DE102006049830A1

DE102006049830A1 - Kraftstoffeinspritzventileinrichtung

Info

Publication number: DE102006049830A1
Application number: DE102006049830A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stoecklein; Holger Rapp; Andreas Rettich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2008-04-24
Also published as: CN101529079B; WO2008049665A1; CN101529079A; DE502007006957D1; EP2084391B1; EP2084391A1; ATE505639T1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben (42), der ein Ventilkolbenende (41) aufweist, das einen Ventilsteuerraum (48) begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt (39) geführt ist. Um eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, weist das geführte Ventilkolbenende (41) ein sich in axialer Richtung erstreckendes Sackloch (54) auf, das zum Ventilsteuerraum (48) hin offen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben, der ein Ventilkolbenende aufweist, das einen Ventilsteuerraum begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt geführt ist.
Stand der Technik
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 52 604 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Ventilgehäuse bekannt, in dem ein Ventilsitzkörper aufgenommen ist, der auch als Ventilstück bezeichnet wird. Ein Ventilkolben ist in einem Führungsabschnitt des Ventilstücks geführt. Um die Leckage zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilstück gering zu halten, ist das Ventilstück im Bereich des Führungsabschnitts mit Hochdruck umgeben.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben, der ein Ventilkolbenende aufweist, das einen Ventilsteuerraum begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt geführt ist, dadurch gelöst, dass das geführte Ventilkolbenende ein sich in axialer Richtung erstreckendes Sackloch aufweist, das zum Ventilsteuerraum hin offen ist. Der Ventilsteuerraum wird auch als Steuerraum bezeichnet. Das vorzugsweise zentrale Sackloch in dem geführten Ventilkolbenende ist direkt mit dem Steuerraum verbunden und mit Kraftstoff befüllt, der den gleichen Druck aufweist wie der Kraftstoff in dem Steuerraum. Der Steuerraum steht, vorzugsweise über eine Zulaufdrossel, mit einem Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung, aus dem der Steuerraum mit Kraftstoff versorgt wird, der mit Hochdruck beaufschlagt ist. Durch den im Steuerraum und dem damit verbundenen Sackloch herrschenden Hochdruck wird das geführte Ventilkolbenende in dem Führungsabschnitt so verformt, insbesondere aufgeweitet, dass ein Führungsspiel zwischen dem geführten Ventilkolbenende und dem Führungsabschnitt mit zunehmendem Druck kleiner wird. Dadurch kann die Leckage zwischen dem Ventilkolben und dem Führungsabschnitt signifikant reduziert werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sackloch im Bereich des Führungsabschnitts erstreckt. Dadurch wird eine gleichmäßige Verformung des Ventilkolbenendes im Bereich des Führungsabschnitts sichergestellt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt und der Steuerraum in einem Gehäusekörper der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vorgesehen sind. Das hat den Vorteil, dass ein separates Ventilstück entfallen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt und der Steuerraum in einer gemeinsamen Ausnehmung des Gehäusekörpers vorgesehen sind. Dadurch wird die Herstellung der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung die Gestalt eines geraden Kreiszylinders aufweist. Die Ausnehmung wird vorzugsweise von einem Sackloch oder einer Sackbohrung in dem Gehäusekörper gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung ein Kraftstoffzulaufkanal ausgeht. Durch den vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgeführten Kraftstoffzulaufkanal wird der Steuerraum mit Kraftstoff befällt. Vorzugsweise ist der Kraftstoffzulaufkanal mit einer Zulaufdrossel ausgestattet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung ein Kraftstoffablaufkanal ausgeht. Durch den vorzugsweise als Durchgangsbohrung ausgeführten Kraftstoffablaufkanal ist der Steuerraum mit einem Druckentlastungsraum verbindbar, um