DE102007001365A1 - Injektor mit Steuer- und Schaltkammer - Google Patents

Injektor mit Steuer- und Schaltkammer Download PDF

Info

Publication number
DE102007001365A1
DE102007001365A1 DE200710001365 DE102007001365A DE102007001365A1 DE 102007001365 A1 DE102007001365 A1 DE 102007001365A1 DE 200710001365 DE200710001365 DE 200710001365 DE 102007001365 A DE102007001365 A DE 102007001365A DE 102007001365 A1 DE102007001365 A1 DE 102007001365A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
injector
valve element
pressure
control
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200710001365
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Burger
Hans-Christoph Magel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200710001365 priority Critical patent/DE102007001365A1/de
Publication of DE102007001365A1 publication Critical patent/DE102007001365A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012Valves
    • F02M63/0014Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Injektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen, insbesondere Common-Rail-Injektor (1), mit einem mit einer über eine Steuerdrossel (27) mit einem Hochdruckbereich (12) des Injektors (1) hydraulisch verbundenen Steuerkammer (25) mit einer Steuerfläche (26) wirkverbundenen Ventilelement (13), das zwischen einer den Kraftstofffluss freigebenden Öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine mit dem Ventilelement (13) wirkverbundene Schaltkammer (30) mit einer unter Hochdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagbaren Schaltfläche (31) vorgesehen ist, über die bei Druckbeaufschlagung eine Schließkraft auf das Ventilelement (13) übertragbar ist, und dass die Schaltkammer (30) über einen mit einem Steuerventil (34) zu öffnenden und zu schließenden Verbindungskanal (32) mit einem Niederdruckbereich (6) des Injektors (1) hydraulisch verbindbar ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Injektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beispielsweise aus der DE 102 07 227 A1 sind Common-Rail-Injektoren zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume in Brennkraftmaschinen mit servorgesteuerten Ventilelementen bekannt. Als Drucksteller kommen als Piezo- oder Magnetventile ausgebildete Steuerventile zum Einsatz, mit denen der Servokreislauf gesteuert wird. Der Servokreislauf beinhaltet eine Steuerkammer, die von der Stirnseite des Ventilelementes begrenzt ist und die über eine Zulaufdrossel mit einem Hochdruckbereich des Injektors und über eine Ablaufdrossel mit dem Niederdruckbereich des Injektors verbunden ist. Die Durchflussquerschnitte der Zulaufdrossel und der Ablaufdrossel sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei geöffnetem Steuerventil ein Nettoabfluss aus der Steuerkammer resultiert, wodurch das Ventilelement von seinem Ventilsitz abhebt und den Kraftstofffluss durch eine Düsenlochanordnung in einen Brennraum freigibt. Um ein schnelles Nadelschließen zu gewährleisten, ist es aus der Druckschrift bekannt, eine dauerhafte Niederdruckstufe vorzusehen, über die die in Öffnungsrichtung mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagte Wirkfläche des Ventilselements reduziert wird. Hierdurch wird eine permanente, schließende Kraft auf das Ventilelement realisiert. Der Nachteil der bekannten Konstruktion ist eine hohe Leckage, die sich zwischen Hochdruckbereich und Niederdruckstufe einstellt. Eine der Leckagemenge entsprechende Kraftstoffmenge muss von einer Hochdruckpumpe ständig zusätzlich gefördert werden, wodurch die hierauf entfallende Pumpenleistung nicht zur Erzeugung höherer Einspritzdrücke genutzt werden kann.
