DE102005057953A1 - Holding down a magnet group in a fuel injector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffinjektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschiane. Der Kraftstoffinjektor (1) umfasst ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung zum Einspritzen des Kraftstoffs freigibt oder verschließt und welches von einer Magnetventilbaugruppe (2) angesteuert wird, wobei das Einspritzventilglied und die Magnetventilbaugruppe (2) in einem mittleren Gehäuseteil (9) eines Injektorgehäuses aufgenommen sind und die Magnetventilbaugruppe (2) mittels eines Niederhalterelementes (31) gegen ein oberes Gehäuseteil (17) des Injektorgehäuses abgestützt ist. Das Niederhalterelement ist unterhalb der Magnetventilbaugruppe (2) angeordnet.The invention relates to a fuel injector (1) for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine. The fuel injector (1) comprises an injection valve member which releases or closes at least one injection opening for injecting the fuel and which is controlled by a solenoid valve assembly (2), the injection valve member and the solenoid valve assembly (2) being received in a central housing part (9) of an injector housing and the solenoid valve assembly (2) is supported against an upper housing part (17) of the injector housing by means of a hold-down element (31). The hold-down element is arranged below the solenoid valve assembly (2).
Description
Stand der TechnikState of technology
Zum Zuführen von Kraftstoff in Brennräume von Verbrennungskraftmaschinen werden Kraftstoffinjektoren eingesetzt. Diese umfassen ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung freigibt oder verschließt, über welche der Kraftstoff in den Brennraum zugemessen wird. Die Ansteuerung des Einspritzventilgliedes erfolgt dabei zum Beispiel über eine Magnetventilbaugruppe oder einen Piezoaktor. Bei Kraftstoffinjektoren mit Magnetventilbaugruppe, wie sie derzeit eingesetzt werden, ist die Magnetventilbaugruppe an dem der mindestens einen Einspritzöffnung gegenüberliegenden Ende des Kraftstoffinjektors angeordnet. Die Verbindung der Magnetventilbaugruppe mit dem Injektorgehäuse erfolgt dabei zum Beispiel mittels einer Überwurfmutter. Der für den Betrieb der Magnetventilbaugruppe erforderliche Restluftspalt wird dabei zum Beispiel durch Distanzringe eingestellt, die zwischen der Magnetventilbaugruppe und dem Injektorgehäuse aufgenommen sind. Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung des Restluftspaltes ist das Paarungsschleifen zwischen Ventilnadel und Ventilkörper.To the Respectively of fuel in combustion chambers of Internal combustion engines are used fuel injectors. These include an injection valve member, which at least one Injection port releases or closes over which the fuel is metered into the combustion chamber. The control the injection valve member takes place for example via a Solenoid valve assembly or a piezo actuator. For fuel injectors with solenoid valve assembly, as they are currently used, is the solenoid valve assembly at the opposite end of the at least one injection port arranged the fuel injector. The connection of the solenoid valve assembly with the injector housing takes place for example by means of a union nut. The one for the operation the solenoid valve assembly required residual air gap is doing For example, set by spacers between the solenoid valve assembly and the injector housing are included. One more way to adjust the residual air gap, the pairing loop is between Valve needle and valve body.
