DE102006036446A1

DE102006036446A1 - Injector for fuel injection system of internal-combustion engine, has control valve exhibiting valve body and valve piston, where area of valve body is subjected inside and outside with fuel, which stays under high pressure

Info

Publication number: DE102006036446A1
Application number: DE200610036446
Authority: DE
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-07

Abstract

The injector has a control valve e.g. 3/2-Ventil, exhibiting a valve body (35) and a valve piston (43), where the control valve releases a hydraulic connection between a control area (23) and a high pressure area (37) in a switching position. The control valve releases a hydraulic connection between the control area and a fuel return line in another switching position. The area of the valve body is subjected inside and outside with fuel, which stays under high pressure.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Injektor für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Düsennadel und einem Steuerventil, wie es beispielsweise aus der DE 10 2004 058 184.3 bekannt ist.The invention relates to an injector for an injection system of an internal combustion engine with a nozzle needle and a control valve, as for example from DE 10 2004 058 184.3 is known.

Bei diesem Injektor ist das Steuerventil als 3/2-Ventil ausgebildet. Dadurch wird eine genauere Zumessung der Einspritzmengen, insbesondere im niedrigen Teillastbereich oder im Leerlauf, erreicht. Da 3/2-Ventile in der Regel viele Ventilkammern und Zuleitungen aufweisen, ergeben sich im Inneren der Ventilkörper dieser Ventile Geometrien mit vielen Verschneidungen von Bohrungen und Kammern oder Ringräumen. Da die Ventilkörper im Inneren mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt werden, entstehen an den Verschneidungen Spannungsspitzen, welche die Hochdruckfestigkeit verringern. Um die Hochdruckfestigkeit im Bereich dieser Verschneidungen anzuheben, sind bislang aufwändige und teure Formgebungs- und Verrundungsprozesse, wie beispielsweise hydroerosives Verrunden, welches auch als "electrochemical machining" bezeichnet wird, notwendig.at This injector, the control valve is designed as a 3/2 valve. This results in a more accurate metering of the injection quantities, in particular in the low partial load range or at idle. There are 3/2 valves usually have many valve chambers and leads, result inside the valve body of these valves geometries with many intersections of holes and chambers or annuli. Because the valve body inside pressurized fuel under high pressure be, arise at the intersections spikes, which reduce the high pressure resistance. To the high pressure resistance in Raising the scope of these intersections are so far complex and expensive shaping and Rounding processes, such as hydroerosive rounding, which is also called "electrochemical machining " becomes necessary.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil zur Steuerung eines Common-Rail-Injektor bereitzustellen, dessen Herstellung deutlich vereinfacht und damit kostengünstiger gehalten werden kann. Außerdem soll die Hochdruckfestigkeit verbessert werden.The Invention is based on the object, a control valve for control a common rail injector to provide its production significantly simplified and thus cost-effective can be held. Furthermore the high pressure resistance should be improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Injektor für ein Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, einer Düsennadel und mit einem Steuerventil, wobei das Steuerventil einen Ventilkörper und einen Ventilkolben umfasst, wobei das Steuerventil in einer ersten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen einem Steuerraum und einem Hochdruckraum freigibt, und wobei das Steuerventil in einer zweiten Schaltstellung eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum und einem Kraftstoffrücklauf, dadurch gelöst, dass die Bereiche des Ventilkörpers, die im Inneren mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagbar sind, auch außen mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagbar sind.These Task is according to the invention in a Injector for an injection system of an internal combustion engine, a nozzle needle and with a control valve, wherein the control valve is a valve body and a Valve piston comprises, wherein the control valve in a first switching position a hydraulic connection between a control room and a High-pressure chamber releases, and wherein the control valve in a second Switching position a hydraulic connection between the control room and a fuel return, solved by that the areas of the valve body, which can be acted upon in the interior with fuel under high pressure are, even outside can be acted upon with high pressure fuel.

Vorteilhafte Wirkungen.Advantageous effects.

Bei dem erfindungsgemäßen Steuerventil werden die durch die Beaufschlagung des Ventilkörpers im Innenraum mit dem unter dem Raildruck stehenden Kraftstoff verursachten (Zug)-Spannungen dadurch ganz oder teilweise dadurch kompensiert, dass der Ventilkörper mindestens in dem mit Innendruck beaufschlagten Bereich auch außen mit dem unter Raildruck stehenden Kraftstoff beauftragt wird.at be the control valve according to the invention by the admission of the valve body in the interior with the Fuel under rail pressure caused (train) stresses thereby completely or partially compensated by the fact that the valve body at least in the applied with internal pressure area also outside the rail pressure fuel.