  • Neben den zuvor beschriebenen Injektoren mit dauerhafter Niederdruckstufe sind Injektoren bekannt, bei denen keine Niederdruckstufe vorgesehen ist. Bei derartigen Injektoren handelt es sich um sogenannte leckagefreie Injektoren. Das Fehlen der Niederdruckstufe führt jedoch dazu, dass nur geringe Nadelschließkräfte zur Verfügung stehen, wodurch in der Regel der Kraftstoffzufluss zu einem die Düsenlochanordnung mit Kraftstoff versorgenden Druckraum gedrosselt wird, was jedoch unweigerlich zu einer Reduzierung des effektiven Einspritzdruckes führt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Injektor vorzuschlagen, mit dem schnelle Schließzeiten bei geringen Leckageverlusten und niedrigen Aktuatorkräften realisiert werden können.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
  • Der Erfindung liegt der Gedanken zugrunde, zusätzlich zu der auf das Ventilelement wirkenden Steuerkammer eine Schaltkammer vorzusehen, die mit dem Ventilelement wirkverbunden ist und über die die Druckkraftzu- bzw. -abschaltung auf das Ventilelement erfolgt. Anders als bei bekannten Injektoren, wird die Kraft in Öffnungsrichtung auf das Ventilelement nicht durch eine Druckabsenkung in der Steuerkammer erzeugt, deren Druckniveau sich im Stand der Technik durch eine Zu- und Ablaufdrossel einstellt. Dadurch, dass die Schaltkammer, bevorzugt zumindest im Wesentlichen drosselfrei, über das Steuerventil mit dem Niederdruckbereich, also dem Rücklaufsystem des Injektors verbindbar ist, ist es möglich, dass die in Öffnungsrichtung auf das Ventilelement wirkende Kraft sprunghaft erzeugt werden kann. Anders ausgedrückt, wird die in Schließrichtung auf das Ventilelement wirkende, mit Hochdruck beaufschlagte Wirkfläche durch Öffnen des Steuerventils schlagartig reduziert, so dass in kürzester Zeit eine resultierende Öffnungskraft auf das Ventilelement wirkt. Diese resultierende Öffnungskraft wird im Wesentlichen durch das Druckniveau im Steuerraum, dem Druck im Niederdruck- bzw. Rücklaufbereich (etwa 0 bis 10 bar) und dem Flächenverhältnis aus Steuerfläche der Steuerkammer und Schaltfläche der Schaltkammer dominiert. Bei kleineren Rail-Drücken liefert ggf. die Kraft einer Nadelschließfeder ebenfalls einen Kraftbeitrag, während dieser bei großen Rail-Drücken vernachlässigbar ist.
  • Im Gegensatz zu bekannten Injektoren ist der Druckabfall bei dem erfindungsgemäßen Injektor bei geöffnetem Steuerventil unabhängig von einer Drosselabstimmung zwischen Zu lauf- und Ablaufdrossel. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Injektors wird erreicht, dass zum Zeitpunkt des Nadelöffnens eine definierte, hydraulische Druckkraft an der Schaltfläche angreift. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Robustheit des Injektors und wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Schaltfläche unmittelbar mit dem Rücklaufdruck verbunden ist, sobald das Steuerventil öffnet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass zu Beginn jeder Einspritzung definierte Druckverhältnisse herrschen, was die Zumessung einer genau vorgegebenen Einspritzmenge ermöglicht.
  • Anders als bei bekannten Injektoren kommt der Steuerkammer bei dem erfindungsgemäßen Injektor keine Kraftschaltfunktion mehr zu. Diese Funktion wird von der Schaltkammer übernommen. In der Steuerkammer stellt sich ein Druckniveau in Abhängigkeit des Kraftstoffdrucks (Raildruck) in einem Hochdruckbereich des Injektors ein, mit dem die Steuerkammer über eine Steuerdrossel verbunden ist. Über die Wahl des Querschnittes der Steuerdrossel kann der Druckverlauf bzw. das Druckniveau in der Steuerkammer eingestellt werden. Die Steuerdrossel wirkt in der Öffnungsphase des Ventilelements als Ablaufdrossel, mit dem Unterschied zu bekannten Injektoren, das nicht in den Niederdruckbereich, sondern in den Hochdruckkreislauf des Injektors abgesteuert wird. In der Öffnungsphase ist das Druckniveau in der Steuerkammer höher als der Raildruck.
