DE102006051581A1

DE102006051581A1 - Fuel injector for common-rail-high pressure storage injection system, has cavity formed in injection valve unit, where cavity represents storage space for damping pressure vibration

Info

Publication number: DE102006051581A1
Application number: DE200610051581
Authority: DE
Inventors: Dietmar Uhlmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-05-08

Abstract

The injector has a retaining body (2) for receiving an actuator, which pressurizes a control chamber (24). A needle shaped injection valve unit (23) is directly inserted into a nozzle clamping body (30). A cavity (37) is formed in the valve unit, where the cavity represents a storage space (36) for damping pressure vibration. The nozzle clamping body leads the valve unit into a guiding length. The clamping body includes a shoulder on which a throttle plate is placed.

Description

Stand der TechnikState of the art

DE 196 50 865 A1 bezieht sich auf ein Magnetventil zur Steuerung des Kraftstoffdruckes in einem Steuerraum des Einspritzventils, etwa eines Common-Rail-Hochdruckspeichereinspritzsystems. Über den Kraftstoffdruck im Steuerraum wird eine Hubbewegung eines Ventilkolbens gesteuert, mit dem eine Einspritzöffnung des Einspritzventils geöffnet oder geschlossen wird. Das Magnetventil umfasst einen Elektromagneten, einen beweglichen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilschließfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied, das mit dem Ventilsitz des Magnetventils zusammen wirkt und so den Kraftstoffabfluss aus dem Steuerraum steuert. DE 196 50 865 A1 refers to a solenoid valve for controlling the fuel pressure in a control chamber of the injection valve, such as a common rail high-pressure accumulator injection system. About the fuel pressure in the control chamber, a stroke movement of a valve piston is controlled, with which an injection port of the injection valve is opened or closed. The solenoid valve comprises an electromagnet, a movable armature and a valve member moved with the armature and acted upon by a valve closing spring in the closing direction, which cooperates with the valve seat of the solenoid valve and thus controls the fuel drain from the control chamber.

Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei direkt einspritzenden Verbrennungskraftmaschinen erweist es sich als besonders günstig für den Verlauf der Verbrennung, während des Verbrennungsvorganges mehrfach in kurzen Intervallen Kraftstoff einzuspritzen. Dies erfordert bei schnell laufenden Verbrennungskraftmaschinen sehr schnell schaltende Einspritzventile. Diese schnellen Schaltvorgänge der Einspritzventile führen insbesondere in Verbindung mit hohen hydraulischen Systemdrücken, die ebenfalls zur Verbesserung der Verbrennungsprozesse angestrebt werden, zu Druckschwingungen im Einspritzventil. Die Druckschwingungen können den Schließvorgang des Einspritzventils so beeinflussen, dass unerwünschte Effekte im Verbrennungsablauf und ein erhöhter Verschleiß an mechanischen Komponenten des Einspritzventils auftreten können. Zur Bedämpfung dieser Druckschwingungen eignen sich Speichervolumina ggf. in Verbindung mit hydraulischen Drosselelementen in unmittelbarer Nähe zum Entstehungsort der Schwingung, bei dem es sich in der Regel um den Düsenraum eines Kraftstoffinjektors handelt.at modern internal combustion engines, especially for direct injection Internal combustion engines, it proves to be particularly favorable for the course the combustion, during the Combustion process several times at short intervals fuel inject. This requires in fast-running internal combustion engines very fast switching injectors. These fast switching operations of Lead injectors especially in connection with high hydraulic system pressures, the also aimed at improving combustion processes, to pressure oscillations in the injection valve. The pressure oscillations can the closing of the injection valve so influence that undesirable effects in the combustion process and an elevated one Wear on mechanical components of the injection valve can occur. to attenuation These pressure oscillations are suitable for storage volumes, if necessary in combination with hydraulic throttle elements in the immediate vicinity of the place of origin the vibration, which is usually the nozzle space of a fuel injector.

