts of fuel with high Being able to inject precision.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass der Druckverlauf und der Verlauf der Öffnungsgeschwindigkeit mit möglichst großer Genauigkeit eingestellt werden können und die Vorrichtung dabei einfach und preiswert hergestellt werden kann.The object of the present invention is to provide a fuel Injector of the type mentioned above to further develop that the pressure course and the course of the Opening speed with the greatest possible accuracy can be adjusted and the device simple and can be manufactured inexpensively.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Entlastungsventileinrichtung ein mit dem Ventilelement zusammenwirkendes Ventilteil umfasst, welches von einem Vorspannelement beaufschlagt wird. This task is accomplished with a fuel injector of the type mentioned in that the Relief valve device with the valve element cooperating valve part comprising one Preload element is applied.

Advantages of the invention

Durch das vorgespannte Ventilteil kann die Entlastungsfunktion sehr präzise gesteuert werden. Der Druckverlauf kann daher sehr genau eingestellt werden. Ferner ist eine solche Entlastungsventileinrichtung einfach zu bauen. Im allereinfachsten Fall handelt es sich bei der Entlastungsventileinrichtung einfach um ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil.The relief function can be performed by the pre-tensioned valve part can be controlled very precisely. The pressure curve can therefore can be set very precisely. Furthermore, one is Relief valve device easy to build. in the the simplest case is the Relief valve device simply by one spring loaded check valve.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Subclaims specified.

In einer ersten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass in der zweiten Fluidverbindung eine Strömungsdrossel angeordnet ist. Eine derartige Strömungsdrossel bietet die Möglichkeit, den Druckverlauf in dem zweiten Strömungsraum unmittelbar nach dem Abheben des Ventilelements vom Ventilsitz in einer gewünschten Art und Weise zu gestalten. Der Einspritzverlauf, welcher im Betrieb der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vorliegt, kann somit optimal an die individuellen Anforderungen einer Brennkraftmaschine angepasst werden.In a first further training it is proposed that in the a flow restrictor is arranged in the second fluid connection. Such a flow restrictor offers the possibility of Pressure curve in the second flow space immediately after Lift the valve element off the valve seat in a desired Way to design. The injection course, which in the Operation of the fuel injection device according to the invention can be optimally tailored to the individual Requirements of an internal combustion engine are adapted.

Bei einer vorteilhaften Variante ist die zweite Fluidverbindung im Ventilelement ausgebildet, sperrt die Entlastungsventileinrichtung zum Entlastungsbereich hin und stützt sich das Vorspannelement am Gehäuse mindestens mittelbar ab, wobei der maximale Hub des Ventilteils der Entlastungsventileinrichtung kleiner ist als der maximale Hub des Ventilelements. Bei dieser Variante der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung muss das Ventilelement nur insoweit umgestaltet werden, dass in ihm die zweite Fluidverbindung, beispielsweise in Form eines sich longitudinal im Ventilelement erstreckenden Kanals, ausgebildet ist. Die komplette Entlastungsventileinrichtung kann als zusammenhängende Einheit im zweiten Strömungsraum vorhanden sein. Die Montage dieser Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist daher relativ einfach.In an advantageous variant, the second is Fluid connection formed in the valve element, blocks the Relief valve device to the relief area and the biasing element is supported at least on the housing indirectly, the maximum stroke of the valve part of the Relief valve device is smaller than the maximum stroke of the valve element. In this variant of the fuel The injector only needs the valve element to this extent be redesigned so that the second fluid connection, for example in the form of a longitudinally in Valve element extending channel is formed. The complete relief valve device can as contiguous unit in the second flow space his. The assembly of this fuel injector is therefore relatively easy.

Alternativ hierzu ist es möglich, dass die zweite Fluidverbindung im Ventilelement ausgebildet ist, die Entlastungsventileinrichtung zum zweiten Strömungsraum hin sperrt, und das Vorspannelement sich an einem Absatz abstützt, welcher in der zweiten Fluidverbindung in dem Ventilelement vorhanden ist. Dies hat den Vorteil, dass der zweite Strömungsraum, da in ihm die Entlastungsventileinrichtung nicht untergebracht werden muss, relativ klein ausfallen kann. Hierdurch wird das sogenannte "Schadvolumen" reduziert, was das Emissionsverhalten der mit der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine verbessert. Insbesondere dürften sich hierdurch geringere Kohlenwasserstoffemissionen einstellen.Alternatively, it is possible that the second Fluid connection is formed in the valve element Relief valve device to the second flow space locks, and the biasing element is supported on a shoulder, which in the second fluid connection in the valve element is available. This has the advantage of being the second Flow space, since in it the relief valve device does not have to be accommodated, can turn out to be relatively small. This reduces what is known as the "damage volume" the emission behavior of the with the invention Fuel injector equipped Internal combustion engine improved. In particular, are likely to this will result in lower hydrocarbon emissions.

In beiden vorgenannten Fällen ist es möglich, dass zwischen dem Vorspannelement und dem Gehäuse bzw. dem Absatz ein Zwischenelement angeordnet ist. Mit einem solchen Zwischenelement kann die Vorspannkraft des Vorspannelements auf einfache Art und Weise an die individuellen Einbauverhältnisse angepasst werden.In both of the above cases it is possible that between the biasing element and the housing or the paragraph Intermediate element is arranged. With one Intermediate element can the biasing force of the biasing element to the individual in a simple way Installation conditions can be adjusted.