  • Zum Schließen des Ventilelements, wird das Steuerventil geschlossen und die Schaltkammer möglichst schnell wieder mit Hochdruck beaufschlagt. Hierdurch wird die Schließphase eingeleitet. Die Schließphase wird dadurch beschleunigt, dass zu Beginn der Schließphase der Druck in der Steuerkammer noch über dem Raildruck liegt. Aufgrund der eingeleiteten Ventilelementschließbewegung fällt nach kurzer Zeit der Steuerkammerdruck leicht unter den Raildruck, wodurch die Ventilelementschließbewegung (leicht) gebremst wird. Die Schließbewegung kann somit über die Wahl der Steuerdrossel genau definiert werden – die Steuerdrossel wirkt in der Schließphase als Zulaufdrossel. Die Steuerkammer hat also im Wesentlichen die Aufgabe, die Geschwindigkeit der Ventilelementbewegung zu steuern, wohingegen der Schaltkammer die Aufgabe einer schnellen Kraftumschaltung zukommt. Durch die Erfindung können somit extrem schnelle Ventilelementschließzeiten realisiert werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auf eine separate Ablaufdrossel für die Steuerkammer verzichtet werden kann, da die bevorzugt einzige Steuerdrossel sowohl als Zu- als auch als Ablaufdrossel wirkt. Dies ist von entscheidendem Vorteil, da bei herkömmlichen Injektoren die Ablaufdrossel als äußerst kostenintensive, kavitierende Drossel ausgebildet werden muss.
  • Ferner wird durch die Erfindung eine extrem niedrige Schaltmenge bzw. Steuermenge realisiert. Die Schaltmenge ergibt sich direkt aus dem Volumen der Schaltkammer, welches sich sehr klein ausführen lässt. Im Gegensatz zu heute bekannten Injektoren, bei denen während der gesamten Öffnungsphase über die Ablaufsdrossel in den Niederdruckbereich abgesteuert wird, verringert sich die Absteuermenge erheblich.
  • Eine Möglichkeit zur Wiederbefüllung der Schaltkammer besteht darin, eine Fülldrossel vorzusehen, über die die Schaltkammer dauerhaft mit dem Hochdruckbereich des Injektors, insbesondere mit einer Verbindungsleitung zum Kraftstoffhochdruckspeicher oder einem das Ventilelement umgebenden Druckraum verbunden ist. Von Vorteil ist eine derartige Ausführungsform, da das Steuerventil in diesem Fall nur den Verbindungskanal zwischen Schaltkammer und Niederdruckbereich schalten muss und somit als konstruktiv einfaches 2/2-Wege-Ventil ausgeführt werden kann. Aufgrund des kleinen Volumens der Steuerkammer kann für die Fülldrossel ein vergleichsweise kleiner Durchflussbeiwert gewählt werden, so dass sich hierdurch eine extrem kleine Absteuermenge realisieren lässt. Als zusätzlicher Vorteil kann die Ventilelementschließbewegung über die Fülldrossel unabhängig von der Öffnungsbewegung des Ventilelements eingestellt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Fülldrossel, welche nicht als kavitierende Drossel ausgeführt werden muss, in das Ventilelement eingebracht ist.
  • Zusätzlich, oder bevorzugt alternativ zu einer Fülldrossel kann die Schaltkammer über eine absperrbare, insbgesondere drosselfreie Rückfüllleitung mit dem Hochdruckbereich des Injektors hydraulisch verbunden werden, über die die Schaltkammer, insbesondere ausschließlich, bei geschlossenem Steuerventil, d. h. bei gesperrter Verbindung zum Niederdruckbereich rückbefüllt wird. Hierdurch kann ein extrem schneller Druckanstieg in der Schaltkammer realisiert werden. Zudem werden Leckageverluste während der Öffnungsphase des Steuerventils vermieden, wodurch insgesamt höhere Einspritzdrücke realisiert werden können, da die Hochdruckpumpe die eingesparte Leckagemenge nicht zusätzlich fördern muss.
