Die
Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
nach der Gattung des Anspruchs 1.The
The invention is based on a fuel injection device for an internal combustion engine
according to the preamble of claim 1.
Eine
solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 100 38 996 A bekannt.
Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist einen Kraftstoffinjektor
mit einem Injektorkörper
auf, mit dem ein Anschlußstutzen
für eine
Kraftstoffhochdruckleitung verbunden ist. Durch den Anschlußstutzen
und den Injektorkörper
strömt
unter Hochdruck stehender Kraftstoff. Zwischen dem Anschlußstutzen
und dem Injektorkörper ist
eine Dichtscheibe angeordnet, die in ihrem zentralen Bereich eine Öffnung zum
Durchtritt des Kraftstoffs aufweist und die mit ihrem Randbereich
zwischen dem Anschlußstutzen
und dem Injektorkörper eingespannt
ist. Um eine sichere Abdichtung zwischen dem Anschlußstutzen
und dem Injektorkörper zu
erreichen ist eine sehr große
Anpresskraft erforderlich, wobei die Dichtscheibe stark radial verformt wird,
so dass unter Umständen
der Querschnitt der Öffnung
im zentralen Bereich der Dichtscheibe verringert wird, so dass die
Kraftstoffströmung
behindert wird. Außerdem
kann es bei der starken Verformung der Dichtscheibe zu Materialablösungen,
beispielsweise in Form von Spänen
kommen, die dann in den Kraftstoffinjektor gelangen und dessen Funktion
beeinträchtigen
oder diesen beschädigen
können.Such a fuel injection device is characterized by the DE 100 38 996 A known. This fuel injection device has a fuel injector with an injector body, with which a connecting piece for a high-pressure fuel line is connected. Through the connecting piece and the injector flows under high pressure fuel. Between the connecting piece and the injector body, a sealing disc is arranged, which has an opening for the passage of the fuel in its central region and which is clamped with its edge region between the connecting piece and the injector body. In order to achieve a secure seal between the connection piece and the injector body, a very large contact force is required, wherein the sealing disk is strongly deformed radially, so that under certain circumstances, the cross section of the opening in the central region of the sealing disc is reduced, so that the flow of fuel is hindered. In addition, material deformation, for example in the form of chips, can occur during the severe deformation of the sealing disk, which can then enter the fuel injector and impair its function or damage it.
Vorteile der
ErfindungAdvantages of
invention
Die
erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 hat demgegenüber
den Vorteil, dass die Dichtscheibe weniger stark radial verformt
wird, da diese eine größere Steifigkeit
aufweist, so dass es zu keinen Materialablösungen kommt. Außerdem findet
eine radiale Verformung im wesentlichen im Randbereich der Dichtscheibe
statt, während
im zentralen Bereich eine Verformung in axialer Richtung ermöglicht ist,
so dass die Größe der Öffnungen
im zentralen Bereich der Dichtscheibe nicht verringert wird und
die Kraftstoffströmung
nicht behindert wird.The
Fuel injection device according to the invention
with the features according to claim
1 has in contrast
the advantage that the sealing disc less radially deformed
will, as these have greater rigidity
so that there are no material separations. Also finds
a radial deformation substantially in the edge region of the sealing disc
instead of while
in the central area a deformation in the axial direction is possible,
so the size of the openings
in the central area of the sealing disc is not reduced and
the fuel flow
not hindered.
In
den abhängigen
Ansprüchen
sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung
angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch
2 ermöglicht
eine Verzweigung der Kraftstoffströmung in wenigstens einem der
Bauteile, wobei sichergestellt ist, dass der Kraftstoffdurchfluss
durch beide Strömungskanäle durch
die Dichtscheibe nicht behindert wird.In
the dependent
claims
are advantageous embodiments and refinements of the fuel injection device according to the invention
specified. The training according to claim
2 allows
a branch of the fuel flow in at least one of
Components, while ensuring that the fuel flow
through both flow channels
the sealing disc is not obstructed.