Durch die Beaufschlagung des Ventilkörpers von außen mit unter Raildruck stehendem Kraftstoff, werden Druckspannungen in den Ventilkörper eingebracht, welche die aus dem Innendruck resultierenden Zugspannungen, insbesondere in den Verschneidungsbereichen, ganz oder teilweise kompensieren. Dadurch wird die Hochdruckfestigkeit des erfindungsgemäßen Steuerventils deutlich erhöht, ohne dass die Verschneidungen aufwändig nachbearbeitet und/oder verrundet werden müssten. Im Ergebnis ergibt sich dadurch nicht nur eine verbesserte Hochdruckfestigkeit, sondern die Herstellungskosten können drastisch reduziert werden.By the admission of the valve body of Outside with standing under rail pressure fuel, compressive stresses in the valve body introduced which the resulting from the internal pressure tensile stresses, especially in the intersection areas, in whole or in part compensate. As a result, the high pressure resistance of the control valve according to the invention significantly increased, without that the intersections are elaborate post-processed and / or rounded. The result is thereby not only an improved high pressure resistance, but the manufacturing costs can drastically reduced.

Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, ist dass die Kompensation der in den Verschneidungsbereichen auftretenden Zugspannungen nahezu unabhängig vom Druckniveau sind, da sich die durch den Innendruck und den gleich hohen Außendruck verursachten Spannungen gegenseitig ganz oder teilweise aufheben.Especially advantageous to the embodiment according to the invention, is that the compensation of the tensile stresses occurring in the grading areas almost independent are from the pressure level, as by the internal pressure and the same high external pressure caused Tension cancel each other in whole or in part.

Um die erfindungsgemäß beanspruchte Beaufschlagung des Ventilkörpers von außen mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff zu gewährleisten, hat es sich als einfach und vorteilhaft erwiesen, wenn der Ventilkörper in einem Hochdruckraum angeordnet ist.Around claimed in the invention Actuation of the valve body from the outside with high pressure fuel, it has proved to be proved simple and advantageous when the valve body in a high-pressure chamber is arranged.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Ventilkolben und/oder in dem Ventilkörper ein erster Ringraum ausgebildet. Des Weiteren ist in dem Ventilkolben und/oder in dem Ventilkörper ein zweiter Ringraum ausgebildet, wobei zwischen erstem Ringraum und zweitem Ringraum ein mit dem Ventilkörper zusammenwirkender ersten Ventilsitz ausgebildet ist.at Another embodiment of the invention is in the valve piston and / or in the valve body a first annulus formed. Furthermore, in the valve piston and / or in the valve body formed a second annulus, wherein between the first annulus and the second annulus a cooperating with the valve body first valve seat is trained.

Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Ventilkolben eine Durchgangsbohrung aufweist, dass der Ventilkolben an einem dem Steuerraum zugewandten Ende eine die Durchgangsbohrung umschließende Dichtkante aufweist und dass an dem Steuerraumkörper ein mit der Dichtkante zusammenwirkenden Flachsitz ausgebildet ist.In addition is provided that the valve piston has a through hole, that the valve piston at an end facing the control chamber a the through hole enclosing Has sealing edge and that on the control chamber body with a sealing edge cooperating flat seat is formed.

Diese Ausgestaltungen ermöglichen eine einfache und leicht zu montierende Konstruktion des erfindungsgemäßen Steuerventils und des gesamten Injektors.These Enable configurations a simple and easy to install construction of the control valve according to the invention and the entire injector.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Hochdruckanschluss, der einenends mit dem Common-Rail in Verbindung steht, anderenends mit dem ersten Ringraum hydraulisch in Verbindung steht.It has also proved to be advantageous if a high-pressure connection, which is connected at one end to the common rail, the other end hydraulically connected to the first annulus stands.

Des Weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Steuerraum mit dem zweiten Ringraum hydraulisch in Verbindung steht. Selbstverständlich kann zwischen Steuerraum und zweitem Ringraum die Ablaufdrossel vorgesehen sein.Of Furthermore, it has proved to be advantageous if the control room communicates hydraulically with the second annulus. Of course you can between the control room and the second annulus provided the outlet throttle be.

