DE102004060180B4 - Nozzle assembly and injector - Google Patents
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Abstract
Düsenbaugruppe
mit
– einem
Düsenkörper (2),
der eine Ausnehmung (14) hat, deren Wandung in einem Bereich einer
Düsenkuppe
(26) einen Sitzbereich (22) bildet, wobei jedes Einspritzloch einer
ersten Einspritzlochreihe, die mindestens ein erstes Einspritzloch
(24) umfasst, die Düsenkuppe
(26) von dem Sitzbereich (22) nach außen durchdringt,
– einer
ersten Düsennadel
(12), die in der Ausnehmung (14) angeordnet ist, die eine. Düsennadelausnehmung
(16) hat, die von einem dem Sitzbereich zugewandten axialen Endbereich
der ersten Düsennadeln
(12) diese axial eindringt, und die erste Düsennadel (12) in einer Schließposition
der ersten Düsennadel
(12) einen Fluidfluss durch jedes Einspritzloch der ersten Einspritzlochreihe
unterbindet durch eine dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich (22)
radial nach außen
und nach innen bezüglich
der ersten Einspritzlochreihe und den Fluidfluss ansonsten freigibt,
dadurch gekennzeichnet
– dass
eine Trennhülse
(64) an einem inneren Mantelbereich (68) geführt ist, der in einer Wandung
der Düsennadelausnehmung
(16) ausgebildet...Nozzle assembly with
A nozzle body (2) having a recess (14) whose wall forms a seating area (22) in a region of a nozzle tip (26), each injection hole of a first injection hole row comprising at least one first injection hole (24) Nozzle tip (26) penetrates outwardly from the seating area (22),
- A first nozzle needle (12) which is arranged in the recess (14), the one. Düsennadelausnehmung (16), which penetrates from an axially facing the seating area axial end portion of the first nozzle needles (12) axially, and the first nozzle needle (12) in a closed position of the first nozzle needle (12) prevents fluid flow through each injection hole of the first injection hole series a sealing coupling with the seat area (22) radially outwardly and inwardly with respect to the first injection hole row and the fluid flow otherwise releases, characterized
- That a separating sleeve (64) is guided on an inner jacket portion (68) formed in a wall of the nozzle needle recess (16) ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Düsenbaugruppe, die geeignet ist zum Zumessen von Fluid, insbesondere von Kraftstoff, und ein Einspritzventil mit der Düsenbaugruppe.The The invention relates to a nozzle assembly which suitable for metering fluid, in particular fuel, and an injector with the nozzle assembly.
Immer strengere gesetzliche Vorschriften bezüglich der zulässigen Schadstoff-Emissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch die die Schadstoff-Emissionen gesenkt werden. Ein Ansatzpunkt hierbei ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schadstoff-Emissionen zu senken. Ein anderer Ansatzpunkt ist, die von der Brennkraftmaschine erzeugten Emissionen mittels Abgasnachbehandlungssystemen in unschädliche Stoffe umzuwandeln. Die Bildung von Ruß ist stark abhängig von der Aufbereitung des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Um eine entsprechend verbesserte Gemischaufbereitung zu erreichen, wird Kraftstoff zunehmend unter sehr hohem Druck zugemessen. Im Falle von Diesel-Brennkraftmaschinen betragen die Kraftstoffdrücke bis zu 2000 bar.always Stricter legal regulations regarding permissible pollutant emissions of internal combustion engines, which are arranged in motor vehicles, make it necessary to carry out various measures that pollutant emissions are lowered. A starting point here is the pollutant emissions generated by the internal combustion engine to lower. Another starting point is that of the internal combustion engine emissions generated by exhaust aftertreatment systems into harmless substances convert. The formation of soot is strongly dependent from the preparation of the air / fuel mixture in the respective Cylinder of the internal combustion engine. To a correspondingly improved To achieve mixture preparation, fuel is increasingly under metered very high pressure. In the case of diesel internal combustion engines amount to the fuel pressures up to 2000 bar.
Ferner sind sogenannte Registerdüsen-Einspritzventile bekannt geworden mit zwei Einspritzdüsen-Kreisen und diesen zugeordneten ersten und zweiten Düsennadeln, mittels derer ein stufenweises Öffnen bzw. Schließen der einzelnen Einspritzdüsen-Kreise möglich ist.Further are so-called register nozzle injectors become known with two injector circles and these associated first and second nozzle needles, by means of which a gradual opening or Close the individual injector circuits is possible.