Bei Kraftstoffinjektoren, bei denen die Magnetventilbaugruppe innerhalb des Injektorgehäuses liegt, kann diese nicht direkt mit dem Injektorgehäuse verschraubt werden, da die Höhe der Öffnung im Ventilkörper, in der die Magnetventilbaugruppe aufgenommen ist und die Höhe der Magnetventilbaugruppe nicht hinreichend genau gefertigt werden können, um eine definierte Niederhaltekraft einzuhalten und damit einen sicheren Betrieb des Kraftstoffinjektors zu gewährleisten. Um einen sicheren Betrieb der Magnetventilbaugruppe und damit des Kraftstoffinjektors sicherzustellen, wird die Magnetventilbaugruppe mit Hilfe eines Niederhalteelementes, welches an der der mindestens einen Einspritzdüse abgewandten Seite zwischen der Magnetventilbaugruppe und dem Injektorgehäuse aufgenommen ist, gegen das Gehäuse gedrückt. Geeignete Niederhalteelemente sind zum Beispiel Tellerfedern, Spiralfedern, Wellringe, federnde Scheiben, O-Ringe oder Sprengringe.at Fuel injectors in which the solenoid valve assembly within the injector housing is located, this can not be bolted directly to the injector, since the height the opening in the valve body, in which the solenoid valve assembly is received and the height of the solenoid valve assembly can not be made with sufficient accuracy to a defined hold-down force maintain and thus safe operation of the fuel injector to ensure. To ensure safe operation of the solenoid valve assembly and thus the Fuel injector is the solenoid valve assembly with the help of a hold-down element, which at the at least facing away from an injection nozzle Side added between the solenoid valve assembly and the injector is against the case pressed. Suitable hold-down elements are, for example disc springs, coil springs, Corrugated rings, spring washers, O-rings or circlips.
Offenbarung der Erfindungepiphany the invention
Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine umfasst ein Einspritzventilglied, welches mindestens eine Einspritzöffnung zum Einspritzen des Kraftstoffes freigibt oder verschließt und welches von einer Magnetventilbaugruppe angesteuert wird. Das Einspritzventilglied und die Magnetventilbaugruppe sind in mindestens einem Gehäuseteil eines Injektorgehäuses aufgenommen. Die Magnetventilbaugruppe wird mittels eines Niederhalteelementes gegen ein Gehäuseteil, welches oberhalb der Magnetventilbaugruppe angeordnet ist, oder gegen einen Deckel, der mit dem Gehäuseteil, in dem die Magnetventilbaugruppe aufgenommen ist, verbunden ist, abgestützt, wobei das Niederhalteelement unterhalb der Magnetventilbaugruppe angeordnet ist.One formed according to the invention Fuel injector for injecting fuel into a combustion chamber an internal combustion engine comprises an injection valve member, which at least one injection port for injecting the Fuel releases or closes and which of a solenoid valve assembly is controlled. The injection valve member and the solenoid valve assembly are in at least one housing part an injector housing added. The solenoid valve assembly is by means of a hold-down element against a housing part, which is arranged above the solenoid valve assembly, or against a lid, which is connected to the housing part in which the solenoid valve assembly is received, connected, supported, wherein the hold-down element is arranged below the solenoid valve assembly.
„Oberhalb" im Sinne der Erfindung bedeutet auf der dem Ventilsitz gegenüberliegenden Seite der Magnetventilbaugruppe, „unterhalb" bedeutet zwischen Magnetventilbaugruppe und Ventilsitz."Above" within the meaning of the invention means on the side opposite the valve seat side of the solenoid valve assembly, "below" means between Solenoid valve assembly and valve seat.
Vorteil der Anordnung des Niederhalteelementes unterhalb der Magnetventilbaugruppe ist, dass dieses einen kleineren Durchmesser als die Magnetventilbaugruppe aufweisen kann. Hierdurch werden Kollisionen mit einem Prisma vermieden, welches eingesetzt wird, um das Werkstück zur Bearbeitung zu spannen. Durch das Prisma wird der Bauraum eingeschränkt. Bei unten liegendem Niederhalteelement kann die Magnetventilbaugruppe bei gleicher Gesamtbauhöhe weiter oben platziert werden, wodurch ein größerer Bauraum für die Magnetventilbaugruppe erzielt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Magnetventilbaugruppe bei nach oben wegführenden Kontaktstiften bei unten liegendem Niederhalteelement unabhängig vom Kraftstoffinjektor gefertigt