  • Eine Möglichkeit zur Schaltung der Rückfüllleitung besteht darin, das Steuerventil zusätzlich zur Schaltung der Rückfüllleitung zu verwenden. Insbesondere ist dazu das Steuerventil als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet. Dabei ist es von Vorteil, das Steuerventil so zu gestalten, dass die Rückfüllleitung bei gesperrtem Verbindungskanal geöffnet und bei geöffnetem Verbindungskanal gesperrt ist, um Leckageverluste auszuschließen bzw. zu minimieren.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Schaltfläche der Schaltkammer radial innerhalb der Steuerfläche angeordnet ist, wobei letzte hierdurch bevorzugt als Ringfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Schaltfläche in Bezug auf die Steuerfläche in Richtung Ventilsitz des Ventilelements abgesetzt angeordnet, so dass in einem Bereich axial zwischen der Schaltfläche und der Steuerfläche die Schaltkammer ausgebildet werden kann.
  • Bevorzugt ist hierzu das Ventilelement längsverschieblich an einem in einer Sacklochbohrung des Ventilelements aufgenommenen Bolzen geführt, wobei die Schaltkammer endseitig in der Sacklochbohrung untergebracht ist. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass durch den Bolzen gleichzeitig eine Führung für das Ventilelement realisiert wird. Die Schaltfläche muss nicht zwingend unmittelbar am Ventilelement ausgebildet sein, sondern kann auch an einem mit diesem wirkverbundenen Bauteil vorgesehen sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verbindungskanal zwischen Schaltkammer und Steuerventil zumindest abschnittsweise durch den Führungsbolzen geführt ist, der gleichzeitig bevorzugt mit seiner freien Stirnseite die Schaltkammer begrenzt. Somit ist das Volumen der Schaltkammer durch eine Längsverschiebung des Ventilelementes veränderlich.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Ventilelement in einem Axialabschnitt eine Polygonführung aufweist. Hierdurch kann auf eine separate Zuleitung von Kraftstoff zu der Düsenlochanordnung verzichtet werden. Der Injektor weist im Wesentlichen nur einen einzigen, axial durchgehenden, das Ventilelement umschließenden Druckraum auf, so dass nur eine einzige Hochdruckversorgungsleitung, die diesen Druckraum mit dem Kraftstoff-Hochdruckspeicher (Rail) verbindet vorgesehen werden muss. Um die schließende Kraft auf das Ventilelement zu verstärken, kann gegebenenfalls eine definierte Drosselstelle im Bereich der Polygonführung angeordnet werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
  • 1: eine schematische, teilgeschnittene Ansicht eines Injektors mit einem 3/2-Wege-Steuerventil und
  • 2: eine schematische, teilgeschnittene Darstellung eines Injektors mit einem 2/2-Wege-Steuerventil.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In 1 ist ein Common-Rail-Injektor 1 zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen dargestellt. Der Injektor 1 wird über eine Hochdruckversorgungsleitung 2 von einem Kraftstoff-Hochdruckspeicher 3 (Rail) mit unter hohem Druck (etwa 1800 bis 2000 bar) stehendem Kraftstoff, insbesondere Dieselöl oder Benzin, versorgt. Der Kraftstoff-Hochdruckspeicher 3 wird von einer, insbesondere als Radialkolbenpumpe ausgebildeten Hochdruckpumpe 4 mit Kraftstoff aus einem auf Niederdruck liegendem Vorratsbehälter 5 versorgt. Ein Niederdruckbereich 6 des Injektors ist über eine Rücklaufleitung 7 mit dem Vorratsbehälter 5 hydraulisch verbunden. Der Druck im Niederdruckbereich des Injektors beträgt je nach Betriebszustand zwischen etwa 0 und 10 bar. Über die Rücklaufleitung 7 wird eine später noch zu erläuternde Schaltkraftstoffmenge und gegebenenfalls eine Leckagemenge abgeführt und über die Hochdruckpumpe 4 dem Hochdruckkreislauf wieder zugeführt.