Der Steuerkolben, welcher einenends den Steuerraum begrenzt, kann entweder als separates Bauteil ausgeführt werden und in diesem Fall anderenends auf die Düsennadel aufgesetzt werden. Alternativ ist es auch möglich, Steuerkolben und Düsennadel einstückig auszuführen.Of the Control piston, which limits the control room at one end, can either executed as a separate component be placed on the nozzle needle at the other end in this case. Alternatively, it is also possible Spool and nozzle needle one piece perform.

Um die Düsennadel bei drucklosem Injektor sicher in ihre Schließstellung zu bringen, ist weiter vorgesehen, zwischen dem Steuerkolben und dem Steuerraumkörper eine Druckfeder vorzusehen. Diese Druckfeder sorgt gleichzeitig dafür, dass Steuerraumkörper und Ventilkörper gegen den Injektorkörper gepresst werden.Around the nozzle needle If the injector is depressurised, it must be safely brought to its closed position. to provide a compression spring between the control piston and the control chamber body. This pressure spring ensures at the same time that control room body and valve body against the injector body be pressed.

Um Fluchtungsfehler zwischen Steuerraum und Düsennadelsitz ausgleichen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, den Querschnitt des Steuerkolbens und/oder der Düsennadel bereichsweise zu verringern, so dass die Biegesteifigkeit des Steuerkolben und/oder der Düsennadel lokal verringert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Querschnitt des Steuerkolbens und/oder der Düsennadel bereichsweise rechteckig ist, wobei eine Länge des rechteckigen Querschnitts vorteilhafterweise dem Durchmesser des Steuerkolbens beziehungsweise der Düsennadel entspricht, und wobei eine Breite des rechteckigen Querschnitts wesentlich geringer, bevorzugt um einen Faktor kleiner 0,3, kleiner als der Durchmesser des Steuerkolbens oder der Düsennadel ist.Around Align misalignment between the control room and nozzle needle seat to can, can be provided according to the invention be, the cross section of the control piston and / or the nozzle needle partially reduce, so that the flexural rigidity of the control piston and / or the nozzle needle locally reduced. This can be done, for example, by that is the cross-section of the control piston and / or the nozzle needle partially rectangular, with a length of the rectangular cross section advantageously the diameter of the control piston or the nozzle needle corresponds, and wherein a width of the rectangular cross section is essential less, preferably by a factor less than 0.3, smaller than that Diameter of the control piston or the nozzle needle is.

Wenn zwei Bereiche mit rechteckigem Querschnitt unmittelbar benachbart und in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet werden, wirken diese beiden Bereiche wie ein Kardangelenk und ermöglichen somit den Ausgleich von Fluchtungsfehlern zwischen Steuerraum und Düsennadelsitz.If two areas of rectangular cross section immediately adjacent and at an angle of 90 ° to each other are arranged, these two areas act like a universal joint and allow thus the compensation of misalignment between control room and Nozzle needle seat.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further Advantages and advantageous embodiments are the following Drawing, the description and the claims can be removed. All in the drawing, the description and the claims described Features can be both individually as well as in any combination with each other invention essential be.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 die schematische Darstellung eines Common-Rail-Einspritzsystems; 1 the schematic representation of a common rail injection system;

2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Injektors; 2 a first embodiment of an injector according to the invention;

3 ein Detail aus 2 mit einem Sitz/Sitz-Steuerventil und 3 a detail from 2 with a seat / seat control valve and

4 ein Detail aus 2 mit einem Sitz/Schieber-Steuerventil. 4 a detail from 2 with a seat / slider control valve.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist ein Common-Rail-Einspritzsystem schematisch dargestellt. Aus einem Kraftstofftank 1 wird Kraftstoff mit Hilfe einer Pumpeinheit 2 in einen Kraftstoffhochdruckspeicher 3 gefördert und mit Hochdruck beaufschlagt. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff wird dann bedarfsabhängig den einzelnen Zylindern der zu versorgenden Brennkraftmaschine zugeteilt. Die Einspritzung des mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoffs erfolgt durch Injektoren 4, 5, 6 und 7. In 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur der Injektor 7 dargestellt.In 1 a common rail injection system is shown schematically. From a fuel tank 1 will fuel with the help of a pump unit 2 in a high-pressure fuel storage 3 promoted and subjected to high pressure. The high-pressure fuel is then allocated as needed to the individual cylinders of the engine to be supplied. The injection of the high-pressure fuel is carried out by injectors 4 . 5 . 6 and 7 , In 1 For reasons of clarity, only the injector is used 7 shown.