werden kann. Ein Niederhalteelement, welches oberhalb der Magnetventilbaugruppe angeordnet ist, würde aufgrund der Federspannung des als Tellerfeder ausgebildeten Niederhalteelementes die Schweißung der Kontaktstifte, mit denen die Magnetventilbaugruppe mit Strom versorgt wird, zerstören. Zudem ist es vorteilhaft, dass Dichtungselemente in der Magnetventilbaugruppe bereits auf Dichtheit überprüft werden können, bevor der Kraftstoffinjektor vollständig montiert ist.advantage the arrangement of the hold-down element below the solenoid valve assembly is that this is a smaller diameter than the solenoid valve assembly can have. This avoids collisions with a prism, which is used to clamp the workpiece for machining. By the prism the space is limited. With lower hold-down element The solenoid valve assembly can continue at the same overall height be placed above, creating a larger space for the solenoid valve assembly is achieved. Another advantage is that the solenoid valve assembly with leading upwards Pins with bottom hold down regardless of Fuel injector can be manufactured. A hold-down element, which is located above the solenoid valve assembly would due the spring tension of the trained as a plate spring hold-down element the weld the contact pins with which the solenoid valve assembly with power supplied, destroy. moreover It is advantageous that sealing elements in the solenoid valve assembly already be checked for leaks can, before the fuel injector is fully assembled.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Niederhalteelement ein Federelement. Hierdurch ist es möglich, Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen, ohne dass abhängig vom exakten Maß der Öffnung im Injektorgehäuse, die die Magnetventilbaugruppe aufnimmt, und der Magnetventilbaugruppe unterschiedliche Niederhalteelemente oder Einstellgruppen eingesetzt werden müssen. Zudem wird durch das Federelement eine Kraft auf die Magnetventilbaugruppe ausgeübt, mit der diese gegen das Injektorgehäuse gestellt wird.In a preferred embodiment the hold-down element is a spring element. This makes it possible manufacturing inaccuracies balance without being dependent from the exact dimension of the opening in the injector, which houses the solenoid valve assembly, and the solenoid valve assembly different Hold-down elements or setting groups must be used. moreover By the spring element is a force on the solenoid valve assembly applied with this is placed against the Injektorgehäuse.
Bevorzugt als Federelemente sind zum Beispiel Tellerfedern oder Spiralfedern. Es ist jedoch auch jedes andere, dem Fachmann bekannte Federelement, welches als Druckfeder ausgebildet ist, einsetzbar.Prefers as spring elements are, for example disc springs or coil springs. However, it is also any other, known in the art spring element, which is designed as a compression spring, can be used.
Die Magnetventilbaugruppe umfasst in einer ersten Ausführungsform einen Magnettopf und eine Magnetscheibe, wobei sich der Magnettopf auf der Magnetscheibe abstützt und die Magnetscheibe in Richtung der mindestens einen Einspritzöffnung ausgerichtet ist. Im Magnettopf ist eine Spule aufgenommen, so dass ein Magnetfeld entsteht, sobald diese bestromt wird. Die Magnetscheibe ist vorzugsweise aus leicht magnetisierbarem Material, so dass das durch die Spule erzeugte Magnetfeld hierdurch verstärkt wird. Durch das Magnetfeld wird ein Anker, der im allgemeinen als Tauchanker ausgebildet und mit dem Ventilglied der Magnetventilbaugruppe fest verbunden ist, bewegt. Hierdurch wird ein Ventilsitz freigegeben oder verschlossen. Bei freigegebenem Ventilsitz kann Kraftstoff aus einem Steuerraum ablaufen, so dass der Druck im Steuerraum verringert wird. Hierdurch gibt das Einspritzventilglied je mindestens eine Einspritzöffnung frei und Kraftstoff kann in den Brennraum einströmen. Sobald die Bestromung der Spule beendet wird, baut sich das Magnetfeld ab und das Ventilglied stellt sich in seinen Sitz. Die Verbindung aus dem Steuerraum wird verschlossen. Über eine Kraftstoffzufuhrleitung strömt unter Druck stehender Kraftstoff in den Steuerraum. Hierdurch wird das Einspritzventilglied in seinen Sitz gestellt und die mindestens eine Einspritzöffnung verschlossen. Anstelle der dreiteiligen Magnetventilbaugruppe mit Magnettopf, Magnetscheibe und als Tauchanker ausgebildetem Anker ist es auch denkbar, dass die Magnetventilbaugruppe in einer zweiten Ausführungsform