So
ist aus der
Aus
der
Aus
der
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Düsenbaugruppe und ein Einspritzventil zu schaffen, die einen zuverlässigen und präzisen Betrieb ermöglichen.The The object of the invention is a nozzle assembly and an injection valve to create a reliable one and precise Enable operation.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The Task is solved by the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich aus gemäß eines ersten und zweiten Aspekts durch eine Düsenbaugruppe mit einem Düsenkörper, der eine Ausnehmung hat, deren Wandung in einem Bereich einer Düsenkuppe einen Sitzbereich bildet. Jedes Einspritzloch einer ersten Einspritzlochreihe, die mindestens ein erstes Einspritzloch umfasst, durchdringt die Düsenkuppe von dem Sitzbereich nach außen. Eine erste Düsennadel ist in der Ausneh mung angeordnet. Die erste Düsennadel hat eine Düsennadelausnehmung, die von einem dem Sitzbereich zugewandten axialen Endbereich der ersten Düsennadel in diese axial eindringt. Die erste Düsennadel unterbindet in einer Schließposition der ersten Düsennadel einen Fluidfluss durch jedes Einspritzloch der ersten Einspritzlochreihe durch eine dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich radial nach außen und nach innen bezüglich der ersten Einspritzlochreihe. Sie gibt den Fluidfluss ansonsten frei. Eine Trennhülse ist der ersten Düsennadel zugeordnet. Gemäß des ersten Aspekts ist die Trennhülse an einem inneren Mantelbereich geführt, der in einer Wandung der Düsennadelausnehmung ausgebildet ist. Die Trennhülse hat mindestens eine Klemmausnehmung, die sich von einem axial dem Sitzbereich abgewandten Ende der Trennhülse in axialer Richtung in die Trennhülse hinein erstreckt. Die mindestens eine Klemmausnehmung und ein innerer Spalt zwischen der Trennhülse und dem inneren Mantelbereich sind so ausgebildet, dass bei einem Betriebsdruck des Fluids die Trennhülse klemmend mit der ersten Düsennadel gekoppelt ist. Bei einem Ruhedruck des Fluids ist die Trennhülse relativ zu der ersten Düsennadel bewegbar. Die Trennhülse ist mit ihrem Endbereich in der Schließposition der ersten Düsennadel dichtend gegen den Sitzbereich gepresst und zwar gemäß des ersten Aspekts in einem Bereich radial nach innen bezüglich der ersten Einspritzlochreihe.The invention is characterized according to a first and second aspect by a nozzle assembly having a nozzle body having a recess whose wall forms a seating area in a region of a nozzle tip. Each injection hole of a first injection hole row, which includes at least a first injection hole, penetrates the nozzle tip from the seat portion to the outside. A first nozzle needle is arranged in the Ausneh determination. The first nozzle needle has a nozzle groove lausnehmung, which penetrates from an axially facing the seating area axial end portion of the first nozzle needle in this. The first nozzle needle, in a closed position of the first nozzle needle, inhibits fluid flow through each injection hole of the first injection hole row by sealingly coupling with the seating portion radially outwardly and inwardly of the first injection hole row. It otherwise releases the fluid flow. A separating sleeve is assigned to the first nozzle needle. According to the first aspect, the separating sleeve is guided on an inner jacket region, which is formed in a wall of the nozzle needle recess. The separating sleeve has at least one clamping recess, which extends from an axially remote from the seating area end of the separating sleeve in the axial direction into the separating sleeve. The at least one clamping recess and an inner gap between the separating sleeve and the inner jacket region are designed so that the isolating sleeve is coupled in a clamping manner to the first nozzle needle at an operating pressure of the fluid. At a static pressure of the fluid, the separating sleeve is movable relative to the first nozzle needle. The separating sleeve is sealingly pressed with its end portion in the closed position of the first nozzle needle against the seating area according to the first aspect in a region radially inwardly with respect to the first injection hole row.