Die Erfindung betrifft auch eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, insbesondere Injektor für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, mit einem Gehäuse, welches eine Ausnehmung und mindestens eine Kraftstoff- Austrittsöffnung umfasst, mit einem Ventilelement, welches in der Ausnehmung angeordnet ist und mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, und mit einer Fluidverbindung, welche einen Hochdruckanschluss mit einem unmittelbar stromaufwärts vom Ventilsitz angeordneten ersten Strömungsraum verbindet, welcher von einer ersten Druckfläche des Ventilelements begrenzt wird, mit einem stromabwärts vom Ventilsitz ausgebildeten zweiten Strömungsraum, welcher von einer zweiten Druckfläche des Ventilelements begrenzt wird, mit einer zweiten Fluidverbindung, welche von dem zweiten Strömungsraum zu einem Entlastungsbereich führt, und mit einer Entlastungsventileinrichtung, welche die zweite Fluidverbindung bei geschlossenem Ventilelement sperrt und bei geöffnetem Ventilelement freigibt.The invention also relates to a fuel Injector, in particular injector for Direct injection internal combustion engines, with a housing, which has a recess and at least one fuel Outlet opening includes, with a valve element, which in the recess is arranged and with a valve seat cooperates, and with a fluid connection, which one High pressure connection with an upstream of the Connects the valve seat arranged first flow space, which of a first pressure surface of the valve element is limited, with a downstream of the valve seat trained second flow space, which of a second Pressure area of the valve element is limited with a second fluid connection, which from the second flow space leads to a relief area, and with a Relief valve device which is the second Locks fluid connection when the valve element is closed and at open valve element releases.

Um die Präzision bei der Einstellung des Druckverlaufs bei einer Bewegung des Ventilelements zu verbessern und gleichzeitig die Herstellkosten niedrig zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Entlastungsventileinrichtung ein gehäusefestes Verschlussteil, insbesondere einen Zapfen oder eine Hülse, umfasst, welches bei geschlossenem Ventilelement die zweite Fluidverbindung verschließt. Eine derartige Kraftstoff-Einspritzvorrichtung ist vergleichsweise preiswert herzustellen und arbeitet ohne zusätzliche bewegliche Teile, was ihrer Betriebssicherheit zugute kommt.To ensure the precision when setting the pressure curve improve movement of the valve element and at the same time keeping manufacturing costs low suggested that the relief valve device be a housing-fixed closure part, in particular a pin or a sleeve, which, when the valve element is closed closes the second fluid connection. Such Fuel injection device is comparatively inexpensive manufacture and works without additional moving parts, what benefits your operational safety.

Dabei wird wiederum besonders bevorzugt, wenn das Verschlussteil aus einem elastischen Material hergestellt ist, welches weicher ist als das Material bzw. die Materialien, aus dem bzw. denen das Gehäuse und das Ventilelement hergestellt ist. Bei geschlossenem Ventilelement sorgt die Elastizität des Verschlussteils somit für eine dichte Sperrung der zweiten Fluidverbindung, ohne dass Beschädigungen oder eine Verformung beispielsweise am Ventilelement oder am Gehäuse zu befürchten sind.Again, it is particularly preferred if that Closure part is made of an elastic material, which is softer than the material or materials which the housing and the valve element is. When the valve element is closed, the elasticity of the Closure part thus for a tight locking of the second Fluid connection without damage or deformation to fear, for example, on the valve element or on the housing are.

Im Falle einer hydraulischen Steuerung des Ventilelementes verfügt die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung über einen Steuerraum, welcher im Allgemeinen durch eine als Druckfläche wirkende axiale Endfläche des Ventilelements begrenzt wird. Um eine Öffnungsbewegung des Ventilelementes auszulösen, wird der Druck im Steuerraum kurzzeitig abgesenkt. Dies wird bei einer weiteren Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ausgenützt, bei welcher der Steuerraum, mit dem die Bewegung des Ventilelements gesteuert wird, als Entlastungsbereich dient.In the case of hydraulic control of the valve element the fuel injector has one Control room, which is generally characterized by a pressure area acting axial end surface of the valve element is limited. Around trigger an opening movement of the valve element, the Pressure in the control room briefly reduced. This will be one further development of the fuel Injection device used in which the control room, with which the movement of the valve element is controlled as Relief area serves.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffbehälter, mit mindestens einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, welche den Kraftstoff direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzt, mit mindestens einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, und mit einer Kraftstoff- Sammelleitung, an die die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung angeschlossen ist. Um insgesamt das Kraftstoffsystem preiswerter herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung in der obigen Art ausgebildet ist.The invention also relates to a fuel system with a Fuel tank, with at least one fuel Injector, which the fuel directly into the Combustion chamber of an internal combustion engine is injected, with at least a high pressure fuel pump, and with a fuel Manifold to which the fuel injector connected. To total the fuel system to be able to manufacture cheaper suggested that the fuel injector in of the above type.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Brennraum, in den der Kraftstoff direkt eingespritzt wird. Die Herstellkosten einer solchen Brennkraftmaschine können dadurch reduziert werden, dass sie ein Kraftstoffsystem in der obigen Art aufweist.The invention further relates to an internal combustion engine with at least one combustion chamber in which the fuel is directly is injected. The manufacturing cost of such Internal combustion engine can be reduced in that it has a fuel system of the above kind.

drawing

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:The following are particularly preferred Embodiments of the invention with reference to the enclosed drawing explained in detail. In the drawing demonstrate:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffsystem und mit mehreren Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen; Fig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with a fuel system and a plurality of fuel injectors;

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer der Kraftstoff- Einspritzvorrichtungen von Fig. 1; FIG. 2 shows a partial section through a first exemplary embodiment of one of the fuel injection devices from FIG. 1;

Fig. 3 eine Detailansicht eines Bereichs der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung von Fig. 2; Fig. 3 is a detailed view of a portion of the fuel injector of Fig. 2;

Fig. 4 ein Diagramm, in dem mehrere mögliche Verläufe der Öffnungskraft eines Ventilelements der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der Fig. 2 und 3 über dem Hub des Ventilelements dargestellt sind; Fig. 4 is a diagram showing several possible variations of the opening force of a valve element of the fuel injector shown in FIG 2 and 3 over the stroke of the valve element.

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung; und FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 of a second exemplary embodiment of a fuel injection device; and

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung. Fig. 6 is an illustration similar to Fig. 3 of a third embodiment of a fuel injection device.