zweiteilig ausgebildet ist. In diesem Fall umfasst die Magnetventilbaugruppe einen Magnettopf und einen als Flachanker ausgebildeten Anker. Eine Magnetscheibe ist bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen.The solenoid valve assembly comprises in a first embodiment, a magnetic pot and a magnetic disc, wherein the magnetic pot on the Magnetic disc is supported and the magnetic disk is aligned in the direction of at least one injection opening. A coil is accommodated in the magnet pot so that a magnetic field is created as soon as it is energized. The magnetic disk is preferably made of easily magnetizable material, so that the magnetic field generated by the coil is thereby amplified. By the magnetic field, an armature, which is generally formed as a plunger armature and fixedly connected to the valve member of the solenoid valve assembly, moves. As a result, a valve seat is released or closed. When the valve seat is released, fuel can flow out of a control chamber, so that the pressure in the control chamber is reduced. As a result, the injection valve member releases at least one injection opening and fuel can flow into the combustion chamber. As soon as the energization of the coil is stopped, the magnetic field breaks down and the valve member is placed in its seat. The connection from the control chamber is closed. Via a fuel supply line, pressurized fuel flows into the control room. As a result, the injection valve member is placed in its seat and closed at least one injection port. Instead of the three-part solenoid valve assembly with magnet pot, magnetic disk and armature designed as a plunger anchor, it is also conceivable that the solenoid valve assembly is formed in two parts in a second embodiment. In this case, the solenoid valve assembly includes a magnet pot and an armature formed as a flat armature. A magnetic disk is not provided in this embodiment.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstoffinjektor ist in selbstzündenden Brennkraftmaschinen sowohl bei Hochdruckspeichereinspritzsystemen (Common Rail) als auch bei Pumpe-Düse-Systemen einsetzbar. Im Unterschied zum Common Rail-System, bei dem die Einspritzung des Kraftstoffes durch Freigeben des Ventilsitzes ausgelöst wird, wird bei Pumpe-Düse-Systemen die Einspritzung durch Schließen des Ventilsitzes ausgelöst.Of the formed according to the invention Fuel injector is in auto-ignition internal combustion engines both in high-pressure accumulator injection systems (common rail) as also with pump-nozzle systems used. Unlike the common rail system, where the injection of the fuel is triggered by releasing the valve seat is in pump-nozzle systems the injection by closing the valve seat triggered.
In einer Ausführungsform ist zusätzlich zwischen dem Niederhalteelement und der Magnetventilbaugruppe ein Ausgleichselement aufgenommen. Auch ist es möglich, zwischen der Magnetventilbaugruppe und dem Niederhalteelement eine Unterlegscheibe vorzusehen, um das Magnetmaterial, im allgemeinen ein Pulververbundwerkstoff mit geringer mechanischer Festigkeit, gegen auftretende Kantenbelastungen, die durch das Niederhalteelement aufgeprägt werden können, zu schützen.In an embodiment is additional between the hold-down element and the solenoid valve assembly Compensating element added. It is also possible between the solenoid valve assembly and the hold-down element to provide a washer around the Magnetic material, generally a powder composite material with low mechanical Strength against occurring edge loads caused by the hold-down element imprinted can be to protect.
Zeichnungdrawing
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben:
Es
zeigt:In the following the invention will be described in more detail with reference to a drawing:
It shows:
Ausführungsbeispieleembodiments
Ein
Kraftstoffinjektor
Die
Magnetventilbaugruppe
Bei
bestromter Spule
Die
Ausnehmung
An
der dem oberen Gehäuseteil
Um
das Innere des Kraftstoffinjektors
In
der Ausnehmung
Auch
bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die
Magnetventilbaugruppe
Der
Hub
Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
es, dass zur Einstellung von Restluftspalt
Die
Magnetventilbaugruppe
Um
die Magnetventilbaugruppe
Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, bei der das Niederhalteelement
Die
Verbindung des hier nicht dargestellten unteren Gehäuseteiles
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