Der Injektor 7 ist über einen Hochdruckanschluss 11 mit dem Common-Rail 3 verbunden. Des Weiteren ist der Injektor 7 über einen Kraftstoffrücklauf 13, der nahezu drucklos ist, mit dem Tank 1 hydraulisch verbunden. Der Injektor 7 wird nachfolgend anhand der 2 und 3 näher erläutert.The injector 7 is via a high pressure connection 11 with the common rail 3 connected. Furthermore, the injector 7 via a fuel return 13 , which is almost depressurized, with the tank 1 hydraulically connected. The injector 7 is described below on the basis of 2 and 3 explained in more detail.

Der Injektor 7 umfasst ein Gehäuse 15, in dem eine Düsennadel 17 geführt ist. An dem brennraumfernen Ende des Injektors 7 sind ein erfindungsgemäßes Steuerventil 19 und ein elektromagnetischer Aktuator 21 angeordnet.The injector 7 includes a housing 15 in which a nozzle needle 17 is guided. At the combustion chamber remote end of the injector 7 are a control valve according to the invention 19 and an electromagnetic actuator 21 arranged.

Unterhalb des Steuerventils 19 ist ein Steuerraum 23 in einem Steuerraumkörper 25 ausgebildet. Der Steuerraum 23 wird von einem Steuerkolben 27 begrenzt.Below the control valve 19 is a tax room 23 in a control room body 25 educated. The control room 23 is from a control piston 27 limited.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Steuerkolben 27 mit der Düsennadel 17 durch eine Schweißnaht 29 verbunden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, Steuerkolben 27 und Düsennadel 17 einstückig auszubilden.In the present embodiment, the control piston 27 with the nozzle needle 17 through a weld 29 connected. Of course, there is also the possibility of control piston 27 and nozzle needle 17 to train in one piece.

Um Fluchtungsfehler zwischen dem Steuerraum 23 und der Düsennadel 17 auszugleichen, ist der Querschnitt des Steuerkolbens 27 bereichsweise verringert. Diese Verringerung des Querschnitts erfolgt bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Nuten 31 und 33, wobei die Nuten 31 und 33 um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sind.To misalignment between the control room 23 and the nozzle needle 17 compensate, is the cross section of the control piston 27 partially reduced. This reduction of the cross section takes place in the 2 illustrated embodiment by two grooves 31 and 33 where the grooves 31 and 33 are offset by an angle of 90 ° to each other.

Die Nuten 31 und 33 bewirken eine Reduktion der Biegesteifigkeit des Steuerkolben 27 und wirken ähnlich wie ein Kardangelenk. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den Bereichen unterhalb des Steuerraumkörpers 25 und oberhalb der Düsennadel 17 zwei Paare von Nuten 31 und 37 im Steuerkolben 27 vorhanden.The grooves 31 and 33 cause a reduction in the bending stiffness of the control piston 27 and we ken similar to a universal joint. In the in 2 illustrated embodiment are in the areas below the control room body 25 and above the nozzle needle 17 two pairs of grooves 31 and 37 in the control piston 27 available.

Durch das Zusammenwirken der beiden durch die Nuten 31 und 33 gebildeten "Kardangelenke" können Fluchtungsfehler zwischen Steuerraum 23 und Düsennadel 17 besonders gut ausgeglichen werden.Through the interaction of the two through the grooves 31 and 33 formed "cardan joints" can misalignment between control room 23 and nozzle needle 17 be well balanced.

In den 3 und 4 werden Details erfindungsgemäßer Steuerventile stark vergrößert dargestellt.In the 3 and 4 Details of inventive control valves are shown greatly enlarged.

Bei dem in 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel sind der Steuerraumkörper 25 und ein Ventilkörper 35 des Steuerventils 19 als separate Bauteile ausgebildet. Sowohl der Steuerraumkörper 25 als auch der Teil des Ventilkörpers 35, der mit hohem Innendruck beaufschlagt wird, befinden sich in einem Hochdruckraum 37 des Injektors 7.At the in 3 The first embodiment shown are the control room body 25 and a valve body 35 of the control valve 19 designed as separate components. Both the control room body 25 as well as the part of the valve body 35 , which is subjected to high internal pressure, are located in a high-pressure chamber 37 of the injector 7 ,