Description of the embodiments

In Fig. 1 trägt eine Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie umfasst ein Kraftstoffsystem 12. Teil des Kraftstoffsystems 12 ist wiederum ein Kraftstoffbehälter 14, aus dem eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe 16 den Kraftstoff zu einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe 18 fördert. Diese wird mechanisch von einer nicht dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 angetrieben.In Fig. 1, an internal combustion engine is identified overall by reference numeral 10. It includes a fuel system 12 . Part of the fuel system 12 is in turn a fuel tank 14 , from which an electrically driven fuel pump 16 delivers the fuel to a high-pressure fuel pump 18 . This is mechanically driven by a camshaft, not shown, of the internal combustion engine 10 .

Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 fördert in eine Kraftstoff-Sammelleitung 20, in der der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert werden kann. Die Kraftstoff- Sammelleitung 20 wird auch als "Common-Rail" bezeichnet. Von der Kraftstoff-Sammelleitung 20 führen Hochdruckleitungen 22 zu Hochdruckanschlüssen 23 von Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 24. Diese spritzen den Kraftstoff direkt in Brennräume 26 der Brennkraftmaschine 10 ein. Dabei ist jedem Brennraum 26 eine eigene Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 zugeordnet. Von jeweils einem Niederdruckanschluss 28 einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 führt eine Niederdruckleitung 30 zurück zum Kraftstoffbehälter 14.The high-pressure fuel pump 18 feeds into a fuel manifold 20 , in which the fuel can be stored under very high pressure. The fuel rail 20 is also referred to as a "common rail". High-pressure lines 22 lead from the fuel rail 20 to high-pressure connections 23 of fuel injection devices 24 . These inject the fuel directly into combustion chambers 26 of the internal combustion engine 10 . Each combustion chamber 26 is assigned its own fuel injection device 24 . A low-pressure line 30 leads from a low-pressure port 28 of a fuel injection device 24 back to the fuel tank 14 .

Der Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 ist im Detail in den Fig. 2 und 3 dargestellt:
Die in Fig. 2 dargestellte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 ist als Injektor ausgebildet. Ein solcher Injektor 24 umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 32, von dem in Fig. 2 ein Düsenkörper 34 und eine Zwischenscheibe 36 dargestellt sind. Der Düsenkörper 34 und die Zwischenscheibe 36 werden durch eine in der Figur nicht dargestellte Düsenspannmutter gegeneinander verspannt. Der Düsenkörper 34 ist ebenso wie die Zwischenscheibe 36 rotationssymmetrisch aufgebaut. Im Düsenkörper 34 ist eine sacklochartige zentrische Ausnehmung 38 vorhanden. Ein in Fig. 2 oberer Abschnitt 40 der Ausnehmung 38 hat einen vergleichsweise großen Durchmesser, wohingegen ein in Fig. 2 unterer Abschnitt 42 der Ausnehmung 38 einen vergleichsweise kleinen Durchmesser aufweist.The structure of a first exemplary embodiment of a fuel injection device 24 is shown in detail in FIGS. 2 and 3:
The fuel injection device 24 shown in FIG. 2 is designed as an injector. Such an injector 24 comprises a multi-part housing 32 , of which a nozzle body 34 and an intermediate disk 36 are shown in FIG. 2. The nozzle body 34 and the intermediate plate 36 are clamped by a not shown in the figure nozzle clamping nut against one another. The nozzle body 34 , like the intermediate disk 36, is constructed to be rotationally symmetrical. There is a blind hole-like central recess 38 in the nozzle body 34 . An upper section 40 of the recess 38 in FIG. 2 has a comparatively large diameter, whereas a lower section 42 of the recess 38 in FIG. 2 has a comparatively small diameter.

In die Ausnehmung 38 im Düsenkörper 34 ist ein Ventilelement 44 eingesetzt. Dessen Durchmesser ist, mit Ausnahme eines etwas oberhalb der axialen Mitte gelegenen Ringbundes 46, im Wesentlichen konstant. Mit seinem in Fig. 2 unterhalb des Ringbundes 46 gelegenen Bereich wird das Ventilelement 44 von im unteren Abschnitt 42 der Ausnehmung 38 ausgebildeten und radial nach innen weisenden Stützflügeln 48 in radialer Richtung gehalten. Zwischen dem Abschnitt 42 der Ausnehmung 38 und dem Ventilelement 44 ist ein erster Strömungsraum 49 vorhanden.A valve element 44 is inserted into the recess 38 in the nozzle body 34 . Whose diameter is essentially constant, with the exception of an annular collar 46 located somewhat above the axial center. With its area located below the annular collar 46 in FIG. 2, the valve element 44 is held in the radial direction by support wings 48 formed in the lower section 42 of the recess 38 and pointing radially inward. A first flow space 49 is present between the section 42 of the recess 38 and the valve element 44 .

Das in Fig. 2 untere Ende der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 ist folgendermaßen ausgebildet (vgl. Fig. 3):
Das untere Ende des Ventilelements 44 weist eine mittige und in einem rechten Winkel zur Längsachse des Ventilelements 44 ausgerichtete axiale Endfläche 50 auf. Von dieser erstreckt sich eine erste schräge Ringfläche 52 nach radial außen bis zu einer Dichtkante 54. Von der Dichtkante 54 wiederum erstreckt sich nach radial außen eine zweite schräge Ringfläche 56. Die erste schräge Ringfläche 52 ist gegenüber der Längsachse des Ventilelements 44 stärker angestellt als die zweite schräge Ringfläche 56.The lower end of the fuel injection device 24 in FIG. 2 is configured as follows (see FIG. 3):
The lower end of the valve element 44 has a central axial end face 50 that is oriented at a right angle to the longitudinal axis of the valve element 44 . From this, a first oblique annular surface 52 extends radially outward to a sealing edge 54 . In turn, a second oblique ring surface 56 extends radially outward from the sealing edge 54 . The first inclined ring surface 52 is set more strongly than the second inclined ring surface 56 with respect to the longitudinal axis of the valve element 44 .