Zeichnungdrawing
Zwei
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
für eine Brennkraftmaschine
in schematischer Darstellung, 2 in vergrößerter Darstellung
einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt
eines Kraftstoffinjektors der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel, 3 eine Dichtscheibe des
Kraftstoffinjektors in einem Querschnitt entlang Linie III-III in 2 und 4 den
Ausschnitt II des Injektors gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel.Two embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation, 2 in an enlarged view a in 1 labeled II section of a fuel injector of the fuel injection device according to a first embodiment, 3 a gasket of the fuel injector in a cross section along line III-III in 2 and 4 the detail II of the injector according to a second embodiment.
Beschreibung
der Ausführungsbeispieledescription
the embodiments
In 1 ist
eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise
eine selbstzündende
Brennkraftmaschine und weist mehrere Zylinder auf. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
weist eine Förderpumpe 10 auf,
durch die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 zu einer Hochdruckpumpe 14 gefördert wird.
Durch die Hochdruckpumpe 14 wird Kraftstoff unter Hochdruck
in einen Hochdruckspeicher 16 gefördert. Mit dem Hochdruckspeicher 16 sind über Hochdruckleitungen 18 an
den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 20 verbunden.
Jeder Injektor 20 weist ein Steuerventil 22 auf,
mittels dem ein ebenfalls einen Teil des Injektors 20 bildendes
Kraftstoffeinspritzventil 24 zu einer Kraftstoffeinspritzung
geöffnet
werden kann bzw. zur Beendigung einer Kraftstoffeinspritzung geschlossen
werden kann. Die Steuerventile 22 der Injektoren 20 sind
mit einer elektronischen Steuereinrichtung 26 verbunden
und werden durch diese abhängig
von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine angesteuert.In 1 a fuel injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle is shown. The internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine and has a plurality of cylinders. The fuel injection device has a feed pump 10 on, through the fuel from a reservoir 12 to a high pressure pump 14 is encouraged. By the high pressure pump 14 Fuel is at high pressure in a high-pressure accumulator 16 promoted. With the high-pressure accumulator 16 are over high pressure lines 18 arranged on the cylinders of the internal combustion engine injectors 20 connected. Every injector 20 has a control valve 22 on, by means of which also a part of the injector 20 forming fuel injector 24 can be opened to a fuel injection or can be closed to complete a fuel injection. The control valves 22 the injectors 20 are with an electronic control device 26 connected and are driven by this depending on operating parameters of the internal combustion engine.
Der
Injektor 20 weist einen mehrteiligen Injektorkörper 28 auf,
in dem an dessen dem Brennraum des Zylinders zugewandtem Endbereich
das Kraftstoffeinspritzventil 24 angeordnet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 24 weist
wenigstens ein Einspritzventilglied 30 auf, das in einer
Bohrung 32 verschiebbar geführt ist. Durch das Einspritzventilglied 30 wird wenigstens
eine, vorzugsweise mehrere über
den Umfang des Injektors 20 verteilt angeordnete Einspritzöffnungen 34 am
in den Brennraum ragenden Ende des Injektorkörpers 28 gesteuert.
Das Einspritzventilglied 30 weist an seinem dem Brennraum zugewandten
Endbereich eine beispielsweise etwa kegelförmige Dichtfläche 36 auf,
die mit einem im Injektorkörper 28 in
dessen dem Brennraum zugewandtem Endbereich ausgebildeten etwa kegelförmigen Ventilsitz 38 zusammenwirkt,
von dem oder nach dem die Einspritzöffnungen 34 abführen. Im
Injektorkörper 28 ist
zwischen dem Einspritzventilglied 30 und der Bohrung 32 zum
Ventilsitz 38 hin ein Ringraum 40 vorhanden, der
in seinem dem Ventilsitz 38 abgewandten Endbereich durch
eine radiale Erweiterung der Bohrung 32 in einen das Einspritzventilglied 30 umgebenden
Druckraum 42 übergeht.