  • Der Injektor 1 weist einen Injektorkörper 8, einen Düsenkörper 9 und einen Steuerventilkörper 10 auf. Eine aus Übersichtlichkeiten nicht dargestellte Düsenspannmutter ist mit dem Injektorkörper 8 verschraubbar und verspannt so im montierten Zustand den Düsenkörper 9 gegen den Injektorkörper, wobei die Düsenspannmutter von dem Düsenkörper 9 in axialer Richtung durchsetzt ist.
  • Innerhalb des Düsenkörper 9 ist eine als Stufenbohrung ausgebildete Führungsbohrung 11 eingebracht, die sich in axialer Richtung in dem Injektorkörper 8 fortsetzt. In der Führungsbohrung 11 ist ein Druckraum 12 ausgebildet, in welchem wiederum ein Ventilelement 13 längsverschieblich aufgenommen ist. An einer Nadelspitze 14 weist das Ventilelement 13 eine Schließfläche 15 auf, mit welcher sie in dichte Anlage an ein innerhalb des Düsenkörpers 9 ausgebildeten Nadelsitz 16 bringbar ist.
  • Wenn das Ventilelement 13 am Nadelsitz 16 anliegt, d. h. sich in einer Schließstellung befindet, ist der Kraftstoffaustritt aus einer Düsenlochanordnung 17 gesperrt. Ist sie dagegen vom Nadelsitz 16 angehoben, kann Kraftstoff aus dem als Ringraum ausgebildeten Druckraum an den Nadelsitz 16 vorbei zur Düsenlochanordnung 17 strömen und dort im We sentlichen unter dem Hochdruck (Raildruck) stehend in einen nicht gezeigten Brennraum gespritzt werden.
  • Das Ventilelement 13 ist durch eine Schließfeder 18 in Richtung auf seine Schließstellung vorgespannt. Die Schließfeder 18, welche innerhalb des Druckraums 12 aufgenommen ist, stützt sich einenends an einem Umfangsbund 19 des Ventilelements 13 und anderenends an einer Hülse 20 ab, welche hierdurch axial gegen den Steuerventilkörper 10 federkraftbeaufschlagt wird.
  • Das Ventilelement 13 ist in einem Axialabschnitt 21 polygonförmig konturiert und an der kreisförmig konturierten Führungsbohrungswand längsverschieblich geführt, so dass gleichmäßig über den Umfang verteilte Axialkanäle 22 gebildet sind, durch die der Kraftstoff innerhalb des Druckraums 12 in axialer Richtung von dem Mündungsbereich der Hochdruckversorgungsleitung 2 bis zu der Düsenlochanordnung 17 bei geöffnetem Ventilelement 13 strömen kann.
  • Am in der Zeichnungsebene unteren Ende des Axialabschnitts 21 ist eine im Wesentlichen konische Druckangriffsfläche 23 ausgebildet, auf die eine Druckkraft in Öffnungsrichtung wirkt. Am gegenüberliegenden Ende des Axialabschnitts 21 ist eine weitere Druckangriffsfläche 24 zur Erzielung einer Öffnungskraft vorgesehen.
  • Radial innerhalb der Hülse 20 ist eine Steuerkammer 25 angeordnet, die in axialer Richtung von dem Ventilkörper 10 und gegenüberliegend von einer ringförmigen Steuerfläche 26 des Ventilelements 13 begrenzt wird. Die Steuerkammer 25 ist über eine Steuerdrossel 27 mit dem Druckraum 12 dauerhaft hydraulisch verbunden.