Im geschlossenen Zustand des Ventilelements 44 liegt die Dichtkante 54 des Ventilelements 44 an einem Ventilsitz 58 an. Dieser ist in einem Einspritzkegel 60 des Düsenkörpers 34 ausgebildet, welcher das untere Ende der Ausnehmung 38 begrenzt. In Fig. 3 unterhalb des Ventilsitzes 58 sind in der Wand des Einspritzkegels 60 mehrere über den Umfang verteilte Kraftstoff-Austrittsöffnungen 62 vorhanden. Diese verbinden einen zwischen dem Ventilelement 44 und der Innenwand des Einspritzkegels 60 stromabwärts vom Ventilsitz 58 bzw. der Dichtkante 54 vorhandenen zweiten Strömungsraum 64 mit dem der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 64 zugeordneten Brennraum 26. Der erste Strömungsraum 49 ist stromaufwärts vom Ventilsitz 58 bzw. der Dichtkante 54 angeordnet.In the closed state of the valve element 44 , the sealing edge 54 of the valve element 44 bears against a valve seat 58 . This is formed in an injection cone 60 of the nozzle body 34 , which delimits the lower end of the recess 38 . In FIG. 3 below the valve seat 58 there are several fuel outlet openings 62 distributed over the circumference in the wall of the injection cone 60 . These connect a second flow chamber 64 present between the valve element 44 and the inner wall of the injection cone 60 downstream of the valve seat 58 or the sealing edge 54 to the combustion chamber 26 assigned to the fuel injection device 64 . The first flow space 49 is arranged upstream from the valve seat 58 or the sealing edge 54 .

Das Ventilelement 44 wird in seiner Längsrichtung von einem Strömungskanal 66 durchsetzt. Ein Abschnitt des Strömungskanals 66 weist eine Querschnittsverengung auf, welche eine Strömungsdrossel 67 bildet. Das in den Fig. 2 und 3 untere Ende des Strömungskanals 66 bildet einen Ventilsitz 68, welcher mit einer Ventilkugel 70 einer Entlastungsventileinrichtung 69 zusammenarbeitet. Im geschlossenen Zustand des Ventilelements 44 wird die Ventilkugel 70 von einer mit ihr fest verbundenen Druckfeder 72 gegen den Ventilsitz 68 beaufschlagt. Die Druckfeder 72 stützt sich über ein im Presssitz im Einspritzkegel 60 gehaltenes Zwischenstück 74 am unteren Ende des Einspritzkegels 60 des Düsenkörpers 34 ab.The valve element 44 is traversed in its longitudinal direction by a flow channel 66 . A section of the flow channel 66 has a cross-sectional constriction, which forms a flow restrictor 67 . The bottom in FIGS. 2 and 3 end of the flow passage 66 forms a valve seat 68 which cooperates with a valve ball 70 of a relief valve means 69. In the closed state of the valve element 44 , the valve ball 70 is urged against the valve seat 68 by a compression spring 72 firmly connected to it. The compression spring 72 is supported by an adapter 74 held in the press fit in the injection cone 60 at the lower end of the injection cone 60 of the nozzle body 34 .

Am Zwischenstück 74 ist eine Hülse 76 befestigt, welche die Druckfeder 72 radial außen umgibt. Die Hülse 76 ist etwas länger als die Länge der Druckfeder 72 in jenem Zustand, in dem das Ventilelement 44 geschlossen ist, also die Dichtkante 54 am Ventilsitz 58 anliegt. An dem der Ventilkugel 70 zugewandten Ende der Hülse 76 sind radial nach innen weisende Haltenasen 78 vorhanden. Durch diese wird der Federweg der Druckfeder 72 und der Hub der mit der Druckfeder 72 fest verbundenen Ventilkugel 70 begrenzt.On the intermediate piece 74 , a sleeve 76 is attached, which surrounds the compression spring 72 radially on the outside. The sleeve 76 is somewhat longer than the length of the compression spring 72 in the state in which the valve element 44 is closed, that is to say the sealing edge 54 abuts the valve seat 58 . At the end of the sleeve 76 facing the valve ball 70 there are holding lugs 78 pointing radially inwards. This limits the spring travel of the compression spring 72 and the stroke of the valve ball 70 which is firmly connected to the compression spring 72 .

Auf den in Fig. 2 oberhalb des Ringbundes 46 gelegenen Bereich des Ventilelements 44 ist ein hülsenförmiger Federhalter 80 aufgeschoben. An diesem stützt sich eine Druckfeder 82 ab, deren dem Federhalter 80 gegenüberliegendes Ende an einer Hülse 84 anliegt, in der eine Zulaufdrossel 85 vorhanden ist. Auf diese Weise wird die Hülse 84 von der Druckfeder 82 gegen die Zwischenscheibe 36 beaufschlagt. Die Hülse 84 liegt an der Zwischenscheibe 36 mit einer Dichtkante (ohne Bezugszeichen) an.A sleeve-shaped spring holder 80 is pushed onto the area of the valve element 44 located above the annular collar 46 in FIG. 2. This is supported by a compression spring 82 , the end of which lies opposite the spring holder 80 and bears against a sleeve 84 in which an inlet throttle 85 is present. In this way, the sleeve 84 is urged by the compression spring 82 against the washer 36 . The sleeve 84 bears against the intermediate disk 36 with a sealing edge (without reference number).