Das Einspritzventilglied 30 weist auf Höhe des Druckraums 42 durch
eine Querschnittsverringerung zu seiner Dichtfläche 36 hin eine Druckschulter 44 auf.
Am dem Brennraum abgewandten Ende des Einspritzventilglieds 30 greift
eine vorgespannte Schließfeder 46 an,
durch die das Einspritzventilglied 30 mit seiner Dichtfläche 36 zum
Ventilsitz 38 hin gedrückt
wird.The injector 20 has a multi-part injector body 28 in, in the end region facing the combustion chamber of the cylinder, the fuel injection valve 24 is arranged. The fuel injector 24 has at least one injection valve member 30 on that in a hole 32 slidably guided. Through the injection valve member 30 is at least one, preferably more over the circumference of the injector 20 distributed injection openings 34 at the end of the injector body projecting into the combustion chamber 28 controlled. The injection valve member 30 has at its end facing the combustion chamber an example, for example, conical sealing surface 36 on that with one in the injector body 28 in which the combustion chamber facing end region formed about conical valve seat 38 cooperates, from or after the injection ports 34 dissipate. In the injector body 28 is between the injection valve member 30 and the hole 32 to the valve seat 38 an annular space 40 present in his the valve seat 38 remote end region by a radial extension of the bore 32 in a the injection valve member 30 surrounding pressure chamber 42 passes. The injection valve member 30 indicates the height of the pressure chamber 42 by a reduction in cross-section to its sealing surface 36 towards a pressure shoulder 44 on. At the end remote from the combustion chamber of the injection valve member 30 engages a preloaded closing spring 46 on, through which the injection valve member 30 with its sealing surface 36 to the valve seat 38 is pressed down.
Im
Injektorkörper 28 ist
außerdem
ein Steuerraum 48 gebildet, der durch das Einspritzventilglied 30 oder
einen mit diesem verbundenen Steuerkolben 50 begrenzt wird,
wobei durch den im Steuerraum 48 herrschenden Druck eine
Kraft in Schließrichtung
auf das Einspritzventilglied 30 erzeugt wird. Die Hochdruckleitung 18 ist
am Injektorkörper 28 angeschlossen
und innerhalb des Injektorkörpers 28 führt eine Zulaufbohrung 52 zum
Druckraum 42. Der Steuerraum 48 ist ebenfalls über eine
Verbindungsbohrung 53 mit der Hochdruckleitung 18 verbunden
und weist außerdem
eine durch das Steuerventil 22 gesteuerte Verbindung 54 mit
einem Entlastungsbereich auf, der beispielsweise ein Rücklauf in
den Vorratsbehälter 12 ist.
Wenn durch das Steuerventil 22 die Verbindung 54 des
Steuerraums 48 mit dem Entlastungsbereich geschlossen ist,
so herrscht im Steuerraum 48 Hochdruck wie im Druckraum 42,
so dass das Einspritzventilglied 30 in seiner Schließstellung
verbleibt und keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt. Wenn das Steuerventil 22 geöffnet wird,
so dass dieses die Verbindung 54 des Steuerraums 48 mit
dem Entlastungsbereich geöffnet
ist, so ist der Steuerraum 48 entlastet und das Einspritzventilglied 30 öffnet infolge des
im Druckraum 42 auf dessen Druckschulter 44 wirkenden
Hochdrucks, so dass Kraftstoff eingespritzt wird. Das Steuerventil 22 kann
einen elektromagnetischen Aktor oder einen piezoelektrischen Aktor
aufweisen.In the injector body 28 is also a control room 48 formed by the injection valve member 30 or a control piston connected to it 50 is limited, whereby by the control room 48 prevailing pressure, a force in the closing direction of the injection valve member 30 is produced. The high pressure line 18 is on the injector body 28 connected and inside the injector body 28 leads an inlet bore 52 to the pressure room 42 , The control room 48 is also via a connection hole 53 with the high pressure line 18 connected and also has a through the control valve 22 controlled connection 54 with a discharge area, for example, a return to the reservoir 12 is. When through the control valve 22 the connection 54 of the control room 48 closed with the discharge area, so prevails in the control room 48 High pressure as in the pressure room 42 so that the injection valve member 30 remains in its closed position and no fuel injection takes place. When the control valve 22 is opened, so this is the connection 54 of the control room 48 is open with the discharge area, so is the control room 48 relieved and the injection valve member 30 opens as a result of the pressure chamber 42 on the pressure shoulder 44 acting high pressure, so that fuel is injected. The control valve 22 may comprise an electromagnetic actuator or a piezoelectric actuator.