Das der Hochdruckanschluss 11, welcher direkt mit dem Common-Rail 3 hydraulisch in Verbindung steht, in den Hochdruckraum 37 mündet, herrscht in dem Hochdruckraum 37 der gleiche Druck wie im Common-Rail 3.The high pressure connection 11 , which directly with the common rail 3 hydraulically communicating in the high pressure room 37 flows, prevails in the high pressure room 37 the same pressure as in the common rail 3 ,

Der Steuerraumkörper 25 wird über eine Schließfeder 39 gegen den Ventilkörper 35 gepresst. Der Ventilkörper 35 wiederum wird ebenfalls durch die Schließfeder 39 gegen einen Absatz 41 des Injektorgehäuses 15 gepresst. Die Schließfeder 39 dient weiter dazu, die Düsennadel 17 gegen einen Düsennadelsitz (ohne Bezugszeichen) zu pressen, wenn der Injektor drucklos ist.The control room body 25 is about a closing spring 39 against the valve body 35 pressed. The valve body 35 in turn is also by the closing spring 39 against a paragraph 41 of the injector housing 15 pressed. The closing spring 39 continues to serve the nozzle needle 17 to press against a nozzle needle seat (without reference numeral) when the injector is depressurized.

Der in 3 oberhalb des Absatzes 41 befindliche Teil des Ventilkörpers 35 dient der Führung eines Ventilkolbens 43 und wird nicht mit dem Raildruck beaufschlagt.The in 3 above the heel 41 located part of the valve body 35 serves to guide a valve piston 43 and is not subjected to the rail pressure.

In dem Ventilkörper 35 und dem Ventilkolben 43 ist ein erster Ringraum 45 ausgebildet. Dieser erste Ringraum 45 steht über eine Querbohrung 47 hydraulisch mit dem Hochdruckraum 30 in Verbindung. Deshalb werden die in 3 unterhalb des Absatzes 41 angeordneten Bereiche des Ventilkörpers 35 im Inneren mit unter Raildruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt.In the valve body 35 and the valve piston 43 is a first annulus 45 educated. This first annulus 45 is over a cross hole 47 hydraulically with the high-pressure chamber 30 in connection. That's why the in 3 below the paragraph 41 arranged areas of the valve body 35 inside pressurized fuel under rail pressure.

Unterhalb eines Ventilsitzes 49, welcher in dem Ventilkörper 35 ausgebildet ist, ist ein zweiter Ringraum 51 ausgebildet.Below a valve seat 49 which is in the valve body 35 is formed, is a second annulus 51 educated.

Der Steuerraum 23 und der Hochdruckraum 37 sind über eine Zulaufdrossel 53 miteinander verbunden. Der Steuerraum 23 und der zweite Ringraum 51 sind über eine Ablaufdrossel 55 hydraulisch miteinander verbunden.The control room 23 and the high pressure room 37 are via an inlet throttle 53 connected with each other. The control room 23 and the second annulus 51 are via an outlet throttle 55 hydraulically connected.

Der Ventilkolben 43 weist eine Durchgangsbohrung 57 auf, die mit dem Kraftstoffrücklauf 13 (siehe 2 hydraulisch in Verbindung steht).The valve piston 43 has a through hole 57 on that with the fuel return 13 (please refer 2 hydraulically connected).

Eine Stirnseite des Steuerraumkörpers 25 ist als Flachsitz ausgebildet. Dieser Flachsitz wirkt mit einer an dem dem Ventilkörper 25 zugewandten Ende des Ventilkolbens 43 angeordneten Dichtkante 59 zusammen. Oberhalb dieser Dichtkante 59 ist ein Dichtkegel 61 ausgebildet, der mit dem Ventilsitz 49 zusammenwirkt.An end face of the control room body 25 is designed as a flat seat. This flat seat acts with a on the valve body 25 facing the end of the valve piston 43 arranged sealing edge 59 together. Above this sealing edge 59 is a sealing cone 61 formed with the valve seat 49 interacts.

Der Ventilkolben 43 ist mit einer Ankerplatte 61 des elektromagnetischen Aktuators 21 verbunden.The valve piston 43 is with an anchor plate 61 of the electromagnetic actuator 21 connected.

Der erfindungsgemäße Injektor 7 arbeitet wie folgt:
In der in 3 dargestellten ersten Schaltstellung ist der Aktuator 21 nicht bestromt, so dass eine Druckfeder 63, welche auf die Ankerplatte 61 und damit auch auf den Ventilkolben 43 wirkt, die Dichtkante 59 des Ventilkolbens 43 gegen den Steuerraumkörper 25 presst. Dadurch hebt der Ventilkegel 60 von dem Ventilsitz 49 ab und es wird eine hydraulische Verbindung zwischen dem Steuerraum 23 über die Ablaufdrossel 55, den zweiten Ringraum 51, den ersten Ringraum 45 und die Querbohrung 47 mit dem Hochdruckraum 37 hergestellt. Infolgedessen herrscht im Steuerraum 23 Raildruck und die Düsennadel 17 ist geschlossen.The injector according to the invention 7 works as follows:
In the in 3 shown first switching position is the actuator 21 not energized, leaving a compression spring 63 pointing to the anchor plate 61 and thus also on the valve piston 43 acts, the sealing edge 59 of the valve piston 43 against the control room body 25 pressed. This raises the valve cone 60 from the valve seat 49 and there will be a hydraulic connection between the control room 23 over the outlet throttle 55 , the second annulus 51 , the first annulus 45 and the transverse bore 47 with the high pressure room 37 produced. As a result, prevails in the control room 23 Rail pressure and the nozzle needle 17 is closed.

Sobald ein Elektromagnet 65 des elektrischen Aktuators bestromt wird, wird die Ankerplatte 61 in 3 nach oben gezogen, so dass der Ventilkegel 60 des Ventilkörpers 43 in Anlage an den Ventilsitz 49 gelangt und somit die hydraulische Verbindung zwischen erstem Ringraum 45 und zweitem Ringraum 51 geschlossen wird. Gleichzeitig hebt durch die Steuerbewegung des Ventilkolbens 43 die Dichtkante 59 von der Stirnseite des Steuerraumkörpers 25 ab, so dass eine hydraulische Verbindung zwischen Steuerraum 23 und dem Kraftstoffrücklauf über die Ablaufdrossel 55 und die Durchgangsbohrung 57 des Ventilkörpers 43 hergestellt wird.Once an electromagnet 65 the electric actuator is energized, the anchor plate 61 in 3 Pulled up, leaving the poppet 60 of the valve body 43 in contact with the valve seat 49 passes and thus the hydraulic connection between the first annulus 45 and second annulus 51 is closed. At the same time lifts by the control movement of the valve piston 43 the sealing edge 59 from the front of the control room body 25 off, leaving a hydraulic connection between control room 23 and the fuel return via the outlet throttle 55 and the through hole 57 of the valve body 43 will be produced.

Da die Ablaufdrossel 55 einen geringeren Strömungswiderstand als die Zulaufdrossel 53 hat, sinkt in dieser zweiten Schaltstellung des Steuerventils 8 der Druck im Steuerraum ab und infolgedessen hebt die Düsennadel 17 von ihrem Düsennadelsitz (ohne Bezugszeichen in 2) ab und es wird Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt.Because the outlet throttle 55 a lower flow resistance than the inlet throttle 53 has, decreases in this second switching position of the control valve 8th the pressure in the control room and consequently raises the nozzle needle 17 from its nozzle needle seat (without reference number in FIG 2 ) and fuel is injected into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Wenn die Einspritzung beendet werden soll, wird der Elektromagnet 65 stromlos geschaltet. Infolgedessen bewegt sich der Ventilkolben 43 in 3 nach unten, bis die Dichtkante 59 auf der Stirnseite des Steuerraumkörpers 25 aufliegt. Dadurch wird die hydraulische Verbindung zwischen erstem Ringraum 45 und zweitem Ringraum 51 wieder hergestellt und es kann sowohl über die Ablaufdrossel 55 als auch über die Ablaufdrossel 53 unter hohem Druck stehender Kraftstoff in den Steuerraum 23 einströmen. Infolgedessen wird die Düsennadel 17 wieder gegen ihren Düsennadelsitz gepresst.When the injection is to be finished, the solenoid becomes 65 de-energized switched. Infol the valve spool moves 43 in 3 down until the sealing edge 59 on the front side of the control room body 25 rests. As a result, the hydraulic connection between the first annulus 45 and second annulus 51 restored and it can be both over the drain throttle 55 as well as the outlet throttle 53 high pressure fuel into the control room 23 flow. As a result, the nozzle needle becomes 17 again pressed against her Düsennadelsitz.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung der Funktion des Steuerventils ergeben hat, ist der erste Ringraum 45 permanent mit unter Raildruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt. Dies gilt während der Zeiten, in denen kein Brennstoff eingespritzt werden soll, auch für den zweiten Ringraum 51.As has been apparent from the foregoing description of the function of the control valve, the first annulus 45 permanently loaded with fuel under rail pressure. This applies during the times when no fuel is to be injected, even for the second annulus 51 ,