Der in Fig. 2 oberhalb des Ringbunds 46 gelegene Bereich des Ventilelements 44 erstreckt sich bis in die Hülse 84 hinein. Der Innendurchmesser der Hülse 84 ist so gewählt, dass der obere Bereich des Ventilelements 44 mit der Hülse 84 gleitend und fluiddicht zusammenarbeitet. Nach oben hin wird das Ventilelement 44 von einer oberen axialen Endfläche 86 begrenzt. Zwischen der oberen axialen Endfläche 86 des Ventilelements 44, der Hülse 84 und der Zwischenscheibe 36 ist ein Steuerraum 88 gebildet.The region of the valve element 44 located above the annular collar 46 in FIG. 2 extends into the sleeve 84 . The inner diameter of the sleeve 84 is selected such that the upper region of the valve element 44 cooperates with the sleeve 84 in a sliding and fluid-tight manner. The valve element 44 is delimited at the top by an upper axial end surface 86 . A control chamber 88 is formed between the upper axial end surface 86 of the valve element 44 , the sleeve 84 and the intermediate disk 36 .

In die Zwischenscheibe 36 ist mittig ein in Längsrichtung der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 verlaufender Abströmkanal 90 eingebracht. Dieser führt über eine Ablaufdrossel 92 zu einem Steuerventil 94. Vom Steuerventil 94 führt ein Stichkanal 96 zum Niederdruckanschluss 28 bzw. der Niederdruckleitung 30. In der Zwischenscheibe 36 ist auch ein Hochdruckkanal 98 vorhanden, der vom Hochdruckanschluss 23 zu einem zwischen der Hülse 84 und der Wand des oberen Abschnitts 40 der Ausnehmung 38 gebildeten Ringraum 100 führt. Dieser erstreckt sich axial in Fig. 2 nach unten bis in einen Bereich etwas unterhalb des Ringbunds 46 des Ventilelements 44 bis zum ersten Strömungsraum 49.An outflow channel 90 running in the longitudinal direction of the fuel injection device 24 is introduced centrally in the intermediate disk 36 . This leads via a discharge throttle 92 to a control valve 94 . A branch passage 96 leads from the control valve 94 to the low-pressure connection 28 or the low-pressure line 30 . In the intermediate disc 36 there is also a high-pressure channel 98 which leads from the high-pressure connection 23 to an annular space 100 formed between the sleeve 84 and the wall of the upper section 40 of the recess 38 . This extends axially downward in FIG. 2 to a region slightly below the annular collar 46 of the valve element 44 up to the first flow space 49 .

Die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 arbeitet folgendermaßen:
Im Ruhezustand, wenn in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 kein Druck anliegt, wird das Ventilelement 44 von der Druckfeder 82 mit der Dichtkante 54 gegen den Ventilsitz 58 gedrückt. Sobald über die elektrische Kraftstoffpumpe 16 und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 aufgebaut wird, wird dieser über die Hochdruckleitungen 22 und den Hochdruckanschluss 23 der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 sowie den Hochdruckkanal 98 in den Ringraum 100 übertragen. Entsprechend herrscht dieser statische Druck auch im ersten Strömungsraum 49 bis an dessen unteres Ende (Ringfläche 46), welches durch die Dichtkante 54 des Ventilelements 44 und den Ventilsitz 58 im Einspritzkegel 60 gebildet wird.The fuel injector 24 operates as follows:
In the idle state, when there is no pressure in the fuel rail 20 , the valve element 44 is pressed by the compression spring 82 with the sealing edge 54 against the valve seat 58 . As soon as pressure is built up in the fuel collecting line 20 via the electric fuel pump 16 and the high-pressure fuel pump 18 , this is transmitted to the annular space 100 via the high-pressure lines 22 and the high-pressure connection 23 of the fuel injection device 24 and the high-pressure channel 98 . Accordingly, this static pressure also prevails in the first flow chamber 49 up to its lower end (annular surface 46 ), which is formed by the sealing edge 54 of the valve element 44 and the valve seat 58 in the injection cone 60 .

Der statische Druck wird auch über die Zulaufdrossel 85 vom Ringraum 100 in den Steuerraum 88 hinein übertragen. Überall in der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 herrscht also der gleiche Druck, nämlich im Wesentlichen der in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 herrschende hohe Systemdruck. Nur in dem zweiten Strömungsraum 64, welcher zwischen dem unteren Ende des Ventilelements 44 und der Innenwand des Einspritzkegels 60 gebildet ist, herrscht dieser Druck nicht, da dieser zweite Strömungsraum 64 durch die am Ventilsitz 58 anliegende Dichtkante 54 des Ventilelements 44 vom ersten Strömungsraum 49 sowie durch die Entlastungsventileinrichtung 69 vom Steuerraum 88 getrennt und über die Austrittsöffnungen 62 mit dem Brennraum 26 verbunden ist. The static pressure is also transmitted from the annular space 100 into the control space 88 via the inlet throttle 85 . The same pressure prevails everywhere in the fuel injection device 24 , namely essentially the high system pressure prevailing in the fuel manifold 20 . Only in the second flow space 64 which is formed between the lower end of the valve member 44 and the inner wall of the injection cone 60, this pressure does not prevail, since this second flow space 64 through the fitting at the valve seat 58 sealing edge 54 of the valve member 44 from the first flow space 49, and is separated from the control chamber 88 by the relief valve device 69 and is connected to the combustion chamber 26 via the outlet openings 62 .

Aufgrund des Druckes im Steuerraum 88 ergibt sich an der in Fig. 2 oberen axialen Endfläche 86 des Ventilelements 44 eine Kraftresultierende, welche in Schließrichtung des Ventilelements 44 gerichtet ist. An der radial äußeren zweiten schrägen Ringfläche 56 am Ventilelement 44 ergibt sich aufgrund des Druckes im ersten Strömungsraum 49 eine Kraftresultierende, welche in Öffnungsrichtung des Ventilelements 44 gerichtet ist.Due to the pressure in the control chamber 88 , a resultant force results on the upper axial end face 86 of the valve element 44 in FIG. 2, which is directed in the closing direction of the valve element 44 . On the radially outer second oblique ring surface 56 on the valve element 44 , the result of the pressure in the first flow chamber 49 is a force resultant, which is directed in the opening direction of the valve element 44 .