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass bei einem geeigneten Spaltmaß des inneren Spalts durch eine Drosselwirkung des inneren Spalts ein Druckabfall in dem inneren Spalt in axialer Richtung hin zu dem Sitzbereich erfolgt. Durch die geeignete Ausbildung der mindestens einen Klemmausnehmung wird eine Spaltaufweitung bei hohem Fluiddruck, also beispielsweise bei dem Betriebsdruck, vermieden. Mit zunehmendem Abstand von dem Ende entlang der axialen Erstreckung der mindestens einen Klemmausnehmung kann der innere Spalt sogar bei hohem Fluiddruck zunehmend verengt werden. So ist eine erhöhte Drosselwirkung und somit ein noch stärkerer Druckabfall in dem inneren Spalt die Folge. Kräfte, die radial nach außen bezogen auf eine Mittelachse der Düsenbaugruppe im Bereich der mindestens einen Klemmausnehmung durch den Druck des Fluids hervorgerufen sind, stehen somit mit zunehmender axialer Eindringtiefe des inneren Spalts lediglich geringe entgegenwirkende Kräfte durch den Druck in dem äußeren Spalt entgegen aufgrund des Druckabfalls in dem äußeren Spalt, was dann bei einer geeigneten Bilanz der Kräfte zur Klemmung der Trennhülse bezüglich der ersten Düsennadel führt.The Invention utilizes the knowledge that at a suitable gap of the inner Gaps due to a throttling action of the inner gap, a pressure drop in the inner gap in the axial direction towards the seating area he follows. Due to the suitable design of the at least one clamping recess is a gap widening at high fluid pressure, so for example at the operating pressure, avoided. With increasing distance from the end along the axial extent of the at least one clamping recess For example, the inner gap can be increasingly narrowed even at high fluid pressure. So is an increased Throttling action and thus an even stronger pressure drop in the inner gap the episode. forces the radially outward with respect to a central axis of the nozzle assembly in the region of at least one clamping recess caused by the pressure of the fluid are, thus stand with increasing axial penetration depth of the inner Gaps only small counteracting forces by the pressure in the outer gap due to the pressure drop in the outer gap, which then at a suitable balance of the forces for clamping the separating sleeve in terms of the first nozzle needle leads.
Unter einem Betriebsdruck ist derjenige Druck zu verstehen, der in der Düsennadelausnehmung herrscht, in Betriebszuständen, während derer zumindest zeitweise die erste Düsennadel abwechselnd aus ihrer Schließposition heraus und dann wieder in die Schließposition hinein bewegt wird. Der Ruhedruck stellt sich ein, wenn die Düsenbaugruppe sich außerhalb der Betriebszustände befindet, während derer die erste Düsennadel zumindest zeitweise aus ihrer Schließposition und dann wieder in diese zurückbewegt wird. Dies ist beispielsweise beim Einsatz der Düsenbaugruppe in einer Brennkraftmaschine nach einer gewissen Zeitdauer nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine der Fall.Under An operating pressure is to be understood as the pressure which is in the Düsennadelausnehmung prevails, in operating states, while derer at least temporarily, the first nozzle needle alternately from her closed position out and then moved back into the closed position. The static pressure is set when the nozzle assembly is outside the operating conditions is while derer the first nozzle needle at least temporarily out of its closed position and then back in this moved back becomes. This is for example when using the nozzle assembly in an internal combustion engine after a certain period of time after a shutdown of the internal combustion engine the case.
So kann sich dann die Trennhülse durch auf sie wirkende Kräfte relativ zu der ersten Düsennadel bewegen und sich bei Verschleiß selbsttätig nachstellen. Auf einfache Weise ist so über eine sehr lange Betriebsdauer eine sehr gute Dichtwirkung zwischen der ersten Düsennadel und dem Sitzbereich des Düsenkörpers radial nach außen und nach innen bezüglich der ersten Einspritzlochreihe in der Schließposition der ersten Düsennadel gewährleistet.So can then be the separating sleeve by forces acting on them move relative to the first nozzle needle and adjust automatically when worn. In a simple way is so over a very long service life a very good sealing effect between the first nozzle needle and the seating area of the nozzle body radially outward and inside the first injection hole row in the closed position of the first nozzle needle guaranteed.