Auch die Querbohrung 47 ist permanent mit dem unter Raildruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Durch diese Druckbeanspruchungen im Inneren des Ventilkörpers 35 ergeben sich insbesondere in den Verschneidungsbereichen zwischen der Querbohrung 47 und dem ersten Ringraum 45 sowie an den Durchmesseränderungen am Ventilsitz 49 erhebliche mechanische Spannungen, insbesondere Zugspannungen, in dem Ventilkörper 35.Also the cross hole 47 is permanently exposed to the standing under rail pressure fuel. Due to these pressure stresses inside the valve body 35 arise especially in the areas of intersection between the transverse bore 47 and the first annulus 45 as well as the diameter changes on the valve seat 49 considerable mechanical stresses, in particular tensile stresses, in the valve body 35 ,

Alle innerhalb des Ventilkörpers 35 mit Raildruck beaufschlagten Bereiche (Querbohrung 47, erster Ringraum 45, zweiter Ringraum 51) befinden sich unterhalb des Absatzes 41. Da der unterhalb des Absatzes befindliche Teil des Ventilkörpers 35 in dem Hochdruckraum 37 angeordnet ist, wird dieser Teil des Ventilkörpers 35 auch von außen mit unter Raildruck stehendem Kraftstoff beaufschlagt. Dadurch ergeben sich Druckeigenspannungen, die nach dem Superpositionsprinzip zur Reduktion der in den Innenbereichen des Ventilkörpers vorhandenen Zugspannungen beitragen oder diese sogar vollständig kompensieren.All within the valve body 35 with rail pressure applied areas (transverse bore 47 , first annulus 45 , second annulus 51 ) are below the paragraph 41 , Since the located below the paragraph of the valve body 35 in the high pressure room 37 is arranged, this part of the valve body 35 also from the outside with under rail pressure standing fuel applied. This results in residual compressive stresses that contribute to the superposition principle to reduce the existing in the inner regions of the valve body tensile stresses or even completely compensate for them.

Im Ergebnis werden somit bei dem erfindungsgemäßen Steuerventil 19 die im Inneren des Ventilkörpers 35 herrschenden Zugbeanspruchungen deutlich reduziert oder sogar vollständig durch die Druckbeaufschlagung am Außendurchmesser des Ventilkörpers 35 eliminiert. Infolgedessen steigt die Druckfestigkeit des erfindungsgemäßen Ventilkörpers und es kann auf aufwändige Verrundungs- und Nachbearbeitungsprozesse im Bereich der Verschneidungen zwischen Querbohrung 47 und erstem Ringraum sowie an den Durchmesseränderungen im Bereich des Ventilsitzes 49 verzichtet werden.As a result, thus in the control valve according to the invention 19 the inside of the valve body 35 prevailing tensile stresses significantly reduced or even completely by the pressurization of the outer diameter of the valve body 35 eliminated. As a result, the compressive strength of the valve body according to the invention increases and it can costly rounding and post-processing in the field of intersections between transverse bore 47 and the first annular space and the diameter changes in the region of the valve seat 49 be waived.

In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Steuerraumkörper 25 und der Ventilkörper 35 als getrennte Bauteile ausgebildet. Dadurch kann der Ventilkolben 47 von unten in den Ventilkörper 35 eingeführt werden.In the in 3 illustrated embodiment are the control room body 25 and the valve body 35 designed as separate components. This allows the valve piston 47 from below into the valve body 35 be introduced.

Wenn, wie in 4 dargestellt, der Ventilsitz 49 als Steuerkante ausgebildet wird und der Ventilkolben 47 oberhalb der Dichtkante 49 als Schieber ausgebildet ist, kann der Durchmesser des Ventilkolbens, mit Ausnahme des ersten Ringraums 45, über die gesamte Länge konstant gehalten werden. Somit kann der Ventilkolben 43 von oben in den Ventilkörper 35 eingeführt werden. Selbstverständlich kann auch der im Ventilkolben 47 befindliche Teil des ersten Ringraums 45 entfallen.If, as in 4 shown, the valve seat 49 is designed as a control edge and the valve piston 47 above the sealing edge 49 is designed as a slide, the diameter of the valve piston, with the exception of the first annulus 45 , kept constant over the entire length. Thus, the valve piston 43 from above into the valve body 35 be introduced. Of course, also in the valve piston 47 located part of the first annulus 45 omitted.