  • Radial innen wird die Steuerkammer 25 von einem bolzenförmigen Abschnitt (Bolzen 28) des Steuerventilkörpers 10 begrenzt, welcher die Steuerkammer 25 in axialer Richtung durchsetzt und in einer axialen Sacklochbohrung des Ventilelementes 13 aufgenommen ist. Das Ventilelement 13 wird in axialer Richtung an dem Bolzen 28 geführt. Innerhalb der Sacklochbohrung 29 ist eine Schaltkammer 30 ausgebildet, die einerseits von der freien Stirnseite des Bolzens 28 und gegenüberliegend von dem Boden der Sacklochbohrung 29 begrenzt ist, wobei der Boden der Sacklochbohrung eine Schaltfläche 31 bildet.
  • Durch den Bolzen 28 hindurch ist ein Verbindungskanal 32 ausgebildet, der weiter innerhalb des Steuerventilkörpers 10 verläuft und sich in axialer Richtung durch einen Ventilbolzen 33 bis hin zu dem Niederdruckbereich 6 des Injektors 1 erstreckt. Der Ventilbolzen 33 ist Teil eines als 3/2-Wege-Ventil ausgebildeten Steuerventils 34, mittels dem der Verbindungskanal 32 zu öffnen und zu schließen ist (dargestellt ist die geschlossene Position). Das Steuerventil bzw. der Ventilbolzen 33 des Steuerventils 34 ist mittels eines elektromagnetischen Aktuators 35 in axialer Richtung von seinem an dem Steuerventilkörper 10 ausgebildeten Ventilsitz 36 abhebbar. Hierzu ist der Ventilbolzen 33 fest mit einer Ankerplatte 37 verbunden, die mit einer Elektromagnetanordnung 38 des Aktuators 35 zusammenwirkt. Zum Schließen des Steuerventils 34 ist die Einheit aus Ankerplatte 37 und Ventilbolzen 33 über eine Schraubenfeder 39 in axialer Richtung auf dem Ventilsitz 36 federkraftbeaufschlagt.
  • Über das Steuerventil 34 kann zusätzlich eine Rückfüllleitung 40 geöffnet und geschlossen werden, wobei die Rückfüllleitung 40 in der gezeigten Position, in der der Verbindungskanal 32 gesperrt ist, geöffnet ist, so dass die Schaltkammer 30 im Wesentlichen drosselfrei hydraulisch mit dem Druckraum 12 verbunden und somit mit Hochdruck beaufschlagt ist.
  • Die Arbeitsweise des gezeigten Injektors ist wie folgt: Soll das Ventilelement 13 von der gezeigten Schließstellung in eine axial davon beabstandete Öffnungsstellung verstellt werden, so dass Kraftstoff aus dem Druckraum in den Brennraum einer Brennkraftmaschine im Wesentlichen unter Raildruck stehend, strömen kann, wird die Elektromagnetanordnung 38 bestromt, wodurch das Steuerventil 34 öffnet, wodurch wiederum schlagartig in der Schaltkammer 30 Niederdruck vorherrscht. Gleichzeitig verschließt das Steuerventil 34 die Rückfüllleitung 40, so dass keine Leckageverluste auftreten. Dadurch, dass auf der Schaltfläche 31 nun Niederdruck anliegt, überwiegen die mit Hochdruck in Öffnungsrichtung druckbeaufschlagten Wirkflächen des Ventilelements, so dass das Ventilelement 13 den Nadelsitz 16 entgegen der Kraft der Schließfeder 18 abhebt. In diesem Betriebszustand (Öffnungsbewegung) wirkt die Steuerdrossel 27 als Ablaufdrossel in den Druckraum 12, wodurch Kraftstoff aus der Steuerkammer 25 in den Druckraum 12 fließt.
  • Bei der Öffnungsbewegung steigt der Druck in der Steuerkammer 25 über den Druck im Druckraum 12, was dazu führt, dass wenn eine Schließbewegung durch Schließen des Verbindungskanals 32 und gleichzeitiges Öffnen der Rückfüllleitung 40 eingeleitet wird, eine zusätzliche Beschleunigung des Ventilelementes 13 in Schließrichtung resultiert. Dadurch, dass über die Rückfüllleitung 40 und einem unteren Abschnitt des Verbindungskanals 32 unter Hochdruck stehender Kraftstoff quasi drosselfrei in die Schaltkammer 30 rückströmt, liegt schlagartig an der Schaltfläche 31 Hochdruck an. Bei der dadurch eingeleiteten Schließbewegung dient die Steuerdrossel 27 als Zulaufdrossel, die nachdem der Überdruck (Druck über Raildruck) in der Steuerkammer 25 abgebaut ist, die Schließbewegung definiert abbremst.