In 2 ist
der Injektor 20 ausschnittsweise vergrößert gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt,
wobei insbesondere der Anschluss der Kraftstoffleitung 18 erkennbar
ist. In einem dem Brennraum des Zylinders abgewandten Teil des Injektorkörpers 28 ist
ein hohlzylinderförmiger
Ansatz 60 vorgesehen, der mit einem Innengewinde versehen
ist. In den Ansatz 60 ist ein Anschlußstutzen 62 für die Hochdruckleitung 18 eingeschraubt,
wobei im Anschlußstutzen 62 ein
Strömungskanal 63 verläuft. Die
Zulaufbohrung 52 zum Druckraum 42 und die Verbindungsbohrung 53 zum
Steuerraum 48 münden getrennt
voneinander am Grund 61 des Ansatzes 60 des Injektorkörpers 28 und
bilden somit getrennte Strömungskanäle. Zwischen
dem Grund 61 des Ansatzes 60 und dem Stirnende
des Anschlußstutzens 62 ist
eine Dichtscheibe 64 eingespannt. Die Dichtscheibe 64 ist
in den 2 und 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
dargestellt. Die Dichtscheibe 64 weist einen geschlossenen
Randbereich 66 auf, der einen zentralen Bereich 68 umgibt,
in dem mehrere Öffnungen 70 eingebracht
sind. Die am Randbereich 66 der Dichtscheibe 64 anliegende Stirnseite
des Anschlußstutzens 62 ist
zumindest im wesentlichen eben ausgebildet. Der Grund 61 des Ansatzes 60 ist
zumindest im wesentlichen eben ausgebildet, wobei die Mündungen
der Zulaufbohrung 52 und der Verbindungsbohrung 53 beispielsweise konisch
erweitert sein können.In 2 is the injector 20 shown enlarged in sections according to a first embodiment, in particular the connection of the fuel line 18 is recognizable. In a combustion chamber of the cylinder facing away from the injector body 28 is a hollow cylindrical approach 60 provided, which is provided with an internal thread. In the approach 60 is a connecting piece 62 for the high pressure line 18 screwed in, with the connecting piece 62 a flow channel 63 runs. The inlet bore 52 to the pressure room 42 and the connection hole 53 to the control room 48 lead separately from each other at the bottom 61 of the approach 60 of the injector body 28 and thus form separate flow channels. Between the reason 61 of the approach 60 and the front end of the connecting piece 62 is a gasket 64 clamped. The sealing washer 64 is in the 2 and 3 shown according to a first embodiment. The sealing washer 64 has a closed edge area 66 on top of a central area 68 surrounds in which several openings 70 are introduced. The at the edge area 66 the sealing disc 64 fitting end face of the connecting piece 62 is at least substantially trained. The reason 61 of the approach 60 is at least substantially planar, wherein the mouths of the inlet bore 52 and the connection hole 53 for example, can be conically widened.
Die
Dicke D des Randbereichs 66 der Dichtscheibe 64 ist
gegenüber
der Dicke d des zentralen Bereichs 68 größer. Somit
ist zumindest auf einer Stirnseite der Randbereich 66 der
Dichtscheibe 64 gegenüber
deren zentralem Bereich 68 erhaben ausgebildet. Durch diese
Ausbildung ist der zentrale Bereich 68 der Dichtscheibe 64 mit
axialem Abstand vom Grund 61 des Ansatzes 60 des
Injektorkörpers 28 angeordnet.