Infolgedessen ist es möglich, Ventilkörper 35 und Steuerraumkörper 45 einstückig auszubilden.As a result, it is possible to valve body 35 and control room body 45 to train in one piece.

Bei diesem Ausführungsbeispiel muss ein Hubanschlag des Ventilkolbens 43 vorgesehen werden. Dies kann beispielsweise im Bereich des elektromagnetischen Aktuators 21 erfolgen.In this embodiment, a stroke stop of the valve piston 43 be provided. This can, for example, in the range of the electromagnetic actuator 21 respectively.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels gemäß 4 entspricht dem zuvor beschriebenen.The operation of the embodiment according to the invention according to 4 corresponds to the previously described.

Claims

Injector for an injection system of an internal combustion engine, with a nozzle needle ( 17 ) and with a control valve ( 19 ), the control valve ( 19 ) a valve body ( 35 ) and a valve piston ( 43 ), wherein the control valve ( 19 ) in a first switching position, a hydraulic connection between a control room ( 23 ) and a high pressure room ( 37 ), and wherein the control valve ( 19 ) in a second switching position a hydraulic connection between the control room ( 23 ) and a fuel return ( 13 ), characterized in that the areas of the valve body ( 35 ), which are acted upon in the interior with fuel under high pressure, are also externally acted upon by high-pressure fuel.

Injector according to Claim 1, characterized in that the areas of the valve body which are acted upon with high internal pressure ( 35 ) in the high-pressure space ( 37 ) is arranged.

Injector according to claim 1 or 2, characterized in that in the valve piston ( 43 ) and / or in the valve body ( 35 ) a first annulus ( 45 ) is formed, that in the valve piston ( 43 ) and / or in the valve body ( 35 ) a second annulus ( 51 ) is formed, and that between the first annulus ( 45 ) and second annulus ( 51 ) with the valve body ( 35 ) cooperating first valve seat ( 49 ) or one with the valve body ( 35 ) is formed cooperating control edge.

Injector according to one of the preceding An claims, characterized in that the valve piston ( 43 ) a through hole ( 58 ), that the valve piston ( 43 ) at a control room ( 23 ) facing the through hole ( 58 ) enclosing sealing edge ( 59 ), and that on the control room body ( 25 ) with the sealing edge ( 59 ) is formed cooperating flat seat.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that a high-pressure connection ( 11 ) with the first annulus ( 45 ) communicates hydraulically.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber ( 23 ) with the second annulus ( 51 ) communicates hydraulically.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the control chamber ( 23 ) in a control room body ( 25 ) is formed, that the control room ( 23 ) from a combustion chamber remote end of a control piston ( 27 ) is limited.

Injector according to one of claims 7, characterized in that the valve body ( 35 ) and the control room body ( 25 ) are made in one piece.

Injector according to one of claims 7, characterized in that the control piston ( 27 ) and a nozzle needle ( 17 ) are made in one piece.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that between the control chamber body ( 25 ) and the control piston ( 27 ) a closing spring ( 39 ) is provided, and that the closing spring ( 39 ) the control piston ( 27 ) is acted upon by a force that the control piston ( 27 ) seeks to move in the direction of the first valve seat.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-section of the control piston ( 27 ) and / or the nozzle needle ( 17 ) is partially reduced, so that the flexural rigidity of the control piston ( 27 ) and / or the nozzle needle ( 17 ) is reduced locally.

Injector according to claim 11, characterized in that the cross-section of control pistons ( 27 ) and / or nozzle needle ( 17 ) is rectangular in area, wherein a length of the rectangular cross section of the diameter of the control piston ( 27 ) and / or the nozzle needle ( 17 ), and wherein a width of the rectangular cross section is substantially smaller, preferably by a factor of less than 0.3, smaller than the diameter of the control piston ( 27 ) and / or the nozzle needle ( 17 ).

Injector according to claim 12, characterized that two areas of rectangular cross section immediately adjacent and at an angle of 90 ° to each other are arranged.

Injector according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve ( 19 ) of an electromagnetic actuator ( 21 ), by a piezoelectric actuator or hydraulically operated.