DE102006020634B4 - Injection injector for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Einspritzinjektor (1) für Brennkraftmaschinen, bei dem eine Düsennadel (2) einen Einspritzdüsenquerschnitt öffnet beziehungsweise schließt, wobei oberhalb der Düsennadel ein oberer Druckraum (4) und unterhalb ein unterer Druckraum (7) ausgebildet sind, denen der Kraftstoff unter Druck zuführbar ist, wobei ein 3/2 Wegeventil (8) den Kraftstoff von einem Druckspeicher (13) über eine erste Kraftstoffleitung (15) sowohl dem oberen (4) als auch dem unteren Druckraum (7) zuführt und der obere Druckraum (4) über eine zweite Kraftstoffleitung (16) mit einem Druckhalteventil (17) verbunden ist, welches bei einem definierbaren Druck öffnet und somit den oberen Druckraum (4) druckentlastet, wobei sowohl zum oberen Druckraum (4) hin eine Zulaufdrossel (11) als auch in der zweiten Kraftstoffleitung (16) vom oberen Druckraum (4) weg eine Ablaufdrossel (10) integriert ist, das 3/2 Wegeventil (8) eine Zulaufdrossel (5) und eine Ablaufdrossel (6) aufweist, wobei die Zulaufdrossel (5) stirnseitig und exzentrisch am Steuerkolben (9) des 3/2 Wegeventils (8) angeordnet ist, und der...Einspritzinjektor (1) for Internal combustion engine, in which a nozzle needle (2) opens an injector cross-section or closes being above the nozzle needle an upper pressure chamber (4) and below a lower pressure chamber (7) are formed, where the fuel is supplied under pressure, wherein a 3/2 way valve (8) the fuel from a pressure accumulator (13) about a first fuel line (15) both the upper (4) and the lower pressure chamber (7) supplies and the upper pressure chamber (4) over a second fuel line (16) with a pressure holding valve (17) is connected, which opens at a definable pressure and Thus, the upper pressure chamber (4) depressurized, both to upper pressure chamber (4) towards an inlet throttle (11) and in the second Fuel line (16) from the upper pressure chamber (4) away an outlet throttle (10) is integrated, the 3/2 way valve (8) an inlet throttle (5) and an outlet throttle (6), wherein the inlet throttle (5) front and eccentric on the control piston (9) of the 3/2-way valve (8) is arranged, and the ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen, bei dem eine Düsennadel einen Einspritzdüsenquerschnitt öffnet beziehungsweise schließt, wobei oberhalb der Düsennadel ein oberer Druckraum und unterhalb ein unterer Druckraum ausgebildet sind, denen der Kraftstoff unter Druck zuführbar ist, wobei ein 3/2 Wegeventil den Kraftstoff von einem Druckspeicher über eine erste Kraftstoffleitung sowohl dem oberen als auch dem unteren Druckraum zuführt und der obere Druckraum über eine zweite Kraftstoffleitung mit einem Druckhalteventil verbunden ist, welches bei einem definierbaren Druck öffnet und somit den oberen Druckraum druckentlastet.The The invention relates to an injection injector for internal combustion engines, in a nozzle needle one Injector cross section opens or closes being above the nozzle needle an upper pressure chamber and formed below a lower pressure chamber are to which the fuel is supplied under pressure, being a 3/2 way valve the fuel from a pressure accumulator via a first fuel line supplies both the upper and the lower pressure chamber and the upper pressure chamber over a second fuel line connected to a pressure holding valve which opens at a definable pressure and thus the upper one Pressure chamber relieved of pressure.
Aus
dem Stand der Technik ist es bei Einspritzsystemen bekannt, dass
zur Ansteuerung von druckgesteuerten Injektoren üblicherweise entweder 3/2-Wegeventile oder
2/2-Wegeventile verwendet werden. So zeigt die
Weiterhin
ist aus der
In Anwendungen im Automobilbereich sind diese Schaltventile meist direkt am Einspritzinjektor angeordnet. Bei größeren Dieselaggregaten, wie Dieselmotoren für Schiffe, sind die Schaltventile meist in der Nähe des Druckspeichers (Rail) angeordnet, beispielsweise im Speicherdeckel.In Applications in the automotive sector, these switching valves are usually direct arranged at the injection injector. For larger diesel engines, such as diesel engines for ships, are the switching valves mostly in the vicinity of the accumulator (rail) arranged, for example in the storage lid.
Einspritzsysteme wie beispielsweise Common Rail Einspritzsysteme, die den Kraftstoff mit variablem Druck einspritzen, haben meistens zum Einspritzbeginn eine sehr steile Einspritzrate. Es wird eine große Menge an Kraftstoff eingespritzt. Dieser Effekt wirkt sich aber negativ auf die Stickstoffoxid-Emissionsrate (NOx-Emissionsrate) aus. Über einen abgestufte Freigabe/Öffnung der Einspritzdüse beziehungsweise eine definierte Öffnungscharakteristik an der Einspritzdüse lässt sich eine treppenförmige Einspritzrate erreichen und somit die Emissionsrate günstig beeinflussen.Injection systems, such as common rail injection systems, which inject the fuel at variable pressure, usually have a very steep injection rate at the start of injection. A large amount of fuel is injected. However, this effect has a negative effect on the nitrogen oxide emission rate (NO x emission rate). Via a graduated release / opening of the injection nozzle or a defined opening characteristic at the injection nozzle, a step-shaped injection rate can be achieved and thus the emission rate can be favorably influenced.
Es ist das Bestreben vieler Hersteller von Einspritzsystemen und von vielen Herstellern von Dieselmotoren, in denen solche Einspritzsysteme zum Einsatz kommen, eine optimale Steuerung des Einspritzdüsenquerschnitts zu finden.It is the aspiration of many manufacturers of injection systems and of many manufacturers of diesel engines, in which such injection systems for Use, an optimal control of the injector cross section to find.
Hiervon ausgehend haben die Erfinder sich die Aufgabe gestellt, einen neuen Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen zur Verfügung zu stellen, der ein verbessertes Betriebsverhalten ermöglicht.Of these, The inventors have set themselves the task, a new Injection injector for internal combustion engines to disposal to provide, which allows improved performance.
Die Aufgabe wird durch einen Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1 gelöst.The The object is achieved by an injection injector for internal combustion engines according to claim 1 solved.
Die Erfinder schlagen vor, einen Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen, bei dem eine Düsennadel einen Einspritzdüsenquerschnitt öffnet beziehungsweise schließt, wobei oberhalb der Düsennadel ein oberer Druckraum und unterhalb ein unterer Druckraum ausgebildet sind, denen der Kraftstoff unter Druck zuführbar ist, wobei ein 3/2 Wegeventil den Kraftstoff von einem Druckspeicher über eine erste Kraftstoffleitung sowohl dem oberen als auch dem unteren Druckraum zuführt und der obere Druckraum über eine zweite Kraftstoffleitung mit einem Druckhalteventil verbunden ist, welches bei einem definierbaren Druck öffnet und somit den oberen Druckraum druckentlastet, dahingehend zu verbessern, dass sowohl zum oberen Druckraum hin eine Zulaufdrossel als auch in der Kraftstoffleitung vom oberen Druckraum weg eine Ablaufdrossel integriert ist, so dass durch diesen Aufbau des Einspritzinjektors wird erreicht, dass ein langsames und reguliertes Öffnen der Düsennadel bei Anstehen des unter Druck stehenden Kraftstoffes gewährleistet wird.The Inventors propose an injection injector for internal combustion engines a nozzle needle an injector cross section opens or closes being above the nozzle needle an upper pressure chamber and formed below a lower pressure chamber are to which the fuel is supplied under pressure, being a 3/2 way valve the fuel from a pressure accumulator via a first fuel line supplies both the upper and the lower pressure chamber and the upper pressure chamber over a second fuel line connected to a pressure holding valve which opens at a definable pressure and thus the upper one Pressure chamber depressurized, to improve in that both to the upper pressure chamber towards an inlet throttle and in the fuel line from the upper pressure chamber is integrated with an outlet throttle, so that through This structure of the injection injector is achieved that a slow and regulated opening the nozzle needle guaranteed when queuing the pressurized fuel becomes.
Die Erfinder haben auch erkannt, dass sich das zwischen der Düsennadel des Einspritzinjektors und dem Schaltventil befindliche Volumen negativ auf das Verhalten der Düsennadelbewegung auswirkt, zum Beispiel hinsichtlich der Trägheit der Düsennadelbewegung, und dadurch auch negativ auf das gesamte Betriebsverhalten des Einspritzinjektors. Dieses negative Verhalten der Düsennadelbewegung kann durch einen bestimmten Aufbau des Schaltventils verhindert werden. Bei einem 3/2 Wegeventil als Schaltventil kann durch eine besondere Anordnung beziehungsweise durch einen bestimmten Aufbau der Zulaufdrossel im Steuerkolben des 3/2 Wegeventils das Restdruckverhalten bis in den Sitz der Düsennadel verbessert werden und somit Schaltleckagen, die durch ein zu großes Volumen zwischen Zulauf- und Ablaufdrossel entstehen, minimiert werden.The Inventors have also recognized that this is between the nozzle needle the injection injector and the switching valve located volume negative for the behavior of the nozzle needle movement affects, for example, with respect to the inertia of the nozzle needle movement, and thereby also negative on the overall performance of the injection injector. This negative behavior of the nozzle needle movement can be prevented by a specific construction of the switching valve become. In a 3/2 way valve as a switching valve can by a special arrangement or by a specific structure the inlet throttle in the control piston of the 3/2-way valve, the residual pressure behavior into the seat of the nozzle needle be improved and thus switching leaks caused by too large a volume between Inlet and outlet throttle arise, minimized.
Erfindungsgemäß weist das 3/2 Wegeventil eine Zulaufdrossel und eine Ablaufdrossel auf, wobei die Zulaufdrossel stirnseitig und exzentrisch am Steuerkolben des 3/2 Wegeventils angeordnet ist. Durch diesen Aufbau des 3/2 Wegeventils wird das Volumen zwischen Zulaufdrossel und Ablaufdrossel und somit Schaltleckagen minimiert. Gleichzeitig wird der bisherige Einfluss dieses Volumens auf das Betriebsverhalten der Einspritzinjektors verringert.According to the invention, the 3/2-way valve has an inlet throttle and an outlet throttle, wherein the inlet throttle is arranged on the front side and eccentrically on the control piston of the 3/2-way valve. This construction of the 3/2-way valve minimizes the volume between inlet throttle and outlet throttle and thus switching leaks. At the same time, the previous influence of this volume on the operating behavior of the injection injector is reduced.
Weiterhin ist der obere Druckraum derart ausgebildet, dass nach einem definierbaren Nadelhub die Kraftstoffleitung mit Zulaufdrossel in den oberen Druckraum durch die Düsennadel geschlossen wird. Bei geschlossener Kraftstoffleitung zum oberen Druckraum hin wird dieser nicht mehr vom Kraftstoffdruck beaufschlagt. Der im unteren Druckraum befindliche Kraftstoffdruck kann die Düsennadel nun schneller öffnen.Farther the upper pressure chamber is designed such that after a definable Needle stroke the fuel line with inlet throttle in the upper pressure chamber through the nozzle needle is closed. With closed fuel line to the upper pressure chamber this is no longer acted upon by the fuel pressure. Of the The fuel pressure in the lower pressure chamber can be the nozzle needle open faster now.
Es ist von Vorteil, wenn das Druckhalteventil als Einschubpatrone ausgeführt ist, die axial im Einspritzinjektor integriert ist. Hierdurch werden die Montage und die Demontage dieses Bauteiles in beziehungsweise aus dem Einspritzinjektor servicefreundlicher gestaltet.It is advantageous if the pressure-retaining valve is designed as a cartridge insert, which is integrated axially in the injection injector. This will be the assembly and disassembly of this component in or made service-friendly from the injection injector.
Es ist vorteilhaft, wenn mindestens ein Federelement die Düsennadel in einer Geschlossenstellung hält. Wirkt auf die Düsennadel der Druck des verdichteten Kraftstoffes, so bewegt dieser die Düsenadel gegen den Druck oder den Zug des Federelementes und der Einspritzdüsenquerschnitt wird geöffnet. Fällt der auf die Düsennadel wirkende Druck ab, so wird die Düsennadel durch das Federelement in die ursprüngliche Lage zurückbewegt.It is advantageous if at least one spring element, the nozzle needle holds in a closed position. Acts on the nozzle needle the pressure of the compressed fuel, this moves the nozzle needle against the pressure or the pull of the spring element and the injector cross section will be opened. Does that fall on the nozzle needle acting pressure, so will the nozzle needle moved back by the spring element in the original position.
Das Druckhaltventil kann mindestens ein Federelement aufweisen, wobei durch die Federkonstante der Öffnungsdruck, bei dem das Ventil öffnet, eingestellt werden kann.The Pressure holding valve may have at least one spring element, wherein by the spring constant the opening pressure, when the valve opens, set can be.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der beiden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:preferred Further developments of the invention will become apparent from the following Description. embodiments The invention will be described, but not limited to, with reference to the two drawings explained in more detail. there shows:
Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die
Die
Der
Kraftstoff soll über
einen nicht dargestellten Einspritzdüsenquerschnitt in einen nicht
dargestellten Brennraum eingespritzt werden. Dabei öffnet und
schließt
die Düsennadel
Da
der Kraftstoff dem oberen Druckraum
Eine
Besonderheit des Aufbaus des Einspritzinjektors
Die
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale und die Merkmale der Ansprüche nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It It is understood that the above features and features the claims not only in the specified combinations, but also in others Combinations or alone can be used without the framework of To leave invention.
- 11
- EinspritzinjektorEinspritzinjektor
- 22
- Düsennadelnozzle needle
- 33
- Federelementspring element
- 44
- oberer Druckraumupper pressure chamber
- 55
- Zulaufdrosselinlet throttle
- 66
- Ablaufdrosseloutlet throttle
- 77
- unterer Druckraumlower pressure chamber
- 88th
- 3/2 Wegeventil3.2 way valve
- 99
- Steuerkolbenspool
- 1010
- Ablaufdrosseloutlet throttle
- 1111
- Zulaufdrosselinlet throttle
- 1212
- Volumen zwischen Zulaufdrossel und Ablaufdrosselvolume between inlet throttle and outlet throttle
- 12a12a
- Volumen zwischen Druckspeicher und Zulaufdrosselvolume between pressure accumulator and inlet throttle
- 1313
- Druckspeicheraccumulator
- 1414
- Druckleitung vom Druckspeicherpressure line from the accumulator
- 1515
- Druckleitung zur Düsennadelpressure line to the nozzle needle
- 1616
- Druckleitung von der Düsennadelpressure line from the nozzle needle
- 1717
- DruckhalteventilPressure holding valve
- 1818
- Federelementspring element
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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: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111201 |