Gemäß des zweiten Aspekts ist die Trennhülse an einem äußeren Mantelbereich der ersten Düsennadel geführt ausgebildet ist. Gemäß des zweiten Aspekts sind die mindestens eine Klemmausnehmung und ein äußerer Spalt zwischen der Trennhülse und dem äußeren Mantelbereich so ausgebildet, dass bei einem Betriebsdruck des Fluids die Trennhülse klemmend mit der ersten Düsennadel gekoppelt ist. Bei einem Ruhedruck des Fluids ist die Trennhülse relativ zu der ersten Düsennadel bewegbar. Die Trennhülse ist mit ihrem Endbereich in der Schließposition der ersten Düsennadel dichtend gegen den Sitzbereich gepresst und zwar gemäß des zweiten Aspekts in einem Bereich radial nach außen bezüglich der ersten Einspritzlochreihe. Die Erkenntnisse und Vorteile bezüglich des ersten Aspekts der Erfindung korrespondieren zu denen des zweiten Aspekts der Erfindung.According to the second Aspect is the separation sleeve on an outer jacket area the first nozzle needle guided is trained. According to the second Aspect are the at least one clamping recess and an outer gap between the separating sleeve and the outer jacket area designed such that at an operating pressure of the fluid, the separating sleeve clamped with the first nozzle needle is coupled. At a static pressure of the fluid, the separating sleeve is relative to the first nozzle needle movable. The separating sleeve is with its end in the closed position of the first nozzle needle sealingly pressed against the seating area, according to the second Aspect in a region radially outward with respect to the first injection hole row. The findings and advantages with respect to the first aspect of the invention correspond to those of the second aspect of the invention.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe ist die Klemmausnehmung eine Ringnut. Die Ringnut ist einfach herstellbar und es kann bei dem Betriebsdruck des Fluids eine sehr gute Klemmwirkung erreicht werden. Die Klemmausnehmung kann sich radial nach innen bis hin zu einer Mittelachse der Düsenbaugruppe erstrecken.In an advantageous embodiment of the nozzle assembly is the clamping recess an annular groove. The ring groove is easy to produce and it can at the operating pressure of the fluid reaches a very good clamping effect become. The clamping recess may extend radially inwards to a center axis of the nozzle assembly extend.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe sind Klemmlöcher als Klemmausnehmungen um den Umfang der Trennhülse verteilt. Auch auf diese Weise kann eine gute Klemmwirkung erreicht werden, weil der Druck des Fluids dem Betriebsdruck des Fluids entspricht.In a further advantageous embodiment of the nozzle assembly are clamping holes as Clamping recesses distributed around the circumference of the separating sleeve. Also on this Way, a good clamping effect can be achieved because of the pressure of the fluid corresponds to the operating pressure of the fluid.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe umfasst sie eine Trennhülsenfeder, die so mit der Trennhülse gekoppelt ist, dass sie auf die Trennhülse eine Kraft ausübt, die hin zu dem Sitzbereich gerichtet ist. Auf diese Weise kann einfach sichergestellt werden, dass in der Schließposition der ersten Düsennadel auch bei herrschendem Ruhedruck des Fluids eine dichtende Kopplung zwischen der Trennhülse und der Sitzfläche des Düsenkörpers gewährleistet ist.According to a further advantageous embodiment of the nozzle assembly, it comprises a separating sleeve spring which is coupled to the separating sleeve in such a way that it exerts a force on the separating sleeve which is directed towards the seating region. To this It can be easily ensured that in the closed position of the first nozzle needle, even with prevailing static pressure of the fluid, a sealing coupling between the separating sleeve and the seat of the nozzle body is ensured.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die erste Düsennadel einen Absatz hat, auf dem sich die Trennhülsenfeder abstützt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Abstützung der Trennhülsenfeder.In In this context, it is advantageous if the first nozzle needle has a paragraph on which the separator sleeve spring is supported. This allows a particularly simple support the separating sleeve spring.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe ist eine Dichtkante in dem Sitzbereich des Düsenkörpers so ausgebildet, dass sie in der Schließposition der ersten Düsennadel gekoppelt ist mit der Trennhülse.In A further advantageous embodiment of the nozzle assembly is a sealing edge in the seating area of the nozzle body so designed to be in the closed position of the first nozzle needle coupled with the separating sleeve.