Die Flächenverhältnisse der zweiten schrägen Ringfläche 56 einerseits und der oberen axialen Endfläche 86 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei geschlossenem Steuerventil 94, also dann, wenn im Steuerraum 88 in etwa der gleiche Druck herrscht wie im ersten Strömungsraum 49, das Ventilelement 44 noch sicher in der geschlossenen Position verbleibt.The area ratios of the second inclined annular surface 56 on the one hand and the upper axial end surface 86 are coordinated with one another in such a way that when the control valve 94 is closed, that is to say when the pressure in the control chamber 88 is approximately the same as in the first flow chamber 49 , the valve element 44 is still secure remains in the closed position.

Wenn eine Einspritzung von Kraftstoff mittels der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 in den ihr zugeordneten Brennraum 26 erfolgen soll, wird von einer nicht dargestellten Steuerung das Steuerventil 94 kurzzeitig geöffnet. Bei geöffnetem Steuerventil 94 ist jedoch der Steuerraum 88 über den Abströmkanal 90, die Ablaufdrossel 92, den Stichkanal 76, den Niederdruckanschluss 28 und die Niederdruckleitung 30 mit dem Kraftstoffbehälter 14 verbunden.If fuel is to be injected into the combustion chamber 26 associated with it by means of the fuel injection device 24 , the control valve 94 is opened briefly by a control (not shown). When the control valve 94 is open, however, the control chamber 88 is connected to the fuel tank 14 via the outflow duct 90 , the outlet throttle 92 , the branch duct 76 , the low-pressure connection 28 and the low-pressure line 30 .

In diesem herrscht ein wesentlich geringer Druck als in der Kraftstoff-Sammelleitung 20. Somit kommt es zu einem Druckabfall im Steuerraum 88. Entsprechend verringert sich die Schließkraft der Kraftresultierenden, welche an der oberen axialen Endfläche 86 des Ventilelements 44 in dessen Schließrichtung wirkt.In this there is a much lower pressure than in the fuel rail 20 . This results in a pressure drop in the control room 88 . The closing force of the resultant force, which acts on the upper axial end face 86 of the valve element 44 in its closing direction, is correspondingly reduced.

Die Flächenverhältnisse der zweiten schrägen Ringfläche 56 einerseits und der oberen axialen Endfläche 86 des Ventilelements 44 andererseits, sowie die Federkraft der Druckfeder 82 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Kraftresultierende an der zweiten schrägen Ringfläche 56 bei einem Druckabfall im Steuerraum 88 aufgrund eines geöffneten Steuerventils 94 zu einer Öffnungsbewegung des Ventilelements 50 führt. Die Dichtkante 54 des Ventilelements 44 hebt somit vom Ventilsitz 58 ab, so dass im zweiten Strömungsraum 64 nun der Druck ansteigt, da Kraftstoff vom ersten Strömungsraum 49 durch den Spalt zwischen Dichtkante 54 und Ventilsitz 58 in den zweiten Strömungsraum 64 einströmen kann.The area ratios of the second inclined ring surface 56 on the one hand and the upper axial end surface 86 of the valve element 44 on the other hand, and the spring force of the compression spring 82 are matched to one another such that the resultant forces on the second inclined ring surface 56 in the event of a pressure drop in the control chamber 88 due to an open control valve 94 leads to an opening movement of the valve element 50 . The sealing edge 54 of the valve member 44 thus lifts from the valve seat 58, so that in the second flow space 64. Now the pressure increases, since fuel can flow from the first flow space 49 through the gap between sealing edge 54 and valve seat 58 in the second flow space 64th

Wenn das Ventilelement 44 sich bewegt, wird die Ventilkugel 70 im ersten Moment zwar noch von der Druckfeder 72 gegen den Ventilsitz 68 gedrückt, so dass der zweite Strömungsraum 64 noch vom Strömungskanal 66 getrennt bleibt. Im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung des Ventilelements 44 kommt jedoch die Druckfeder 72 in Anlage an die Haltenasen 78, wodurch der Hub der Ventilkugel 70 begrenzt wird. Somit hebt die Ventilkugel 70 vom Ventilsitz 68 ab und verbindet den zweiten Strömungsraum 64 über den Strömungskanal 66 mit dem Steuerraum 88. Hierdurch kann zumindest ein Teil des Druckes im zweiten Strömungsraum 64 durch den Strömungskanal 66 in den Steuerraum 88 abgeführt werden. Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, wird durch die Strömungsdrossel 67 bestimmt.When the valve element 44 moves, the valve ball 70 is still pressed against the valve seat 68 by the compression spring 72 at the first moment, so that the second flow space 64 still remains separated from the flow channel 66 . However, in the course of the opening movement of the valve element 44 , the compression spring 72 comes into contact with the holding lugs 78 , as a result of which the stroke of the valve ball 70 is limited. The valve ball 70 thus lifts off the valve seat 68 and connects the second flow chamber 64 to the control chamber 88 via the flow channel 66 . As a result, at least part of the pressure in the second flow chamber 64 can be discharged through the flow channel 66 into the control chamber 88 . The speed at which this happens is determined by the flow restrictor 67 .

Je nach Art der Strömungsdrossel 67 baut sich im zweiten Strömungsraum 64 mehr oder weniger schnell ein Druck auf. Entsprechend liegt an der unteren axialen Endfläche 50 des Ventilelements 44 sowie an der ersten schrägen Ringfläche 52 eine mehr oder weniger große zusätzliche hydraulische Kraft an, welche die Öffnungsbewegung des Ventilelements 44 unterstützt.Depending on the type of flow restrictor 67 , pressure builds up more or less quickly in the second flow space 64 . Correspondingly, a more or less large additional hydraulic force is applied to the lower axial end surface 50 of the valve element 44 and to the first oblique ring surface 52 , which supports the opening movement of the valve element 44 .

In Fig. 4 sind verschiedene Verläufe einer Öffnungskraft F über einem Hub h des Ventilelements 44 dargestellt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann bei einem großen Querschnitt der Strömungsdrossel 67 und einem mehr oder weniger ungehinderten Strömen des Kraftstoffs vom zweiten Strömungsraum 64 in den Steuerraum 88 die in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 102 gekennzeichnete flache Kraft-Hubkurve erzielt werden. Mit einem mittleren Durchmesser der Strömungsdrossel 67 kann die Kraft-Hubkurve 104 in Fig. 4 erzielt werden. Ein kleiner Durchmesser der Strömungsdrossel 67 führt schließlich zu der mit 106 bezeichneten Kurve in Fig. 4. Man sieht aus Fig. 4, dass der Kraftsprung während des Öffnungsvorgangs des Ventilelements 44 umso größer ist, je kleiner der Durchmesser der Strömungsdrosssel 67 ist. Dies bedeutet, dass die Auswirkungen von Fertigungstoleranzen einerseits der Dichtkante 54 und andererseits des Ventilsitzes 58 umso geringer sind, je größer der Durchmesser der Strömungsdrossel 67 ist.In Fig. 4 shows various curves of an opening force F over a stroke h of the valve member 44 shown. As can be seen from FIG. 4, with a large cross section of the flow restrictor 67 and a more or less unimpeded flow of the fuel from the second flow chamber 64 into the control chamber 88, the flat force stroke curve identified by the reference symbol 102 in FIG. 4 can be achieved. The force-lifting curve 104 in FIG. 4 can be achieved with an average diameter of the flow restrictor 67 . A small diameter of the flow restrictor 67 finally leads to the curve denoted by 106 in FIG. 4. It can be seen from FIG. 4 that the smaller the diameter of the flow restrictor 67 , the greater the jump in force during the opening process of the valve element 44 . This means that the effects of production tolerances on the one hand the sealing edge 54 and the other part of the valve seat 58 are the lower, the greater is the diameter of the flow restrictor 67th

Nun wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der das untere Ende eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel tragen solche Bereiche und Elemente, welche äquivalente Funktionen zu Bereichen und Elementen des in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass sich das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel von dem im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel nur im Bereich des Einspritzkegels 60 unterscheidet:
Anstelle einer Ventilkugel ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 ein Verschlusszapfen 70 an die Wand des Einspritzkegels 60 angeformt. Möglich ist auch eine Verschraubung oder sonstige starre Befestigung. Der Verschlusszapfen 70 ertreckt sich koaxial zum Ventilelement 44 und trägt an seinem dem Ventilelement 44 zugewandten Ende eine kegelige Ausbildung, durch welche eine Dichtkante 71 gebildet wird. Der Verschlusszapfen 70 ist dabei aus einem elastischen Material hergestellt, welches weicher ist als jenes Material, aus dem das Ventilelement 44 und der Düsenkörper 34 hergestellt sind. Die Länge des Verschlusszapfens 70 ist so bemessen, dass bei geschlossenem Ventilelement 44 die Dichtkante 71 am Verschlusszapfen 70 abdichtend am Ventilsitz 68 am unteren Ende des Strömungskanals 66 anliegt.Referring now to FIG. 5, the lower end of a second embodiment of a fuel injector 24 is shown. In this exemplary embodiment, those areas and elements which have functions equivalent to areas and elements of the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 4 have the same reference symbols. They are not explained in detail again. In addition, it is pointed out that the exemplary embodiment shown in FIG. 5 differs from the exemplary embodiment described in connection with FIGS. 1 to 4 only in the area of the injection cone 60 :
Instead of a valve ball, in the exemplary embodiment of a fuel injection device 24 shown in FIG. 5, a closure pin 70 is formed on the wall of the injection cone 60 . A screw connection or other rigid attachment is also possible. The closure pin 70 extends coaxially to the valve element 44 and has a conical configuration at its end facing the valve element 44 , by which a sealing edge 71 is formed. The closure pin 70 is made of an elastic material that is softer than the material from which the valve element 44 and the nozzle body 34 are made. The length of the closure pin 70 is dimensioned such that when the valve element 44 is closed, the sealing edge 71 on the closure pin 70 lies sealingly on the valve seat 68 at the lower end of the flow channel 66 .

Die Funktionsweise der in Fig. 5 dargestellten Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 ist analog zu der oben beschriebenen Funktionsweise: Wenn das Ventilelement 44 sich so bewegt, dass die Dichtkante 54 vom Ventilsitz 58 abhebt, hebt auch die Dichtkante 71 am Verschlusszapfen 70 vom entsprechenden Ventilsitz 78 am unteren Ende des Strömungskanals 66 im Ventilelement 44 ab. Der Vorteil der in Fig. 5 dargestellten Variante der Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 24 liegt darin, dass der zweite Strömungsraum 64 vergleichsweise klein ausfallen kann, so dass das Schadvolumen, also jenes Kraftstoffvolumen, welches bei geschlossenem Ventilelement 44 aus dem zweiten Strömungsraum 64 in den Brennraum 26 der Brennkraftmaschine 10 gelangen kann, ebenfalls klein ist.The mode of operation of the fuel injection device 24 shown in FIG. 5 is analogous to the mode of operation described above: If the valve element 44 moves in such a way that the sealing edge 54 lifts off the valve seat 58 , the sealing edge 71 on the closure pin 70 also lifts off the corresponding valve seat 78 lower end of the flow channel 66 in the valve element 44 . The advantage of the variant of the fuel injection device 24 shown in FIG. 5 lies in the fact that the second flow space 64 can be comparatively small, so that the damage volume, that is the fuel volume, which from the second flow space 64 into the combustion chamber 26 when the valve element 44 is closed the engine 10 can reach, is also small.

In Fig. 6 ist nochmals eine dritte Variante einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung 24 dargestellt. Auch hier gilt, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen der obigen Ausführungsbeispiele aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind.In Fig. 6 shows a third variant of a fuel injection device 24 is shown again. It also applies here that elements and areas which have functions equivalent to elements and areas of the above exemplary embodiments have the same reference symbols and are not explained again in detail.

Im Unterschied zu den obigen Ausführungsbeispielen ist das Ventilelement 44 in Fig. 6 zweiteilig ausgebildet. In einem in Fig. 6 unteren Endteil 44b des Ventilelements 44 ist eine Stufenbohrung 66b vorhanden. In deren oberem Teil ist ein Gewinde vorhanden, mit dem das Endteil 44b mit dem Oberteil 44a verschraubt ist. Im unteren Abschnitt des Endteils 44b ist eine Ventilkugel 70 aufgenommen, welche von einer Druckfeder 72 gegen einen Ventilsitz 68 beaufschlagt wird. Die Druckfeder 72 stützt sich an einem Absatz am oberen Teil 44a des Ventilelements 44 ab. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der zweite Strömungsraum 64 ebenfalls relativ klein bauen, und die Strömungsverhältnisse im zweiten Strömungsraum 64 sind nicht durch dort vorhandene Elemente gestört.In contrast to the above exemplary embodiments, the valve element 44 in FIG. 6 is formed in two parts. In a lower in Fig. 6 44 end portion 44 b of the valve element is a stepped bore 66 b exist. In the upper part there is a thread with which the end part 44 b is screwed to the upper part 44 a. In the lower section of the end part 44 b, a valve ball 70 is received, which is acted upon by a compression spring 72 against a valve seat 68 . The compression spring 72 is supported on a shoulder on the upper part 44 a of the valve element 44 . In this embodiment, the second flow space 64 can also be made relatively small, and the flow conditions in the second flow space 64 are not disturbed by elements present there.

Claims

1. Fuel injection device ( 24 ), in particular injector for internal combustion engines with direct injection, with a housing ( 32 ) which comprises a recess ( 38 ) and at least one fuel outlet opening ( 62 ), with a valve element ( 44 ) which in the Recess ( 38 ) is arranged and cooperates with a valve seat ( 58 ), and with a fluid connection ( 100 ), which connects a high pressure connection ( 23 ) with a first flow space ( 49 ) which is arranged immediately upstream of the valve seat ( 58 ) and which is of a first Pressure area ( 56 ) of the valve element ( 44 ) is limited, with a second flow space ( 64 ) formed downstream of the valve seat ( 58 ), which is delimited by a second pressure area ( 50 , 52 ) of the valve element ( 44 ), with a second fluid connection ( 66 ), which leads from the second flow space ( 64 ) to a relief area ( 88 ), and with a relief valve device ( 70 ), which blocks the second fluid connection ( 66 ) when the valve element ( 44 ) is closed and releases it when the valve element ( 44 ) is open, characterized in that the relief valve device comprises a valve part ( 70 ) which interacts with the valve element ( 44 ) and which consists of a prestressing element ( 72 ) is applied.

2. Fuel injection device ( 24 ) according to claim 1, characterized in that a flow restrictor ( 67 ) is arranged in the second fluid connection ( 66 ).

3. Fuel injection device ( 24 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the second fluid connection ( 66 ) is formed in the valve element ( 44 ), the relief valve device ( 70 ) to the relief area ( 88 ) blocks and the biasing element ( 72 ) is supported at least indirectly on the housing ( 32 ), the maximum stroke of the valve part ( 70 ) of the relief valve device being smaller than the maximum stroke of the valve element ( 44 ).

4. Fuel injection device ( 24 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second fluid connection ( 66 ) is formed in the valve element ( 44 ), the relief valve device ( 70 ) to the second flow chamber ( 64 ) blocks, and the biasing element ( 72 ) is supported on a shoulder which is present in the second fluid connection ( 66 ) in the valve element ( 44 ).

5. Fuel injection device ( 24 ) according to one of claims 3 or 4, characterized in that an intermediate element ( 74 ) is arranged between the biasing element ( 72 ) and the housing ( 32 ) or the shoulder.

6. Fuel injection device ( 24 ), in particular injector for internal combustion engines with direct injection, with a housing ( 32 ) which comprises a recess ( 38 ) and at least one fuel outlet opening ( 62 ), with a valve element ( 44 ) which in the Recess ( 38 ) is arranged and cooperates with a valve seat ( 58 ), and with a fluid connection ( 100 ), which connects a high pressure connection ( 23 ) with a first flow space ( 49 ) which is arranged immediately upstream of the valve seat ( 58 ) and which is of a first Pressure area ( 56 ) of the valve element ( 44 ) is limited, with a second flow space ( 64 ) formed downstream of the valve seat ( 58 ) and which is delimited by a second pressure area ( 50 , 52 ) of the valve element ( 44 ), with a second fluid connection ( 66 ), which leads from the second flow space ( 64 ) to a relief area ( 88 ), and with a relief valve device ( 70 ), which blocks the second fluid connection ( 66 ) when the valve element ( 44 ) is closed and releases it when the valve element ( 44 ) is open, characterized in that the relief valve device ( 70 ) is a closure part fixed to the housing, formed by a pin ( 70 ) or a sleeve, which closes the second fluid connection ( 66 ) when the valve element ( 44 ) is closed.

7. Fuel injection device ( 24 ) according to claim 6, characterized in that the closure part ( 70 ) is made of an elastic material which is softer than the material or materials from which the housing ( 32 ) and the valve element ( 44 ) is produced.

8. Fuel injection device ( 24 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a control chamber, with which the movement of the valve element ( 44 ) is controlled, serves as a relief region ( 88 ).

9. Fuel system ( 12 ) with a fuel tank ( 14 ), with at least one fuel injection device ( 24 ) which injects the fuel directly into the combustion chamber ( 26 ) of an internal combustion engine ( 10 ), with at least one high-pressure fuel pump ( 18 ), and with a fuel collecting line ( 20 ) to which the fuel injection device ( 24 ) is connected, characterized in that the fuel injection device ( 24 ) is designed according to one of Claims 1 to 8.

10. Internal combustion engine ( 10 ) with at least one combustion chamber ( 26 ) into which the fuel is injected directly, characterized in that it has a fuel system ( 12 ) according to claim 9.