Der Übergang
zwischen dem Randbereich 66 und dem zentralen Bereich 68 der
Dichtscheibe 64 kann beispielsweise wie in 2 dargestellt
zumindest annähernd
konisch oder beispielsweise gerundet ausgebildet sein. Die Anzahl
der Öffnungen 70,
deren Anordnung, deren Querschnitte und die Summe der Querschnitte
der Öffnungen 70 sind
derart bestimmt, dass ein vorgegebener Volumenstrom an Kraftstoff
durch diese strömen
kann, wie er für
die Funktion des Kraftstoffinjektors erforderlich ist. Durch die Öffnungen 70 kann
auch eine gezielte Drosselung der Kraftstoffströmung erreicht werden. Die Öffnungen 70 können als
Bohrungen in den zentralen Bereich 68 der Dichtscheibe 64 eingebracht
sein und somit einen runden Querschnitt aufweisen. Alternativ können die Öffnungen 70 auch
einen nichtrunden Querschnitt aufweisen und beispielsweise durch
Stanzen oder auf andere Weise in den zentralen Bereich 68 eingebracht
sein. Die Dichtscheibe 64 besteht aus einem Werkstoff mit
gegenüber
dem Werkstoff des Injektorkörpers 28 und
dem Anschlußstutzen 62,
die vorzugsweise aus Stahl bestehen, geringerer Härte, beispielsweise
Weicheisen, Kupfer oder Messing. Beim Einschrauben des Anschlußstutzens 62 in
den Ansatz 60 des Injektorkörpers 28 wird der
Randbereich 66 der Dichtscheibe 64 elastisch und/oder
plastisch verformt, so dass die erforderliche Abdichtung zwischen
dem Injektorkörper 28 und
dem Anschlußstutzen 62 erreicht
wird. Im zentralen Bereich 68 der Dichtscheibe 64 ist
durch dessen Abstand vom Grund 61 des Ansatzes 60 eine Verformung
in Richtung der Längsachse 65 des
Anschlußstutzens 62 ermöglicht,
so dass dabei die Öffnungen 70 nicht
verformt werden, die erforderlichen Durchströmquerschnitte der Öffnungen 70 erhalten bleiben
und die Kraftstoffströmung
nicht behindert wird.The thickness D of the edge area 66 the sealing disc 64 is opposite to the thickness d of the central area 68 greater. Thus, at least on one end side of the edge region 66 the sealing disc 64 opposite to their central area 68 sublime trained. Through this education is the central area 68 the sealing disc 64 with axial distance from the ground 61 of the approach 60 of the injector body 28 arranged. The transition between the border area 66 and the central area 68 the sealing disc 64 For example, as in 2 shown formed at least approximately conical or rounded, for example. The number of openings 70 , their arrangement, their cross sections and the sum of the cross sections of the openings 70 are determined so that a predetermined volume flow of fuel can flow through them, as it is required for the function of the fuel injector. Through the openings 70 can also be a targeted throttling of the fuel flow can be achieved. The openings 70 can as holes in the central area 68 the sealing disc 64 be introduced and thus have a round cross-section. Alternatively, the openings 70 also have a non-circular cross-section and, for example, by punching or otherwise in the central area 68 be introduced. The sealing washer 64 consists of a material with respect to the material of the injector body 28 and the connecting piece 62 , which are preferably made of steel, lower hardness, such as soft iron, copper or brass. When screwing in the connecting piece 62 in the approach 60 of the injector body 28 becomes the border area 66 the sealing disc 64 elastically and / or plastically deformed, so that the required seal between the injector body 28 and the connecting piece 62 is reached. In the central area 68 the sealing disc 64 is by its distance from the ground 61 of the approach 60 a deformation in the direction of the longitudinal axis 65 of the connecting piece 62 allows, so while doing the openings 70 not be deformed, the required flow area of the openings 70 preserved and the fuel flow is not hindered.