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe gemäß des ersten Aspekts der Erfindung sind die Trennhülse und der Sitzbereich so ausgebildet, dass die dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich radial nach innen in einem inneren radialen Endbereich der Trennhülse erfolgt. Auf diese Weise kann eine sehr gute Dichtwirkung erreicht werden, da der Druck, der durch das Fluid hervorgerufen ist, so nur zu einem geringen Flächenanteil entgegen der Richtung hin zu dem Sitzbereich auf die Trennhülse einwirkt. Dies ist umso deutlicher ausgeprägt, je weiter radial innen die dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich erfolgt.According to one further advantageous embodiment of the nozzle assembly according to the first Aspect of the invention are the separating sleeve and the seating area so formed that the sealing coupling with the seating area radially takes place inwardly in an inner radial end region of the separating sleeve. In this way, a very good sealing effect can be achieved because the pressure that is caused by the fluid, so only one small proportion of area counteracts the direction towards the seating area on the separating sleeve. This is all the more pronounced the further radially inward the sealing coupling with the seating area he follows.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe gemäß des zweiten Aspekts der Erfindung sind die Trennhülse und der Sitzbereich so ausgebildet, dass die dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich radial nach außen in einem äußeren radialen Endbereich der Trennhülse erfolgt. Auf diese Weise kann eine sehr gute Dichtwirkung erreicht werden, da der Druck, der durch das Fluid hervorgerufen ist, so nur zu einem geringen Flächenanteil entgegen der Richtung hin zu dem Sitzbereich auf die Trennhülse einwirkt. Dies ist umso deutlicher ausgeprägt, je weiter radial außen die dichtende Kopplung mit dem Sitzbereich erfolgt.According to one further advantageous embodiment of the nozzle assembly according to the second aspect The invention relates to the separating sleeve and the seating area is formed so that the sealing coupling with the seating area radially outward in an outer radial End region of the separating sleeve he follows. In this way, a very good sealing effect can be achieved because the pressure caused by the fluid is so only to a small proportion of area counteracts the direction towards the seating area on the separating sleeve. This is all the more pronounced the farther radially outward the sealing coupling takes place with the seating area.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Düsenbaugruppe ist das Material der Trennhülse elastischer als das der ersten Düsennadel. Auf die Weise wirkt eine geringere Kraft in der Schließposition auf die Trennhülse und damit auf die Klemmfläche.According to one Another advantageous embodiment of the nozzle assembly is the material the separating sleeve more elastic than that of the first nozzle needle. In this way, a smaller force acts in the closed position on the separating sleeve and thus on the clamping surface.
Gemäß eines dritten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Einspritzventil mit einem Injektorgehäuse und der Düsenbaugruppe, wobei das Injektorgehäuse mit der Düsenbaugruppe gekoppelt ist. Die Vorteile korrespondieren mit der erfindungsgemäßen Düsenbaugruppe und deren vorteilhaften Ausgestaltung.According to one third aspect, the invention is characterized by an injection valve with an injector housing and the nozzle assembly, the injector housing with the nozzle assembly is coupled. The advantages correspond to the nozzle assembly according to the invention and its advantageous embodiment.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings. It demonstrate:
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.elements same construction or function are cross-figurative with the same Reference number marked.
Ein
Einspritzventil (
Die
Wandung der Ausnehmung
In
einer Schließposition
der äußeren Düsennadel
Angrenzend
an eine Kontaktfläche
der äußeren Düsennadel
Bevorzugt
ist die Hochdruckbohrung
Alternativ
ist die Hochdruckbohrung
Eine
Düsenbaugruppe,
die den Düsenkörper
Dem
Steuerventil
Angrenzend
an eine Kontaktfläche
der äußeren Düsennadel
Die
jeweilige Position der äußeren Düsenfeder
hängt ab
von Kräften,
die auf sie wirken. Eine erste, schließend wirkende Kraft wird durch
eine erste Düsenfeder
Die
Position der inneren Düsennadel
Die
Düsenbaugruppe
ist mittels einer Düsenspannmutter
Eine
Trennhülse
Die
mindestens eine Klemmausnehmung
Dazu
ist beispielsweise die als Ringnut
Der
Schwellenwert des Drucks hängt
ab von der Ausbildung der mindestens einen Klemmausnehmung
Bevorzugt
ist ein Absatz
Die
Trennhülse
Befindet
sich die äußere Düsennadel
Gegebenenfalls
kann auf die Trennhülsenfeder
Die
Klemmausnehmung
Die
mindestens eine Klemmausnehmung
Bevorzugt
ist das Material der Trennhülse
Alternativ
können
ferner die erste und/oder zweite Dichtkante
In
Claims (11)
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- 2004-12-14 DE DE200410060180 patent/DE102004060180B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |