DE102006033937A1 - fuel injector - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse (6), das einen Druckraum (15) umfasst, aus dem mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der über einen Hochdruckkanal (26) mit einem Hochdruckanschlussbereich (18) in Verbindung steht, der an einen externen Kraftstoffhochdruckspeicher (2) angeschlossen ist. Um einen Kraftstoffinjektor zu schaffen, der höhere Einspritzdrücke ermöglicht als herkömmliche Kraftstoffinjektoren, ist ein interner Kraftstoffhochdruckspeicher (24) in dem Injektorgehäuse (2) parallel zu dem Hochdruckkanal (26) angeordnet und/oder geschaltet.The invention relates to a fuel injector with an injector housing (6) which comprises a pressure chamber (15) from which high pressure fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine and which communicates with a high pressure port region (18) via a high pressure passage (26) , which is connected to an external high-pressure fuel storage (2). In order to provide a fuel injector that allows higher injection pressures than conventional fuel injectors, an internal high-pressure fuel accumulator (24) is arranged and / or connected in the injector housing (2) parallel to the high-pressure passage (26).

Description

Stand der TechnikState of the art

Kraftstoffinjektoren zur Dieseleinspritzung sind über eine Hochdruckleitung an einen externen Kraftstoffhochdruckspeicher angeschlossen, der auch als Common-Rail bezeichnet wird. Die Verbindungsleitungen zwischen dem externen Kraftstoffhochdruckspeicher und den Kraftstoffinjektoren führen zu einem Druckverlust.fuel injectors to the diesel injection are over a high-pressure line to an external high-pressure fuel storage connected, which is also referred to as common rail. The connection lines between the external high-pressure fuel accumulator and the fuel injectors to lead to a pressure loss.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der höhere Einspritzdrücke ermöglicht als herkömmliche Kraftstoffinjektoren.task The invention is a fuel injector according to the preamble of claim 1, which allows higher injection pressures than conventional Fuel injectors.

Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse, das einen Druckraum umfasst, aus dem mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der über einen Hochdruckkanal mit einem Hochdruckanschlussbereich in Verbindung steht, der an einen externen Kraftstoffhochdruckspeicher angeschlossen ist, dadurch gelöst, dass ein interner Kraftstoffhochdruckspeicher in dem Injektorgehäuse parallel zu dem Hochdruckkanal angeordnet und/oder geschaltet ist. Durch die hydraulische Parallelschaltung des internen Kraftstoffhochdruckspeichers zu dem Hochdruckkanal können im Betrieb des Kraftstoffinjektors auftretende Druckstöße besser gedämpft oder absorbiert werden als bei einer Reihenschaltung. Durch die erfindungsgemäße Parallelschaltung können Druckschwingungen im Kraftstoffinjektor und der dadurch hervorgerufene Verschleiß, zum Beispiel an einem Düsennadelsitz, deutlich reduziert werden. Darüber hinaus kann auf in Reihe geschaltete Drosseln verzichtet werden, die zu einem Druckverlust führen.The Task is with a fuel injector with an injector housing, the a pressure chamber comprises, from the high-pressure fuel is injected into a combustion chamber of an internal combustion engine and the over a high pressure passage with a high pressure port area in connection is connected to an external high-pressure fuel storage is solved by in that an internal high-pressure fuel accumulator in the injector in parallel is arranged and / or connected to the high pressure passage. By the hydraulic parallel connection of the internal high-pressure fuel storage to the high pressure channel can in Operation of the fuel injector occurring pressure surges better muted or absorbed as in a series connection. By the parallel circuit according to the invention can Pressure oscillations in the fuel injector and the resulting wear, for example on a nozzle needle seat, clearly be reduced. About that In addition, it is possible to dispense with series reactors, which lead to a pressure loss.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher ein Volumen von mehr als 2 Kubikzentimeter aufweist. Die Größe des Volumens des internen Kraftstoffhochdruckspeichers hängt unter anderem vom Düsendurchfluss, von der Einspritzmenge und dem zur Verfügung stehenden Bauraum ab.One preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the internal High-pressure fuel storage a volume of more than 2 cubic centimeters having. The size of the volume of the internal high-pressure fuel storage depends, among other things, on the nozzle flow rate, the injection quantity and the available space.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher über einen Druckraumverbindungskanal mit dem Druckraum und/oder dem Hochdruckkanal verbunden ist. Der Druckraumverbindungskanal schafft eine direkte Verbindung zwischen dem internen Kraftstoffhochdruckspeicher und dem Hochdruckkanal und/oder dem Druckraum.One Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the internal High-pressure fuel storage via a Druckraumverbindungskanal with the pressure chamber and / or the high-pressure channel connected is. The pressure chamber connection channel creates a direct Connection between the internal high-pressure fuel storage and the high-pressure channel and / or the pressure chamber.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraumverbindungskanal eine Drossel aufweist. Durch die Drossel werden Druckstöße, die durch Spritzbeginn und Spritzende hervorgerufen werden können, absorbiert und/oder gedämpft. Durch die Drosselung wird Druckenergie an der Drossel dissipiert.One Another preferred embodiment the fuel injector is characterized in that the pressure space connecting passage has a throttle. Through the throttle pressure surges, the can be caused by the start of injection and injection end, absorbed and / or steamed. By throttling pressure energy is dissipated at the throttle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher über einen Anschlussverbindungskanal mit dem Hochdruckanschlussbereich verbunden ist. Der Anschlussverbindungskanal schafft eine direkte Verbindung zwischen dem internen Kraftstoffhochdruckspeicher und dem Hochdruckanschlussbereich. Der Anschlussverbindungskanal ermöglicht eine vollständige Befüllung des internen Kraftstoffhochdruckspeichers mit Kraftstoff aus dem externen Kraftstoffhochdruckspeicher.One Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the internal High-pressure fuel storage via a connection connecting duct with the high-pressure connection area connected is. The connection channel creates a direct Connection between the internal high-pressure fuel storage and the high-pressure connection area. The connection channel allows a full filling of the internal high-pressure fuel accumulator with fuel from the external high-pressure fuel storage.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussverbindungskanal eine Drossel aufweist. Durch die Drossel werden unerwünschte Druckschwingungen gedämpft.One Another preferred embodiment the fuel injector is characterized in that the connection connecting channel has a throttle. The choke causes unwanted pressure oscillations attenuated.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher parallel zu dem Hochdruckkanal verläuft. Der interne Kraftstoffhochdruckspeicher und der Hochdruckkanal erstrecken sich vorzugsweise parallel zu einer Längsachse des Kraftstoffinjektors.One Another preferred embodiment of the fuel injector is characterized in that the internal Fuel high-pressure accumulator runs parallel to the high pressure passage. Of the internal fuel high pressure accumulator and the high-pressure channel extend preferably parallel to a longitudinal axis of the fuel injector.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum in einem Düsenkörper angeordnet ist, in dem eine Düsennadel hin und her bewegbar ist, um mindestens ein Spritzloch zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus dem Druckraum in den Brennraum der Brennkraftmaschine freizugeben oder zu verschließen. Der Düsenkörper ist Teil des Injektorgehäuses. Der Düsenkörper kann als separates Teil des Injektorgehäuses ausgeführt oder einstückig mit diesem verbunden sein. Die Bewegung der Düsennadel wird zum Beispiel druckabhängig mit Hilfe eines Aktors, insbesondere eines Piezoaktors, gesteuert.One Another preferred embodiment the fuel injector is characterized in that the pressure chamber arranged in a nozzle body is in which a nozzle needle is movable back and forth to at least one injection hole for injection of high-pressure fuel from the pressure chamber in to release or close the combustion chamber of the internal combustion engine. Of the Nozzle body is Part of the injector housing. Of the Nozzle body can executed as a separate part of the injector or integrally with be connected to this. The movement of the nozzle needle becomes, for example pressure dependent controlled by means of an actuator, in particular a piezoelectric actuator.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors ist dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher in der Nähe des Druckraums beziehungsweise einer Einspritzöffnung angeordnet ist. Durch die vorzugsweise düsennahe Anordnung des internen Kraftstoffhochdruckspeichers kann eine bei Spritzbeginn auftretende Druckabsenkung reduziert werden, was die An regung einer ausgeprägten Druckwelle in einer Hochdruckleitung zum externen Kraftstoffhochdruckspeicher wesentlich mildert.Another preferred exemplary embodiment of the fuel injector is characterized in that the internal high-pressure fuel accumulator is arranged in the vicinity of the pressure space or an injection opening. Due to the preferably close to the nozzle arrangement of the internal high-pressure fuel accumulator occurring at the beginning of injection pressure reduction can be reduced, which at the initiation of a pronounced pressure wave in a High pressure line to the external high-pressure fuel storage significantly mitigates.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing a different embodiments in the Individual are described.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die beiliegende Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffinjektors, der an einen externen Kraftstoffhochdruckspeicher angeschlossen ist.The attached figure shows a schematic representation of a fuel injector, which is connected to an external high-pressure fuel storage is.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In der beiliegenden Figur ist ein Kraftstoffinjektor 1 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Der Kraftstoffinjektor 1 wird aus einem externen Kraftstoffhochdruckspeicher 2 mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgt. Über eine Zuleitung 3 ist der Kraftstoffinjektor 1 an den externen Kraftstoffhochdruckspeicher 2 angeschlossen.In the accompanying figure is a fuel injector 1 shown schematically in longitudinal section. The fuel injector 1 is from an external high-pressure fuel storage 2 supplied with high pressure fuel. Via a supply line 3 is the fuel injector 1 to the external high-pressure fuel storage 2 connected.

Die Zuleitung 3 ist an einen Anschlussstutzen 5 angeschlossen, der an einem Injektorgehäuse 6 vorgesehen ist. Das Injektorgehäuse 6 umfasst einen Injektorkörper 7 und einen Düsenkörper 8, der gegebe nenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischenkörpers 9 fest mit dem Injektorkörper 7 verbunden ist.The supply line 3 is on a connecting piece 5 connected to an injector housing 6 is provided. The injector housing 6 includes an injector body 7 and a nozzle body 8th , where appropriate, with the interposition of an intermediate body 9 firmly with the injector body 7 connected is.

Der Zwischenkörper 9 kann einstückig mit dem Düsenkörper 8 ausgebildet sein. Bei dem Zwischenkörper 9 kann es sich auch um einen im Außendurchmesser erweiterten Abschnitt des Düsenkörpers 8 handeln. In dem Düsenkörper 8 ist eine zentrale Führungsbohrung (nicht dargestellt) für eine Düsennadel vorgesehen, die in dem Injektorgehäuse 6 hin und her bewegbar aufgenommen und in dem Düsenkörper 8 geführt ist.The intermediate body 9 can be integral with the nozzle body 8th be educated. In the intermediate body 9 it may also be an enlarged outer diameter section of the nozzle body 8th act. In the nozzle body 8th a central guide bore (not shown) for a nozzle needle is provided in the injector housing 6 moved back and forth and received in the nozzle body 8th is guided.

Die Düsennadel weist eine Spitze auf, an der eine Dichtfläche ausgebildet ist, die an dem in den Brennraum ragenden Ende 10 des Düsenkörpers 8, das auch als Düsenspitze bezeichnet wird, einen Dichtsitz. bildet. An der Düsennadelspitze 10 sind mehrere Spritzlöcher vorgesehen, aus denen Kraftstoff, der durch zwei Tropfen beziehungsweise Strahlen 11, 12 angedeutet ist, in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. In dem Düsenkörper 8 beziehungsweise dem Zwischenkörper 9 ist ein Druckraum 15 vorgesehen, der in der Figur nur schematisch angedeutet ist. An der (nicht dargestellten) Düsennadel ist zum Beispiel eine Druckschulter ausgebildet, die in dem Druckraum 15 angeordnet ist.The nozzle needle has a tip, on which a sealing surface is formed, which projects at the end projecting into the combustion chamber 10 of the nozzle body 8th , which is also referred to as a nozzle tip, a sealing seat. forms. At the nozzle needle tip 10 are provided several injection holes, from which fuel, by two drops or rays 11 . 12 is indicated, is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine. In the nozzle body 8th or the intermediate body 9 is a pressure room 15 provided, which is indicated only schematically in the figure. At the (not shown) nozzle needle, for example, a pressure shoulder is formed in the pressure chamber 15 is arranged.

Der Kraftstoffinjektor 1 weist im Bereich des Anschlussstutzens 5 einen Anschlussbereich 18 auf, der über die Zuleitung 3 mit dem externen Kraftstoffhochdruckspeicher 2 in Verbindung steht. Der Anschlussbereich 18 steht über einen Anschlussverbindungskanal 20, in dem eine Drossel 21 vorgesehen ist, mit einem internen Kraftstoffhochdruckspeicher 24 in Verbindung. Der interne Kraftstoffhochdruckspeicher 24 erstreckt sich in dem Injektorkörper 7 parallel zu einem Hochdruckkanal 26, der den Anschlussbereich 18 mit dem Druckraum 15 verbindet. Der Anschlussverbindungskanal 20 mündet im Bereich des brennraumfernen Endes des internen Kraftstoffhochdruckspeichers 24 in diesen. Von dem brennraumnahen Ende des internen Kraftstoffhochdruckspeichers 24 erstreckt sich ein Druckraumverbindungskanal 30, in dem eine Drossel 31 vorgesehen ist, zu der Schnittstelle zwischen dem Hochdruckkanal 26 und dem Druckraum 15.The fuel injector 1 points in the area of the connecting piece 5 a connection area 18 on, over the supply line 3 with the external high-pressure fuel storage 2 communicates. The connection area 18 is via a connection channel 20 in which a throttle 21 is provided with an internal high-pressure fuel storage 24 in connection. The internal high-pressure fuel storage 24 extends in the injector body 7 parallel to a high pressure channel 26 that the connection area 18 with the pressure room 15 combines. The connection connection channel 20 opens in the area of the combustion chamber remote end of the internal high-pressure fuel storage 24 in these. From the combustion chamber close end of the internal high-pressure fuel storage 24 extends a pressure chamber connection channel 30 in which a throttle 31 is provided to the interface between the high-pressure channel 26 and the pressure room 15 ,

Bei dem Hochdruckkanal 26 handelt es sich um eine Hochdruckbohrung, die einen Durchmesser von zum Beispiel 2 mm aufweist. Der interne Kraftstoffhochdruckspeicher 24 hat zum Beispiel ein Volumen von 4 Kubikzentimetern. Die Drossel 21 weist zum Beispiel einen Durchmesser von 0,5 mm auf. Die Drossel 31 weist zum Beispiel einen Durchmesser von 0,7 mm auf.In the high-pressure channel 26 it is a high-pressure bore, which has a diameter of for example 2 mm. The internal high-pressure fuel storage 24 for example has a volume of 4 Cubic centimeters. The throttle 21 has, for example, a diameter of 0.5 mm. The throttle 31 has, for example, a diameter of 0.7 mm.

Der interne Kraftstoffhochdruckspeicher 24, der auch als internes Rail bezeichnet wird, dient als ein nahe an der Einspritzdüse liegender Druckspeicher zur Anhebung des Einspritzdrucks. In Kombination mit den Drosseln 21, 31 absorbiert der interne Kraftstoffhochdruckspeicher 24 die durch Spritzbeginn und -ende hervorgerufenen Druckstöße. Dadurch werden die Druckschwingung im Injektor und der damit verbundene Düsennadelsitzverschleiß reduziert. Aufgrund seiner düsennahen Lage reduziert der interne Kraftstoffhochdruckspeicher 24 die Düsen druckabsenkung bei Spritzbeginn, was die Anregung einer ausgeprägten Druckwelle in der Hochdruckleitung 3 zu dem externen Kraftstoffhochdruckspeicher 2 wesentlich mildert.The internal high-pressure fuel storage 24 , which is also referred to as internal rail, serves as a near the injector pressure accumulator to increase the injection pressure. In combination with the throttles 21 . 31 absorbs the internal high-pressure fuel storage 24 the pressure surges caused by the beginning and end of the injection. This reduces the pressure oscillation in the injector and the nozzle needle seat wear associated therewith. Due to its near-nozzle position, the internal high-pressure fuel storage reduces 24 the nozzle pressure reduction at the start of injection, which is the excitation of a pronounced pressure wave in the high pressure line 3 to the external high-pressure fuel storage 2 much mitigates.

Claims (9)

Kraftstoffinjektor mit einem Injektorgehäuse (6), das einen Druckraum (15) umfasst, aus dem mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der über einen Hochdruckkanal (26) mit einem Hochdruckanschlussbereich (18) in Verbindung steht, der an einen externen Kraftstoffhochdruckspeicher (2) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein interner Kraftstoffhochdruckspeicher (24) in dem Injektorgehäuse (2) parallel zu dem Hochdruckkanal (26) angeordnet und/oder geschaltet ist.Fuel injector with an injector housing ( 6 ), which has a pressure chamber ( 15 ) is injected, is injected from the high-pressure fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine and via a high-pressure channel ( 26 ) with a high-pressure connection area ( 18 ) connected to an external high-pressure fuel store ( 2 ), characterized in that an internal high-pressure fuel storage ( 24 ) in the injector housing ( 2 ) parallel to the high pressure channel ( 26 ) is arranged and / or switched. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher (24) ein Volumen von mehr als 2 Kubikzentimeter aufweist.Fuel injector according to claim 1, characterized in that the internal fuel high pressure accumulator ( 24 ) has a volume of more than 2 cubic centimeters. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher (24) über einen Druckraumverbindungskanal (30) mit dem Druckraum (15) und/oder dem Hochdruckkanal (26) verbunden ist.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the internal high-pressure fuel accumulator ( 24 ) via a pressure chamber connection channel ( 30 ) with the pressure chamber ( 15 ) and / or the high-pressure channel ( 26 ) connected is. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraumverbindungskanal (30) eine Drossel (31) aufweist.Fuel injector according to claim 3, characterized in that the pressure chamber connection channel ( 30 ) a throttle ( 31 ) having. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher (24) über einen Anschlussverbindungskanal (20) mit dem Hochdruckanschlussbereich (18) verbunden ist.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the internal high-pressure fuel accumulator ( 24 ) via a connection connecting channel ( 20 ) with the high-pressure connection area ( 18 ) connected is. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussverbindungskanal (20) eine Drossel (21) aufweist.Fuel injector according to claim 5, characterized in that the connection connecting channel ( 20 ) a throttle ( 21 ) having. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher (24) parallel zu dem Hochdruckkanal (26) verläuft.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the internal high-pressure fuel accumulator ( 24 ) parallel to the high pressure channel ( 26 ) runs. Kraftstoffinjektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass. der Druckraum (15) in einem Düsenkörper (8) angeordnet ist, in dem eine Düsennadel hin und her bewegbar ist, um mindestens ein Spritzloch zum Einspritzen von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff aus dem Druckraum (15) in den Brennraum der Brennkraftmaschine freizugeben oder zu verschließen.Fuel injector according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure chamber ( 15 ) in a nozzle body ( 8th ) is arranged, in which a nozzle needle is movable back and forth to at least one injection hole for injecting high-pressure fuel from the pressure chamber ( 15 ) in the combustion chamber of the internal combustion engine to release or close. Kraftstoffinjektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Kraftstoffhochdruckspeicher (24) in der Nähe des Druckraums (15) beziehungsweise einer Einspritzöffnung angeordnet ist.Fuel injector according to claim 8, characterized in that the internal high-pressure fuel storage ( 24 ) near the pressure chamber ( 15 ) or an injection opening is arranged.
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