In 4 ist
der Injektor 20 ausschnittsweise gemäß einem zweiten Ausführungbeispiel
dargestellt, bei dem der grundsätzliche
Aufbau gleich ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel, jedoch die Dichtscheibe 164 und
der Injektorkörper 28 modifiziert
sind. Die Dichtscheibe 164 weist den Randbereich 166 und
den zentralen Bereich 168 mit den Öffnungen 170 auf,
wobei die Dichtscheibe 164 eine zumindest annähernd konstante
Dicke aufweist, so dass deren beide Stirnseiten zumindest im wesentlichen
eben ausgebildet sind. Am Grund 161 des Ansatzes 160 ist
eine dem zentralen Bereich 168 der Dichtscheibe 164 gegenüberliegende
Vertiefung 172 eingebracht, in der die Zulaufbohrung 52 und
die Verbindungsbohrung 53 im Injektorkörper 28 münden. Durch
die Vertiefung 172 ist ein axialer Abstand zwischen dem
Grund 161 des Ansatzes 160 und dem zentralen Bereich 68 der
Dichtscheibe 64 geschaffen, der eine Verformung des zentralen
Bereichs 168 der Dichtscheibe 164 in Richtung
der Längsachse 65 des
Anschlußstutzens 62 ermöglicht,
so dass dabei die Öffnungen 170 nicht
verformt werden, die erforderlichen Durchströmquerschnitte der Öffnungen 170 erhalten
bleiben und die Kraftstoffströmung
nicht behindert wird.In 4 is the injector 20 shown in detail according to a second embodiment, in which the basic structure is the same as in the first embodiment, but the sealing washer 164 and the injector body 28 are modified. The sealing washer 164 indicates the edge area 166 and the central area 168 with the openings 170 on, with the gasket 164 has an at least approximately constant thickness, so that the two end faces are formed at least substantially flat. At the bottom 161 of the approach 160 is one of the central area 168 the sealing disc 164 opposite depression 172 introduced, in which the inlet bore 52 and the connection hole 53 in the injector body 28 lead. Through the depression 172 is an axial distance between the ground 161 of the approach 160 and the central area 68 the sealing disc 64 created a deformation of the central area 168 the sealing disc 164 in the direction of the longitudinal axis 65 of the connecting piece 62 allows, so while doing the openings 170 not be deformed, the required flow area of the openings 170 preserved and the fuel flow is not hindered.
Zusätzlich zu
der Hochdruck führenden Kraftstoffleitung 18 kann
am Injektorkörper 28 auch eine
Entlastungskraftstoffleitung 90 angeschlossen sein, durch
die bei geöffnetem
Steuerventil 22 aus dem Steuerraum 48 abgesteuerter
Kraftstoff zumindest mittelbar in den Vorratsbehälter 12 abgeleitet wird.
Außerdem
sind am Injektorkörper 28 elektrische
Leitungen 92 angeschlossen für die Kontaktierung des elektrischen
Aktors des Steuerventils 22.In addition to the high pressure leading fuel line 18 can be on the injector body 28 also a relief fuel line 90 be connected by the open control valve 22 from the control room 48 discarded fuel at least indirectly in the reservoir 12 is derived. In addition, on the injector body 28 electric lines 92 connected for contacting the electrical actuator of the control valve 22 ,
Die
vorstehend bei der Verwendung an einem Injektor 20 beschriebene
Ausführung
der Dichtscheibe 64,164 kann auch bei anderen
Bauteilen einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung verwendet werden, die
unter Zwischenlage der Dichtscheibe miteinander verbunden sind.The above when used on an injector 20 described embodiment of the sealing washer 64 . 164 can also be used in other components of a fuel injection device, which are interconnected with the interposition of the sealing disc.