  • Im Folgenden wird das Ausführungsbeispiel gemäß 2 erläutert, wobei lediglich auf die Unterschiede zu dem ansonsten baugleichen Injektor 1 gemäß 1 eingegangen wird. Bezüglich der Gemeinsamkeiten wird auf die vorherige Beschreibung verwiesen.
  • Anstelle eines 3/2-Wege-Ventils ist als Steuerventil 34 ein 2/2-Wege-Ventil vorgesehen, welches ebenfalls über eine Ankerplatte 37 mit einer Elektromagnetanordnung 38 zusammenwirkt. Anstelle eines Ventilbolzens ist eine Ventilkugel 41 vorgesehen, die einen Verbindungskanal 32 zwischen Schaltkammer 30 und Niederdruckbereich 6 in der gezeigten Schaltposition schließt. Bei Bestromung der Elektromagnetanordnung 38 wird der Verbindungskanal 32 geöffnet, wodurch schlagartig Niederdruck an der Schaltfläche 31 der Schaltkammer 30 anliegt. Da das Steuerventil 34, wie erläutert, als 2/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, erfolgt der Rückfluss in die Schaltkammer 30 nicht über eine im Wesentlichen drosselfreie Rückfüllleitung, sondern über eine Fülldrossel 42, die in das Ventilelement 13 eingebracht ist und den Druckraum 12 dauerhaft mit der Schaltkammer 30 verbindet. Da das Volumen der Schaltkammer 30 gering ausgelegt ist, ist der Durchflussquerschnitt der Fülldrossel 42 derart gering, dass die Leckageverluste bei geöffnetem Steuerventil 34 in Richtung Niederdruckbereich 6 äußerst minimal ausfallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10207227 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Bennkraftmaschinen, insbesondere Common-Rail-Injektor (1), mit einem mit einer über eine Steuerdrossel (27) mit einem Hochdruckbereich (11) des Injektors hydraulisch verbundenen Steuerkammer (25) mit einer Steuerfläche (26) wirkverbundenen Ventilelement (13), das zwischen einer den Kraftstofffluss freigebenden Öffnungsstellung und einer Schließstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Ventilelement (13) wirkverbundene Schaltkammer (30) mit einer mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff beaufschlagbaren Schaltfläche (31) vorgesehen ist, über die bei Druckbeaufschlagung eine Schließkraft auf das Ventilelement (30) übertragbar ist, und dass die Schaltkammer (30) über einen mit einem Steuerventil (34) zu öffnenden und zu schließenden Verbindungskanal (32) mit einem Niederdruckbereich (6) des Injektors (1) hydraulisch verbindbar ist.
  2. Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer (30) über eine Fülldrossel (42) dauerhaft mit dem Hochdruckbereich des Injektors (1) hydraulisch verbunden ist.
  3. Injektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldrossel innerhalb des Ventilelements (13) angeordnet ist.
  4. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammer (30) über eine sperrbare Rückfüllleitung (40) mit dem Hochdruckbereich des Injektors (1) hydraulisch verbindbar ist.
  5. Injektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfüllleitung (40) mittels des, vorzugsweise als 3/2-Wege Ventil ausgebildeten, Steuerventils (34) sperrbar ist.
  6. Injektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (34) derart ausgebildet ist, dass die Rückfüllleitung (40) bei gesperrtem Verbindungskanal (32) geöffnet und bei geöffnetem Verbindungskanal (32) gesperrt ist.