den Druck in dem Steuerraum gezielt abzubauen. Vorzugsweise ist der Kraftstoffablaufkanal mit einer Ablaufdrossel ausgestattet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sackloch von einer zentralen Sackbohrung gebildet ist. Der Durchmesser des Sacklochs und/oder die Wandstärke des Ventilkolbenendes im Bereich des Sacklochs sind/ist so ausgelegt, dass bei maximalem Druck, das heißt bei maximaler Verformung des Ventilkolbenendes, ein minimales Spiel zwischen dem Ventilkolbenende und dem Führungsabschnitt bestehen bleibt. Dadurch wird ein unerwünschtes Klemmen des Ventilkolbenendes sicher verhindert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Zeichnung
Es zeigen:
1 einen Teil einer herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventileinrichtung im Längsschnitt und
2 einen Teil einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventileinrichtung im Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt in einer auszugsweisen axialen Schnittdarstellung eine herkömmliche Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilgehäuse 1, das auch als Injektorgehäuse bezeichnet wird. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung dient insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff, insbesondere von Dieselkraftstoff, in einen Brennraum einer Gemisch verdichtenden selbstzündenden Brennkraftmaschine. Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil eignet sich jedoch für andere Anwendungsfälle.
Das Ventilgehäuse oder Injektorgehäuse 1 umfasst einen Injektorgehäusegrundkörper 2, in den ein Ventilstück 4 eingeschraubt ist. Das Ventilstück 4 umfasst einen Ventilsitzkörper 5, der mit einer trichterförmigen Vertiefung 6 versehen ist. Die trichterförmige Vertiefung 6 bildet eine Ventilsitzfläche, an der ein (nicht dargestellter) Ventilschließkörper dichtend zur Anlage kommen kann. Auf seiner der trichterförmigen Vertiefung 6 abgewandten Seite ist der Ventilsitzkörper 6 einstückig mit einem Führungskörper 8 verbunden, der ein zentrales Sackloch aufweist, das einen Führungsab schnitt 9 umfasst. In dem Führungsabschnitt 9 des Führungskörpers 8 ist ein Ventilkolbenende 11 eines Ventilkolbens 12 hin und her bewegbar geführt. Bei dem Ventilkolben 12 handelt es sich zum Beispiel um einen Ventilbolzen oder Ankerbolzen der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung. Bei dem Ventilkolben 12 kann es sich auch um einen Teil einer Düsennadel eines Kraftstoffinjektors handeln. Zwischen dem Ventilkolbenende 11 und dem Führungsabschnitt 9 des Führungskörpers 8 ist ein Leckagespalt 14 ausgebildet.
Das Ventilkolbenende 11 begrenzt mit seiner Stirnseite einen Ventilsteuerraum 18, der mit Kraftstoff befüllt ist. Von dem Ventilsteuerraum 18 geht ein Kraftstoffablaufkanal 19 aus, der in die trichterförmige Vertiefung 6 des Ventilsitzkörpers 5 mündet. Der Kraftstoffablaufkanal 19 verläuft, bezogen auf die Längsachse des Ventilkolbens 12 in axialer Richtung und ist im Mündungsbereich der trichterförmigen Vertiefung 6 durch den Ventilschließkörper der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung verschließbar. Über den Kraftstoffablaufkanal 19 ist der Ventilsteuerraum 18 mit einem (nicht dargestellten) Druckentlastungsraum verbindbar. Der Kraftstoffablaufkanal 19 ist mit einer Kraftstoffablaufdrossel ausgestattet.
Über einen Kraftstoffzulaufkanal 20 ist der Ventilsteuerraum 18 mit einem Ringraum 22 verbunden. Der Kraftstoffzulaufkanal 20 ist mit einer Kraftstoffzulaufdrossel ausgestattet. Der Ringraum 22 steht (nicht dargestellt) mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung, aus dem der Ringraum 22 mit Kraftstoff versorgt wird, der mit Hochdruck beaufschlagt ist. Der mit Hochdruck beaufschlagte Kraftstoff gelangt durch den Kraftstoffzulaufkanal 20 in den Ventilsteuerraum 18. Durch den Hochdruck in dem Ventilsteuerraum 18 wird der Führungskörper 8 des Ventilstücks 4 so verformt, dass das Führungsspiel und damit die Spalthöhe des Ventilkolbens 12 kleiner wird. Dieser Effekt führt dazu, dass mit steigendem Druck die Leckage durch den Leckagespalt oder Führungsspalt 15 immer kleiner wird. Dadurch kann die Gesamtleckage der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung reduziert werden.
In 2 ist eine Kraftstoffeinspritzventileinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzventileinrichtung, die auch als Injektor oder Kraftstoffinjektor bezeichnet wird, umfasst ein Injektorgehäuse 31 mit einem Injektorgehäusekörper 32. Der Injektorgehäusekörper 32 umfasst eine trichterförmige Vertiefung 36 und ein zentrales Sackloch 38. Das zentrale Sackloch 38 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders und umfasst einen Führungsabschnitt 39 für ein Ventilkolbenende 41 eines Ventilkolbens 42. Zwischen dem Ventilkolbenende 41 und dem Führungsabschnitt 39 ist ein Leckagespalt 44 ausgebildet, der auch als Führungsspalt bezeichnet wird.
Der Ventilkolben 42 wirkt mit seinem einen (abgeschnitten dargestellten) Ende auf eine (nicht dargestellte) Ventilnadel ein, durch welche die Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine gesteuert wird. Das andere Ende des Ventilkolbens 42, das mit 41 bezeichnet ist, begrenzt mit seiner Stirnseite einen Ventilsteuerraum 48. Der Ventilsteuerraum 48 steht über einen Kraftstoffablaufkanal 49 mit einem Druckentlastungsraum in Verbindung. Der Kraftstoffablaufkanal 49 mündet im Zentrum der trichterförmigen Vertiefung 36 und ist durch einen (nicht dargestellten) Ventilschließkörper verschließbar. Der Kraftstoffablaufkanal 49 ist mit einer Kraftstoffablaufdrossel ausgestattet.
Der Ventilsteuerraum 48 steht über einen Kraftstoffzulaufkanal 50 mit einem zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher in Verbindung. Der Kraftstoffzulaufkanal 50 ist mit einer Kraftstoffzulaufdrossel ausgestattet. Sowohl der Kraftstoffablaufkanal 49 als auch der Kraftstoffzulaufkanal 50 sowie das Sackloch 38 und die trichterförmige Vertiefung 36 sind an beziehungsweise in dem Injektorgehäusekörper vorgesehen. Weitere, zusätzliche Bauteile, wie das aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 52 604 A1 bekannte Ventilstück, können entfallen.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung weist das Ventilkolbenende 41 ein zentrales Sackloch 54 auf, das sich von der den Ventilsteuerraum 48 begrenzenden Stirnseite des Ventilkolbenendes 41 in den Ventilkolben 42 hinein erstreckt. Das zentrale Sackloch 54 ist direkt mit dem Ventilsteuerraum 48 verbunden. Der Durchmesser des zentralen Sacklochs 54 beziehungsweise die Wandstärke des das zentrale Sackloch 54 umgebenden Ventilkolbenendes 41 sind so ausgelegt, dass bei maximal auftretendem Druck, das heißt bei einer maximalen Verformung des Ventilkolbenendes 41, das Führungsspiel in dem Führungsspalt 44 auf keinen Fall kleiner als Null wird. Dadurch wird ein unerwünschtes Klemmen des Ventilkolbenendes 41 in dem Führungsabschnitt 39 verhindert.

Claims

Kraftstoffeinspritzventileinrichtung mit einem Ventilkolben (12; 42), der ein Ventilkolbenende (11; 41) aufweist, das einen Ventilsteuerraum (18; 48) begrenzt und in axialer Richtung in einem Führungsabschnitt (9; 39) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das geführte Ventilkolbenende (41) ein sich in axialer Richtung erstreckendes Sackloch (54) aufweist, das zum Ventilsteuerraum (48) hin offen ist.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sackloch (54) im Bereich des Führungsabschnitts (39) erstreckt.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (39) und der Ventilsteuerraum (48) in einem Gehäusekörper (32) der Kraftstoffeinspritzventileinrichtung vorgesehen sind.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (39) und der Steuerraum (48) in einer gemeinsamen Ausnehmung (38) des Gehäusekörpers (2) vorgesehen sind.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (38) die Gestalt eines geraden Kreiszylinders aufweist.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung (38) ein Kraftstoffzulaufkanal (50) ausgeht.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der Ausnehmung (38) ein Kraftstoffablaufkanal (49) ausgeht.
Kraftstoffeinspritzventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sackloch (54) von einer zentralen Sackbohrung gebildet ist.