Bei derzeit bekannten Kraftstoffinjektoren mit einem direkten Betätigungsmechanismus wie z.B. durch einen Piezoaktor oder ein Magnetventil, stehen sowohl ein Aktorraum, in dem entweder ein Piezoaktor oder besagtes Magnetventil aufgenommen ist, als auch der Düsenraum des Kraftstoffinjektors unter Systemdruck der einzuspritzenden Flüssigkeit wie z.B. Kraftstoff. Die Flüssigkeitsvolumina, die die genannten Räume aufzunehmen vermögen, erweisen sich jedoch in ihrer Speicherwirkung oft als zu klein zur wirksamen Be dämpfung der Maxima auftretender Druckschwingungen. Es ist daher anzustreben, zusätzliche Speichervolumina im Kraftstoffinjektor möglichst in unmittelbarer Nähe zum Düsenraum des Kraftstoffinjektors zu schaffen. Der begrenzte Einbauraum im Zylinderkopfbereich einer Verbrennungskraftmaschine erlaubt es jedoch nicht, den Außendurchmesser eines Kraftstoffinjektors signifikant zu vergrößern, um ein zusätzliches Speichervolumen durch Durchmesservergrößerung am Kraftstoffinjektor unterzubringen.at currently known fuel injectors with a direct operating mechanism such as. through a piezoelectric actuator or a solenoid valve, stand both an actuator space in which either a piezoelectric actuator or said solenoid valve is included, as well as the nozzle chamber of the fuel injector under system pressure of the liquid to be injected such as. Fuel. The volumes of liquid, the said rooms to be able to absorb However, in their storage effect often prove to be too small for effective damping the maxima of occurring pressure oscillations. It is therefore desirable to additional Storage volumes in the fuel injector as close as possible to the nozzle chamber to create the fuel injector. The limited installation space in the Cylinder head area of an internal combustion engine, however, allows it not, the outside diameter of a fuel injector to increase significantly to an additional Storage volume by increasing the diameter of the fuel injector accommodate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die bisher zwei verschiedene, separate Komponenten darstellenden Bauteile Düsenkörper und Düsenspannmutter zu einem Teil, einem Düsenspannkörper zu vereinen, um ein maximales Speichervolumen bereitzustellen. Die Verschmelzung von Düsenkörper und Düsenspannmutter zu einem Bauteil, d.h. dem Düsenspannkörper, bietet die Möglichkeit, ein zusätzliches großes Speichervolumen im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors und insbesondere im Bereich der Düsennadel anzuordnen, um Druckschwingungen, verursacht durch den Einspritzvorgang und das nachfolgend erfolgende schnelle Schließen des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventils, entgegen zu wirken. Sich aufbauende Druckschwingungen klingen in dem am Entstehungsort der Druckschwingungen angeordneten zusätzlichen großen Speichervolumen im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors deutlich schneller ab und reduzieren insbesondere den sich an dem bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied einstellenden mechanischen Verschleiß.According to the invention, it is proposed the previously two different, separate components performing Components nozzle body and Nozzle clamping nut to a part, a nozzle tendon too combine to provide a maximum storage volume. The Merging of nozzle body and Nozzle clamping nut to a component, i. the nozzle tensioner offers the possibility, an additional great Storage volume in the high pressure area of the fuel injector and especially in the area of the nozzle needle to arrange pressure oscillations caused by the injection process and the subsequent rapid closing of the preferably needle-shaped injection valve, counteract. Self-building pressure vibrations sound in the arranged at the place of origin of the pressure oscillations additional huge Storage volume in the high pressure region of the fuel injector significantly faster and reduce in particular to the preferred acicular trained injection valve member adjusting mechanical wear.

In einem Ausführungsbeispiel kann ein zusätzliches großes Speichervolumen in der Größenordnung von etwa 2000 mm³ dadurch bereitgestellt werden, dass der Düsenspannkörper, d.h. das aus der Verschmelzung von Düsenkörper und Düsenspannmutter hervorgehende Bauteil einen Durchmesser D₁ von 13 mm, einen Durchmesser D₂ von 6 mm, einen Durchmesser von D₃ von 12 mm sowie einen Durchmesser d₄ von 3,7 mm, eine Länge l₁ von 14 mm und eine Länge l₂ von 3 mm aufweist, um ein Beispiel zu nennen. Selbstverständlich sind in Abweichung von der vorgenannten Geometrie auch andere Abmaße des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Düsenspannkörpers je nach Anwendungsfall möglich, um das zusätzliche große Speichervolumen möglichst nah am Entstehungsort der Druckschwingungen in einem Kraftstoffinjektor unterzubringen.In one embodiment, an additional large storage volume on the order of about 2000 mm ^{3 may} be provided by having the nozzle chuck body, ie the component resulting from the merging of the nozzle body and nozzle chuck, have a diameter D ₁ of 13 mm, a diameter D ₂ of 6 mm , a diameter D ₃ of 12 mm and a diameter d ₄ of 3.7 mm, a length l ₁ of 14 mm and a length l ₂ of 3 mm, for example. Of course, in deviation from the aforementioned geometry, other dimensions of the present invention proposed nozzle clamping body depending on the application possible to accommodate the additional large storage volume as close as possible to the source of pressure oscillations in a fuel injector.

Bei Verwirklichung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen großen Speichervolumens kann die Länge von Fixierstiften reduziert werden, die bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung Haltekörper, Ventilplatte und Außenplatte miteinander verbinden. Am erfindungsgemäß vorgeschlagenen Düsenspannkörper, der aus einer Verschmelzung der Bauteile Düsenkörper und Düsenspannmutter hervorgeht, sind dementsprechend die Fixiernuten entfallen. Die lagegenaue Positionierung der Einspritzöffnungen und eine ausreichende Pressung zwischen der Drosselplatte und dem Düsenspannkörper kann bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Düsenspannkörper über den Winkelanzug, d.h. das auf diesen bei der Montage aufgebrachte Drehmoment eingestellt werden. Die äußere Kontur des Kraftstoffinjektors hinsichtlich Länge und Durchmesser sowie alle übrigen Teile bleiben der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend unverändert.When implementing the inventively proposed additional large storage volume, the length of fixing pins can be reduced, which connect together in the proposed solution according to the invention holding body, valve plate and outer plate. At the inventively proposed nozzle clamping body, which emerges from a fusion of the components nozzle body and nozzle retaining nut, the fixing grooves are accordingly omitted. The exact positioning of the injection openings and a sufficient pressure between the throttle plate and the nozzle In the case of the nozzle tensioning body proposed according to the invention, the tensioning body can be adjusted via the angle suit, that is to say the torque applied thereto during assembly. The outer contour of the fuel injector in terms of length and diameter and all other parts remain unchanged according to the invention proposed solution.

In einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Düsenspannkörpers kann ein düsennahes zusätzliches Speichervolumen bereitgestellt werden. Die in den Düsenspannkörper eingelegte Drosselplatte der Ablauf- und Zulaufdrossel, die für den Steuerraum des Kraftstoffinjektors ausgebildet sind, liegt breitflächig auf einer Schulter des Düsenspannkörpers auf. Eine Freisetzung an der Unterseite der Drosselplatte kann dazu ausgenutzt werden, die lokale Flächenpressung zwischen der Unterseite der Drosselplatte und der Kontaktfläche, d.h. der innen am Düsenspannkörper ausgebildeten umlaufenden Schulter zu erhöhen. Der im Inneren des zusätzlichen Speichervolumens herrschende Druck unterstützt im Schulterbereich die Pressung zwischen der unteren Stirnseite der Drosselplatte und der Oberseite der Schulter des Düsenspannkörpers.In a first embodiment of the invention proposed Nozzle tension body can a nozzle close additional Storage volume can be provided. The inserted into the nozzle retaining body Throttle plate of the drain and inlet throttle, for the control room are formed of the fuel injector, lies on a wide area a shoulder of the nozzle retaining body. A release at the bottom of the throttle plate can be exploited be, the local surface pressure between the bottom of the throttle plate and the contact surface, i. the inside formed on the nozzle tension body to increase circumferential shoulder. The inside of the extra Storage volume prevailing pressure supports the pressure in the shoulder area between the lower end of the throttle plate and the top the shoulder of the nozzle tension body.

In einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Düsenspannkörpers wird in den Düsenspannkörper, das Einspritzventil umgebend, eine Speicherhülse integriert. In der Wandung der Speicherhülse ist eine Drossel integriert. Die Anordnung der Speicherhülse im Düsenspannkörper verringert einerseits aufgrund ihres Platzbedarfes das absolute Speichervolumen, andererseits bietet die in der Wand der Speicherhülse ausgebildete Drossel eine erhebliche Verbesserung der Bedämpfung der Druckschwingungen.In a further embodiment of the invention proposed Nozzle tension body becomes in the nozzle tension body, the Surrounding injector, a storage sleeve integrated. In the wall the storage sleeve is a throttle integrated. The arrangement of the storage sleeve in the nozzle chuck body reduced on the one hand, due to their space requirement, the absolute storage volume, On the other hand, the trained in the wall of the storage sleeve Throttle a significant improvement in the damping of pressure oscillations.

Zeichnungendrawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1 die wesentlichen Komponenten eines Kraftstoffinjektors gemäß des Standes der Technik, 1 the essential components of a fuel injector according to the prior art,

2 eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einem Düsenspannkörper, und 2 a first embodiment of the present invention proposed fuel injector with a nozzle tension body, and

3 eine weiter Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einem zusätzlichen Speichervolumen, dargestellt durch einen Düsenspannkörper mit einer in diesen eingelassenen Speicherhülse. 3 a further embodiment of the present invention proposed fuel injector with an additional storage volume, represented by a nozzle tension body with a recessed in this storage sleeve.

Ausführungsvariantenvariants

In der Darstellung gemäß 1 sind die Komponenten eines Kraftstoffinjektors gemäß des Standes der Technik zu entnehmen.In the illustration according to 1 the components of a fuel injector according to the prior art can be seen.

Der in 1 dargestellte Kraftstoffinjektor 1 umfasst einen Haltekörper 2. Im Haltekörper 2 befindet sich eine Aktorpatrone mit Aktor, der in einer Aktorraumbohrung 11 untergebracht ist. Ein Kopplerkolben 10 überträgt den Aktorhub auf einen Ventilbolzen 14. Aus dem in 1 in vergrößertem Maßstab dargestellten Ausschnitt des Kraftstoffinjektors 1 geht hervor, dass durch den Haltekörper 2 ein Hochdruckzulauf 12 verläuft, über den ein mit Bezugszeichen 24 kenntlich gemachter Steuerraum mit unter einem Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt wird. Unter Systemdruck wird nachfolgend ein Druckniveau verstanden, welches z.B. innerhalb eines Hochdruckspeicherkörpers (Common-Rail) eines Hochdruckkraftstoffeinspritzsystems herrscht. Im Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail) wird der Systemdruck z.B. durch eine Hochdruckpumpe oder dergleichen erzeugt. Der im Hochdruckspeicher (Common-Rail) herrschende Systemdruck steht über den Hochdruckzulauf 12, eine in einer Ventilplatte 13 ausgebildete Bohrung sowie über eine in einer Drosselplatte 33 ausgebildete Bohrung im Steuerraum 24 des Kraftstoffinjektors 1 an.The in 1 illustrated fuel injector 1 includes a holding body 2 , In the holding body 2 There is an actuator cartridge with actuator, which is located in a Aktorraumbohrung 11 is housed. A coupler piston 10 transfers the actuator stroke to a valve pin 14 , From the in 1 on an enlarged scale section of the fuel injector shown 1 shows that through the holding body 2 a high pressure inlet 12 runs over the one with reference numerals 24 indicated control chamber is acted upon by standing under a system pressure fuel. System pressure is understood below to mean a pressure level which prevails, for example, within a high-pressure reservoir body (common rail) of a high-pressure fuel injection system. In the high-pressure storage body (common rail), the system pressure is generated, for example, by a high-pressure pump or the like. The system pressure prevailing in the high-pressure accumulator (common rail) is above the high-pressure inlet 12 , one in a valve plate 13 trained bore and one in a throttle plate 33 trained hole in the control room 24 of the fuel injector 1 at.

Der zur Betätigung des Kraftstoffinjektors 1 eingesetzte Aktor drückt über den Kopplerkolben 10 auf den Ventilbolzen 14, der mittels einer Ventilfeder 15 vorgespannt ist, wobei der Aktor exzentrisch zur Injektorachse 16 angeordnet ist. Unterhalb des Ventilbolzens 14 verläuft ein Kanal durch die Drosselplatte 33. Die Befüllung des Steuerraumes 24 erfolgt über eine Zulaufdrossel 35, die in der Drosselplatte 33 ausgebildet ist und die in der Darstellung gemäß 2 eingezeichnet ist. Die Entleerung des Steuerraumes 24 erfolgt über eine nicht näher dargestellte Ablaufdrossel die ebenfalls in der Drosselplatte 33 ausgebildet ist. Der Haltekörper 2 des Kraftstoffinjektors 1, innerhalb dessen der Hochdruckzulauf 12 verläuft, steht über eine Düsenspannmutter 22 mit einem Düsenkörper 20 in Verbindung. Zwischen Haltekörper 2 und Düsenkörper 20 sind die Ventilplatte 13 sowie die Drosselplatte 33 eingespannt. Beim Anziehen der Düsenspannmutter 22 mit einem definierten Anzugsdrehmoment bilden Haltekörper 2, Ventilplatte 13, Drosselplatte 33 sowie der Düsenkörper 20 einen vorgespannten Schraubverbund.The for actuating the fuel injector 1 inserted actuator pushes over the coupler piston 10 on the valve pin 14 that by means of a valve spring 15 biased, wherein the actuator is eccentric to the injector axis 16 is arranged. Below the valve pin 14 a channel passes through the throttle plate 33 , The filling of the control room 24 via an inlet throttle 35 that in the throttle plate 33 is formed and in the representation according to 2 is drawn. The emptying of the control room 24 takes place via a non-illustrated outlet throttle which also in the throttle plate 33 is trained. The holding body 2 of the fuel injector 1 , within which the high-pressure inlet 12 runs, stands over a nozzle retaining nut 22 with a nozzle body 20 in connection. Between holding body 2 and nozzle body 20 are the valve plate 13 as well as the throttle plate 33 clamped. When tightening the nozzle retaining nut 22 with a defined tightening torque form holding body 2 , Valve plate 13 , Throttle plate 33 as well as the nozzle body 20 a preloaded screw connection.

Bei der in 1 dargestellten, aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsvariante des Kraftstoffinjektors 1, stehen zusätzliche Speichervolumina im Kraftstoffinjektor 1 in unmittelbarer Nähe zum Düsenraum 21 nicht zur Verfügung. Aus Einbaugründen und den beengten Platzverhältnissen im Zylinderkopfbereich der Verbrennungskraftmaschine Rechnung tragend, ist eine Durchmesservergrößerung des in 1 dargestellten Kraftstoffinjektors 1 nicht möglich.At the in 1 illustrated, known from the prior art embodiment of the fuel injector 1 , are additional storage volumes in the fuel injector 1 in the immediate vicinity of the nozzle room 21 not available. For reasons of installation and the limited space in the cylinder head area of Verbrennungskraftma bearing an increase in diameter of the in 1 illustrated fuel injector 1 not possible.

Der Darstellung gemäß 2 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen Speichervolumens in Düsenraumnähe eines Kraftstoffinjektors zu entnehmen.The representation according to 2 is a first embodiment of the inventive inventively proposed additional storage volume in the nozzle chamber near a fuel injector refer.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektor 1 gemäß der Schnittdarstellung in 2 sind der Haltekörper 2, die Ventilplatte 13 und die Drosselplatte 33 über einen Düsenspannkörper 30 miteinander verbunden. Der Düsenspannkörper 30 kann analog zum in 1 dargestellten Kraftstoffinjektor 1 gemäß dem Stand der Technik mittels eines Gewindes mit der Außenseite des Haltekörpers 2 verbunden sein. Der Düsenspannkörper 30 stellt eine Verschmelzung der in 1 dargestellten Bauteile Düsenkörper 20 und Düsenspannmutter 22 zu einem einzigen Bauteil dar. An die Stelle des in 1 dargestellten, mit Bezugszeichen 21 bezeichneten Düsenraumes ist bei der ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors 1 gemäß der Darstellung in 2 ein im Düsenspannkörper 30 ausgebildeter Hohlraum 37 getreten, der ein zusätzliches Speichervolumen 36 darstellt.In the fuel injector according to the invention 1 according to the sectional view in 2 are the holding body 2 , the valve plate 13 and the throttle plate 33 via a nozzle tension body 30 connected with each other. The nozzle tension body 30 can be analogous to in 1 illustrated fuel injector 1 according to the prior art by means of a thread with the outside of the holding body 2 be connected. The nozzle tension body 30 represents a merger of in 1 illustrated components nozzle body 20 and nozzle retaining nut 22 to a single component. In place of in 1 shown, with reference numerals 21 designated nozzle space is in the first embodiment of the fuel injector according to the invention 1 as shown in 2 a in the nozzle tension body 30 trained cavity 37 stepped, which is an additional storage volume 36 represents.

Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ruht die Drosselplatte 33 mit ihrer Kontaktfläche 46 auf einer an der Innenumfangsfläche des Düsenspannkörpers 30 ausgebildeten Schulter 31. An der Schulter 31 ist der Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 gegenüberliegend eine Schulterfläche 32 ausgebildet, die einen ringförmigen Verlauf aufweist. In der Darstellung gemäß 2 sind die Ventilplatte 13 und die Drosselplatte 33 durch den Düsenspannkörper 30 gegen den Haltekörper 2 vorgespannt. Die Drosselplatte 33 stützt sich auf der Schulterfläche 32 der Schulter 31 ab. In der Drosselplatte 33 sind neben einer Zulaufdrossel 35, die der Befüllung des Steuerraumes 24 mit Kraftstoff dient auch eine Ablaufdrossel ausgebildet. Die Ablaufdrossel ist, da sie nicht in der Schnittebene gemäß der Darstellung mit 2 liegt, in dieser nicht dargestellt. Über die Ablaufdrossel erfolgt eine Druckentlastung des Steuerraumes 24.At the in 2 shown first embodiment of the invention proposed solution rests the throttle plate 33 with their contact surface 46 on one of the inner peripheral surface of the nozzle chuck body 30 trained shoulder 31 , At the shoulder 31 is the contact surface 46 the throttle plate 33 opposite a shoulder surface 32 formed, which has an annular course. In the illustration according to 2 are the valve plate 13 and the throttle plate 33 through the nozzle retaining body 30 against the holding body 2 biased. The throttle plate 33 rests on the shoulder surface 32 the shoulder 31 from. In the throttle plate 33 are next to an inlet throttle 35 that the filling of the control room 24 with fuel also serves a drain throttle. The outlet throttle is, since they are not in the cutting plane as shown 2 is not shown in this. About the outlet throttle is a pressure relief of the control room 24 ,

Während bei dem in 1 dargestellten Kraftstoffinjektor 1 gemäß des Standes der Technik der Haltekörper 2, die Ventilplatte 13, die Drosselplatte 33 und der Düsenkörper 20 durch Positionierstifte lagerichtig zueinander ausgerichtet sind, können bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 1 bei Verwendung des Düsenspannkörpers 30 kürzere Stifte eingesetzt werden, mit denen lediglich der Haltekörper 2, die Ventilplatte 13 und die Drosselplatte 33 zueinander positioniert werden. Die lagerichtige Positionierung des Düsenspannkörpers 30 kann durch ein drehwinkelgesteuertes Anzugsverfahren beim Aufbringen des Anzugsmomentes sichergestellt werden. Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 1 mündet der Hochdruckzulauf 12 in einen Zulaufabschnitt 34, der in der Drosselplatte 33 oberhalb des Hohlraumes 37 im Düsenspannkörper 30 ausgebildet ist.While at the in 1 illustrated fuel injector 1 according to the prior art, the holding body 2 , the valve plate 13 , the throttle plate 33 and the nozzle body 20 are aligned in the correct position by positioning pins to each other, in the in 2 shown first embodiment of the inventively proposed fuel injector 1 when using the nozzle retaining body 30 shorter pins are used, with which only the holding body 2 , the valve plate 13 and the throttle plate 33 be positioned to each other. The correct position of the nozzle tension body 30 can be ensured by a rotation angle controlled tightening process when applying the tightening torque. At the in 2 shown first embodiment of the inventively proposed fuel injector 1 opens the high-pressure inlet 12 in an inlet section 34 that's in the throttle plate 33 above the cavity 37 in the nozzle retaining body 30 is trained.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung des Düsenspannkörpers 30, den Hohlraum 37 enthaltend, wird ein düsennahes zusätzliches Speichervolumen 36 geschaffen. Durch den im Hohlraum 37 wirkenden, über den Hochdruckzulauf 12 und den Zulaufabschnitt 34 anstehenden Systemdruck wird durch den Innendruck p_i innerhalb des Hohlraumes 37 die Schulter 31 im Inneren des Düsenspannkörpers 30 dichtend an die Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 angestellt. Da an der der Schulterfläche 32 gegenüberliegenden Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 eine Ringnut 45 ausgebildet ist, kann die lokale Flächenpressung zwischen der Schulterfläche 32 und der Ringnut 45 erhöht werden. Der Innendruck p_i im Hohlraum 37, welcher das zusätzliche düsennahe Speichervolumen 36 aufnimmt, unterstützt im Bereich der Schulter 31 die Pressung zwischen der Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 und der Schulterfläche 32 des Düsenspannkörpers 30.By inventively proposed training of the nozzle tension body 30 , the cavity 37 containing, is a near-nozzle additional storage volume 36 created. By the in the cavity 37 acting, on the high-pressure inlet 12 and the inlet section 34 pending system pressure is due to the internal pressure p _i within the cavity 37 the shoulder 31 inside the nozzle retaining body 30 sealing to the contact surface 46 the throttle plate 33 hired. Because of the shoulder surface 32 opposite contact surface 46 the throttle plate 33 an annular groove 45 is formed, the local surface pressure between the shoulder surface 32 and the ring groove 45 increase. The internal pressure p _i in the cavity 37 , which the additional near-nozzle storage volume 36 supports in the shoulder area 31 the pressure between the contact surface 46 the throttle plate 33 and the shoulder surface 32 of the nozzle retaining body 30 ,

Der durch den Haltekörper 2 verlaufende Hochdruckzulauf 12 mündet nach Passage des Zulaufabschnittes 34 der Drosselplatte 33 in den Hohlraum 37 innerhalb des Düsenspannkörpers 30. Der Hohlraum 37 des Düsenspannkörpers 30 ist derart beschaffen, dass der Hohlraum 37 innerhalb einer ersten Länge l₁ einen Innendurchmesser D₁ aufweist. Dieser Innendurchmesser D₁ übersteigt einen Innendurchmesser D₃ des Hohlraumes 37 im Düsenspannkörper 30 innerhalb einer zweiten Länge l₂. Mit D₂ ist der Außendurchmesser des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 bezeichnet. Der Außendurchmesser D₂ des Einspritzventilgliedes 23 übersteigt innerhalb der ersten Länge l₁ des Hohlraumes 37 einen Außendurchmesser D₄, den das bevorzugt nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied 23 innerhalb der zweiten Länge l₂ des Hohlraumes 37 innerhalb des Düsenspannkörpers 30 annimmt.The through the holding body 2 running high-pressure inlet 12 opens after passage of the inlet section 34 the throttle plate 33 in the cavity 37 within the nozzle tendon 30 , The cavity 37 of the nozzle retaining body 30 is such that the cavity 37 within a first length l _{1 has} an inner diameter D ₁ . This inner diameter D ₁ exceeds an inner diameter D _{3 of} the cavity 37 in the nozzle retaining body 30 within a second length l ₂ . With D ₂ , the outer diameter of the preferably needle-shaped injection valve member 23 designated. The outer diameter D _{2 of} the injection valve member 23 exceeds ₁ l of the cavity within the first length 37 an outer diameter D ₄ , the preferred needle-shaped injection valve member 23 within the second length l _{2 of} the cavity 37 within the nozzle tendon 30 accepts.

Das durch den Hohlraum 37 gebildete zusätzliche Speichervolumen 36 im düsennahen Bereich des Kraftstoffinjektors 1 gemäß der ersten Ausführungsvariante in 2 nimmt ein Volumen von etwa 2000 mm³ an, wenn D₁ = 13 mm, D₂ = 6 mm, D₃ = 12 mm, D₄ = 3,7 mm, l₁ = 14 mm und l₂ = 3 mm gewählt wird.That through the cavity 37 formed additional storage volume 36 near the nozzle of the fuel injector 1 according to the first embodiment in 2 assumes a volume of about 2000 mm ³ when D ₁ = 13 mm, D ₂ = 6 mm, D ₃ = 12 mm, D ₄ = 3.7 mm, l ₁ = 14 mm and l ₂ = 3 mm is selected ,

Durch die in der ersten Ausführungsvariante gemäß 2 beschriebene Geometrie des Düsenspannkörpers 30 wird erreicht, dass die äußere Kontur des Kraftstoffinjektors 1 hin sichtlich von dessen Länge und dessen Durchmesser sowie alle übrigen Teile unverändert bleiben.By in the first embodiment according to 2 described geometry of the nozzle clamping body 30 is achieved that the outer contour of the fuel injector 1 visibly of its length and its diameter and all other parts remain unchanged.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass aufgrund des Verlaufes des Hochdruckzulaufes 12 durch den Haltekörper 2 der Piezoaktor in diesen mit einer Exzentrizität in Bezug auf die Injektorachse 16 angeordnet wird. Der Piezoaktor wirkt indirekt auf den Ventilkolben 14, dem eine Ventilfeder 15 zugeordnet ist.For completeness, it should be mentioned that due to the course of the high-pressure inlet 12 through the holding body 2 the piezo actuator in these with an eccentricity with respect to the injector axis 16 is arranged. The piezo actuator acts indirectly on the valve piston 14 which has a valve spring 15 assigned.

Der Hohlraum 37 bildet ein zusätzliches großes Speichervolumen 36 im Hochdruckbereich im düsennahen Bereich des Kraftstoffinjektors 1 exakt dort, wo die Druckschwingungen bzw. Druckpulsationen durch die Einspritzvorgänge und einem nachfolgend schnellen Schließen des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 ausgelöst werden. Durch das Vorhalten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen Speichervolumens 36 klingen die Druckschwingungen deutlich schneller ab und reduzieren insbesondere den mechanischen Verschleiß an dem bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied 23.The cavity 37 forms an additional large storage volume 36 in the high-pressure region near the nozzle of the fuel injector 1 exactly where the pressure oscillations or pressure pulsations through the injection processes and a subsequent rapid closing of the needle-shaped injection valve member 23 to be triggered. By providing the inventively proposed additional storage volume 36 The pressure oscillations decrease significantly faster and in particular reduce the mechanical wear on the preferably needle-shaped injection valve member 23 ,

3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors mit einem Düsenspannkörper, in den eine Speicherhülse integriert ist. Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass der Kraftstoffinjektor 1 den Düsenspannkörper 30 aufweist, der ein Innengewinde enthält. Dieses Innengewinde wird auf einen Außengewindeabschnitt an der Außenumfangsfläche des Haltekörpers 2 aufgeschraubt. Der Schraubverbund aus Düsenspannkörper 30 und Haltekörper 2 fixiert die Ventilplatte 13 und die Drosselplatte 33. Die Drosselplatte 33 ist mit ihrer Kontaktfläche 46 gegen die Schulterfläche der Schulter 31 des Düsenspannkörpers 30 dichtend angestellt. Aufgrund der in der Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 verlaufenden Ringnut 45 kann die Flächenpressung zwischen der Schulterfläche 32 der Schulter 31 und der Kontaktfläche 46 der Drosselplatte 33 signifikant erhöht werden. 3 shows a further embodiment of the inventively proposed fuel injector with a nozzle tension body, in which a storage sleeve is integrated. From the illustration according to 3 it turns out that the fuel injector 1 the nozzle retaining body 30 having an internal thread. This internal thread is applied to a male threaded portion on the outer peripheral surface of the holder body 2 screwed. The screw connection of nozzle tensioning body 30 and holding body 2 fixes the valve plate 13 and the throttle plate 33 , The throttle plate 33 is with her contact surface 46 against the shoulder surface of the shoulder 31 of the nozzle retaining body 30 hermetically employed. Because of in the contact area 46 the throttle plate 33 extending annular groove 45 can the surface pressure between the shoulder surface 32 the shoulder 31 and the contact surface 46 the throttle plate 33 be significantly increased.

Im Unterschied zur in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 1 befindet sich innerhalb des Düsenspannkörpers 30 eine Speicherhülse 38. Deren Wanddicke ist durch Bezugszeichen 39 angedeutet. Die Speicherhülse 38 unterteilt den Hohlraum des Düsenspannkörpers 30 in ein erstes, innen liegendes Teilvolumen 47 und ein zweites, außen liegendes Teilvolumen 48. Die beiden Teilvolumina 47 bzw. 48 stehen über eine Speicherdrossel 40, die in der Wand der Speicherhülse 38 ausgebildet ist, hydraulisch miteinander in Verbindung. Durch den Einsatz der Speicherhülse 38 verringert sich einerseits das absolute Speichervolumen 36, andererseits wird die Dämpfung von Druckschwingungen durch den Einsatz der Speicherdrossel 40, die in der Wand der Speicherhülse 38 ausgebildet ist, nochmals verbessert. Die Druck schwingungsanregung durch den Schließvorgang des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 wirkt sich zuerst auf das erste, innen liegende Teilvolumen 47 aus. Die in dem ersten Teilvolumen 47 angeregte Druckschwingung bewirkt einen Volumenstrom durch die Speicherdrossel 40 in das außen liegende, zweite Teilvolumen 48. Die Drosselwirkung der Speicherdrossel 40 wandelt die kinetische Energie dieses Volumenstroms in Wärme um und bedampft so zusätzlich die unerwünschte Druckschwingung im düsennahen Bereich. Die Speicherhülse 38 kann durch Einschrumpfen, Einpressen oder andere geeignete Fertigungsverfahren dichtend mit dem Düsenspannkörper 30 verbunden werden.Unlike in 2 shown first embodiment of the inventively proposed fuel injector 1 is located inside the nozzle tendon 30 a storage sleeve 38 , Its wall thickness is indicated by reference numerals 39 indicated. The storage sleeve 38 divides the cavity of the nozzle tension body 30 in a first, internal partial volume 47 and a second, outer subvolume 48 , The two partial volumes 47 respectively. 48 stand over a storage throttle 40 placed in the wall of the storage sleeve 38 is formed, hydraulically connected to each other. Through the use of the storage sleeve 38 On the one hand, the absolute storage volume is reduced 36 On the other hand, the damping of pressure oscillations by the use of the storage throttle 40 placed in the wall of the storage sleeve 38 is formed, again improved. The pressure oscillation excitation by the closing operation of the preferably needle-shaped injection valve member 23 first affects the first, internal partial volume 47 out. The in the first partial volume 47 excited pressure oscillation causes a volume flow through the storage throttle 40 in the outer, second sub-volume 48 , The throttle effect of the storage throttle 40 converts the kinetic energy of this volume flow into heat and vaporized in addition to the unwanted pressure oscillation in the vicinity of the nozzle. The storage sleeve 38 can be sealed to the nozzle chuck body by shrink-fitting, press-fitting, or other suitable manufacturing process 30 get connected.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass auch in der zweiten, in 3 dargestellten Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors der Piezoaktor exzentrisch zur Injektorachse 16 angeordnet ist. Dies findet seine Ursache im Verlauf des Hochdruckzulaufes 12 durch den Haltekörper 2, der in der Drosselplatte 33 in den Zulaufabschnitt 34 mündet. Über den Zulaufabschnitt 34 steht Systemdruck im ersten Teilvolumen 47 innerhalb der Speicherhülse 38 an. Die Wandstärke der im Inneren des Düsenspannkörpers 30 vorgesehenen Speicherhülse 38 ist durch Bezugszeichen 39 angedeutet. Am Umfang des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 befindet sich mindestens ein Anschliff 41, über den aus dem ersten Speichervolumen 47 entlang der Führungslänge 42 unter Systemdruck stehender Kraftstoff dem nicht dargestellten brennraumseitigen Ende des Kraftstoffinjektorss 1 zuströmt.For completeness, it should be mentioned that in the second, in 3 illustrated embodiment of the inventively proposed fuel injector of the piezoelectric actuator eccentric to the injector axis 16 is arranged. This finds its cause in the course of the high-pressure inlet 12 through the holding body 2 that's in the throttle plate 33 in the inlet section 34 empties. About the inlet section 34 system pressure is in the first partial volume 47 inside the storage sleeve 38 at. The wall thickness of the inside of the nozzle tension body 30 provided storage sleeve 38 is by reference numerals 39 indicated. At the periphery of the preferably needle-shaped injection valve member 23 there is at least one bevel 41 , over from the first storage volume 47 along the guide length 42 under system pressure fuel to the unillustrated combustion chamber end of the Kraftstoffinjektorss 1 flows in.

Am Umfang des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 23 ist mindestens ein Anschliff 41 ausgebildet.At the periphery of the preferably needle-shaped injection valve member 23 is at least one bevel 41 educated.

Claims

Fuel injector for injecting high-pressure liquids with a holding body ( 2 ), in which an actuator for pressure loading of a control room ( 24 ) is received and with a particular needle-shaped injection valve member ( 23 ), characterized in that the injection valve member ( 23 ) directly in a nozzle holding body ( 30 ) in which a cavity ( 37 ), which is a storage volume ( 36 . 47 . 48 ) represents the damping of pressure oscillations.

Fuel injector according to claim 1, characterized characterized in that the nozzle retaining body ( 30 ) the preferred needle-shaped injection valve member ( 23 ) in a guide length ( 42 ) leads nozzle body free.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the nozzle tensioning body ( 30 ) a single contiguous additional storage volume ( 36 ) or two separate but hydraulically interconnected partial volumes ( 47 . 48 ) stockpiled.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the nozzle tensioning body ( 30 ) one shoulder ( 31 ), on which a throttle plate ( 33 ) rests.

Fuel injector according to claim 4, characterized in that the shoulder ( 31 ) on the inner circumferential surface of the nozzle retaining body ( 30 ) an annular shoulder surface ( 32 ) having a contact surface ( 46 ) of the throttle plate ( 33 ) is opposite.

Fuel injector according to claim 3, characterized in that the one, contiguous storage volume ( 36 ) or one of the two partial volumes ( 47 . 48 ) of the nozzle tensioning body ( 30 ) via one in the throttle plate ( 33 ) formed inlet section ( 34 ) with a high-pressure inlet ( 12 ) in the holding body ( 2 ) communicates hydraulically.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that in the cavity ( 37 ) of the nozzle tensioning body ( 30 ) Pending internal pressure (p _i ) the shoulder ( 31 ) and to the contact surface ( 46 ) of the throttle plate ( 33 ).

Fuel injector according to claim 4, characterized in that at the contact surface ( 46 ) of the throttle plate ( 33 ) an annular groove ( 45 ) is designed to increase the surface pressure.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the nozzle tensioning body ( 30 ) a storage sleeve ( 38 ), which has a first partial volume ( 47 ) of a second partial volume ( 48 ) within the nozzle tendon ( 30 ) separates.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the first in the nozzle clamping body ( 30 ) stored partial volumes ( 47 ) with the second in the nozzle clamping body ( 30 ) stored partial volumes ( 48 ) via a storage throttle ( 40 ) in the wall of the storage sleeve ( 38 ) communicates hydraulically and vaporizes pressure oscillations.