  7. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfläche (31) radial innerhalb der Steuerfläche (26), insbesondere mit axialem Abstand, angeordnet ist.
  8. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (13) längsverschieblich an einem in einer Sacklochbohrung (29) des Ventilelements (13) aufgenommen Bolzen (28) geführt ist, wobei die Sacklochbohrung (29) endseitig die Schaltkammer (30) begrenzt.
  9. Injektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (32) zwischen Schaltkammer (30) und Steuerventil (34) zumindest abschnittsweise durch den Bolzen (28) hindurchgeführt ist.
  10. Injektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (13) einen Führungsabschnitt (21) mit einer polygonförmigen Umfangskontur aufweist.
DE200710001365 2007-01-09 2007-01-09 Injektor mit Steuer- und Schaltkammer Withdrawn DE102007001365A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710001365 DE102007001365A1 (de) 2007-01-09 2007-01-09 Injektor mit Steuer- und Schaltkammer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710001365 DE102007001365A1 (de) 2007-01-09 2007-01-09 Injektor mit Steuer- und Schaltkammer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007001365A1 true DE102007001365A1 (de) 2008-07-10

Family

ID=39477723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710001365 Withdrawn DE102007001365A1 (de) 2007-01-09 2007-01-09 Injektor mit Steuer- und Schaltkammer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007001365A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3023326A1 (fr) * 2014-07-07 2016-01-08 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Injecteur de carburant
WO2017097777A1 (fr) * 2015-12-11 2017-06-15 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Injecteur de carburant

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10207227A1 (de) 2002-02-21 2003-09-04 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10207227A1 (de) 2002-02-21 2003-09-04 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3023326A1 (fr) * 2014-07-07 2016-01-08 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Injecteur de carburant
WO2016005119A1 (fr) * 2014-07-07 2016-01-14 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Injecteur de carburant
CN106662053A (zh) * 2014-07-07 2017-05-10 德尔福国际业务卢森堡公司 燃料喷射器
US10309361B2 (en) 2014-07-07 2019-06-04 Delphi Technologies Ip Limited Fuel injector
WO2017097777A1 (fr) * 2015-12-11 2017-06-15 Delphi International Operations Luxembourg S.À R.L. Injecteur de carburant
FR3045109A1 (fr) * 2015-12-11 2017-06-16 Delphi Int Operations Luxembourg Sarl Injecteur de carburant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2235354B1 (de) Kraftstoffinjektor, dessen steuerventilelement einen stützbereich aufweist
WO2008138800A1 (de) Injektor mit piezoaktor
DE102007001363A1 (de) Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von Brennkraftmaschinen
EP1944500A2 (de) Kraftstoffinjektor
WO2007000371A1 (de) Injektor mit zuschaltbarem druckübersetzer
DE10335059A1 (de) Schaltventil für einen Kraftstoffinjektor mit Druckübersetzer
DE102008040680A1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP2011995B1 (de) Injektor mit nach außen öffnendem Ventilelement
EP1925812B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102006015745A1 (de) Kraftstoffinjektor mit direktgesteuertem Einspritzventilglied
EP1939441A2 (de) Kraftstoffinjektor
WO2009141182A1 (de) Kraftstoff-injektor
DE102007021326A1 (de) Druckverstärkungssystem für mindestens einen Kraftstoffinjektor
DE102007005382A1 (de) Leckagefreier Injektor
EP1483499B1 (de) Einrichtung zur druckmodulierten formung des einspritzverlaufes
EP2022975B1 (de) Injektor
EP2147206B1 (de) Kraftstoffinjektor mit magnetventil
DE102007010498A1 (de) Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine
EP1840366B1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102007001365A1 (de) Injektor mit Steuer- und Schaltkammer
DE102006050033A1 (de) Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor
DE102006047935A1 (de) Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine
EP2019198A2 (de) Injektor
DE102008002526A1 (de) Kraftstoff-Injektor
EP2271836B1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage mit ungedrosselter kraftstoffzuführung zu den injektoren

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee