DE102007018005A1 - injector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Injektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem eine axial verstellbare und einen Ventilraum (9) begrenzende Ventilhülse (11) aufweisenden Steuerventil (10), mit dem der Kraftstofffluss aus einer mit einem axial verstellbaren Ventilelement (2) wirkverbundenen Steuerkammer (4) durch einen in ein Ventilstück (5) eingebrachten Ablaufkanal (8) hindurch in einen Niederdruckbereich (16) des Injektors (1) freigebbar oder sperrbar ist, wobei die Ventilhülse (11) an einem Führungsbolzen geführt ist, der Teil des Ventilstücks (5) ist, in das eine erste und mindestens eine zweite in den Ventilraum (9) ausmündende, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Querbohrungen (14, 17) eingebracht sind, wobei der Ablaufkanal (8) über die erste Querbohrung (14) hydraulisch mit dem Ventilraum (9) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest die erste in den Ventilraum (9) ausmündende Querbohrung (14) als Drosselbohrung ausgebildet ist.The invention relates to an injector (1) for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a common rail injector, with a control valve (10) having an axially adjustable valve chamber (9) delimiting the valve sleeve (11) Fuel flow from a control chamber (4) operatively connected to an axially adjustable valve element (2) can be released or blocked by a discharge channel (8) introduced into a valve piece (5) into a low-pressure region (16) of the injector (1), the valve sleeve ( 11) is guided on a guide pin, which is part of the valve piece (5), in which a first and at least one second in the valve chamber (9) opening, evenly distributed in the circumferential direction transverse bores (14, 17) are introduced, wherein the flow channel ( 8) via the first transverse bore (14) is hydraulically connected to the valve chamber (9). According to the invention, it is provided that at least the first transverse bore (14) opening out into the valve chamber (9) is designed as a throttle bore.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an injector for injecting fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a Common rail injector, according to the preamble of Claim 1.
Aus
der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor mit einem eine Ventilhülse aufweisenden Steuerventil vorzuschlagen, bei dem die Anzahl der notwendigen Bauteile reduziert ist.Of the Invention is based on the object, an injector with a Propose valve sleeve having control valve, at the number of necessary components is reduced.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen.These The object is achieved with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the dependent claims specified. The scope of the invention also includes all combinations at least two of in the description, the claims and / or the figures specified characteristics.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zumindest die erste Querbohrung, die in den Ventilraum ausmündet und über die der Ablaufkanal mit dem Ventilraum verbunden ist, als Drosselbohrung auszuführen. Über das Verhältnis des Durchflussquerschnittes der Ablaufdrossel und einer die Steuerkammer mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgenden Zulaufdrossel kann die Abströmgeschwindigkeit von Kraftstoff (Steuermenge) aus der Steuerkammer in einen hydraulisch betrachtet hinter dem Ventilraum angeordneten Niederdruckbereich des Injektors, der mit einem Injektorrücklauf verbunden ist, eingestellt werden. Aufgrund der Erfindung kann auf die im Stand der Technik notwendige separate Drosselplatte verzichtet werden.Of the Invention is based on the idea, at least the first transverse bore, which opens into the valve chamber and over the Drain channel is connected to the valve chamber to run as a throttle bore. about the ratio of the flow area of the outlet throttle and supplying the control chamber with fuel under high pressure Inlet throttle can be the outflow speed of fuel (Control amount) from the control chamber in a hydraulically considered behind the valve space arranged low-pressure region of the injector, which is connected to an injector return set become. Due to the invention can be applied to those in the prior art necessary separate throttle plate are dispensed with.
Theoretisch wäre es denkbar, lediglich eine einzige Querbohrung im Ventilstück vorzusehen. Insbesondere bei sehr hohen Betriebsdrücken und kleinen Führungsdurchmessern des Führungsbolzens hätte eine derartige, unsymmetrische Konstruktion jedoch ungewünschte Bauteilverformungen zur Folge, die die Reibung zwischen Ventilhülse und Führungsbolzen erhöhen würden, was einerseits zu einem erhöhten Verschleiß führen würde und andererseits leistungsstärkere und damit bauraumintensivere Aktuatoren zum Verstellen der Ventilhülse erfordern würde. Aus diesem Grund ist es erfindungswesentlich, mindestens eine weitere in den Ventilraum ausmündende Querbohrung in dem Ventilstück vorzusehen, wobei die in den Ventilraum ausmündenden Querbohrungen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein müssen, um unsymmetrische Bauteilverformungen im Führungsbereich der Ventilhülse zu vermeiden. Werden lediglich zwei Querbohrungen vorgesehen, so werden diese im Bezug auf die Längsmittelachse des Führungsbolzens aneinander gegenüberliegend angeordnet. Werden beispielsweise drei in den Ventilraum ausmündende Querbohrungen vorgesehen, so sollten diese um jeweils 120° zueinander versetzt angeordnet werden. Unter Querbohrung im Sinne der Erfindung sind sämtliche in den Ventilraum ausmündenden Bohrungen zu verstehen, die unter einem Winkel zur Längsmittelachse des Führungsbolzens verlaufen. Eine orthogonale Anordnung zu der Längsmittelachse des Führungsbolzens ist nicht notwendig und in Weiterbildung der Erfindung sogar nicht erwünscht. Durch das Vorsehen mindestens einer weiteren Querbohrung sowie die symmetrische Anordnung der Querbohrungen werden unsymmetrische Belastungen bzw. Verformungen des Ventilstücks vermieden bzw. zumindest reduziert.Theoretically it would be conceivable only a single transverse bore in the Provide valve piece. Especially at very high operating pressures and small guide diameters of the guide pin however, such an unsymmetrical construction is undesirable Component deformation resulting in the friction between the valve sleeve and guide bolts would increase what on the one hand lead to increased wear would and on the other hand more powerful and thus space-consuming actuators for adjusting the valve sleeve would require. For this reason, it is essential to the invention at least one further transverse bore opening into the valve chamber to provide in the valve piece, which in the valve chamber opening out transverse bores evenly distributed in the circumferential direction must be to asymmetric component deformations in the management area to avoid the valve sleeve. If only two transverse bores are provided, so they are with respect to the longitudinal center axis of the guide pin arranged opposite each other. For example three transverse bores opening out into the valve space, so they should be arranged offset by 120 ° to each other become. Under transverse bore in the context of the invention are all To understand in the valve chamber opening holes, the at an angle to the longitudinal center axis of the guide pin run. An orthogonal arrangement to the longitudinal central axis of the guide pin is not necessary and in training the invention even undesirable. By providing at least a further transverse bore and the symmetrical arrangement of Cross holes become unbalanced loads or deformations the valve piece avoided or at least reduced.
Zur Vermeidung von Kavitationsschäden, insbesondere am Steuerventilsitz, ist die mindestens eine als Drosselbohrung ausgebildete Querbohrung mit einem radial äußeren Diffusorabschnitt versehen. Hierzu weist die mindestens eine als Drosselbohrung ausgebildete Querbohrung bevorzugt einen in den Ventilraum ausmündenden Abschnitt mit einem größeren Durchmesser auf als der Durchmesser des eigentlichen Drosselabschnitts der Querbohrungen.to Avoidance of cavitation damage, especially at the control valve seat, is the at least one designed as a throttle bore transverse bore with a radially outer diffuser section provided. For this has the at least one formed as a throttle bore transverse bore preferably a section opening out into the valve space with a larger diameter than the diameter the actual throttle section of the transverse bores.
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung sind sämtliche in den, insbesondere als Ringraum ausgebildeten Ventilraum ausmündende Querbohrungen als Drosselbohrungen ausgebildet, von denen bevorzugt jede mit einem Diffusorabschnitt versehen ist. Hierdurch kann die Strömungsgeschwindigkeit in den einzelnen Querbohrungen mit positiven Auswirkungen auf den Verschleiß reduziert werden. Durch die Ausbildung von mindestens zwei Querbohrungen als Drosselbohrungen kann die Strömungsführung im Steuerventilsitzbereich vorteilhaft beeinflusst werden, wodurch auch die Absteuerung des Kraftstoffs beim Öffnen der Ventilshülse sowie die Befüllung der Ringnut beim Schließvorgang der Ventilhülse des Steuerventils mit Vorteil symmetrisch erfolgt.According to a first alternative of the invention are all in the, in particular as Rin formed Graum trained valve chamber opening transverse bores as throttle bores, each of which is preferably provided with a diffuser section. As a result, the flow velocity in the individual transverse bores can be reduced with positive effects on the wear. The formation of at least two transverse bores as throttle bores, the flow control in the control valve seat area can be favorably influenced, whereby the control of the fuel when opening the valve sleeve and the filling of the annular groove during the closing of the valve sleeve of the control valve is advantageously symmetrical.
Gemäß einer zweiten Alternative ist zumindest eine der Querbohrungen, vorzugsweise sämtliche Querbohrungen bis auf eine als Drosselbohrung ausgebildete Querbohrung, als von außen in das Ventilstück eingebrachte Sacklochbohrung(en) ausgebildet. Anders ausgedrückt reichen die als Sacklochbohrungen ausgebildeten Querbohrungen nicht bis an den Ablaufkanal heran, wodurch diesen Querbohrungen keine Kraftstoffleitungsfunktion zukommt, sondern lediglich die Funktion eine unsymmetrische Verformung des Ventilstücks mit Führungsbolzen zu minimieren, bevorzugt zu verhindern.According to one second alternative is at least one of the transverse bores, preferably all cross bores except one designed as a throttle bore Cross hole, as from the outside in the valve piece introduced blind hole (s) formed. In other words The trained as blind holes cross holes do not reach up to the flow channel zoom, which cross-bores no fuel line function but only the function of an asymmetrical deformation to minimize the valve piece with guide pins, preferably to prevent.
Die zuletzt beschriebene Ausgestaltungsform ist fertigungstechnisch von besonderem Interesse, insbesondere deshalb, weil die einzuhaltenden Toleranzen größer sein können, als wenn die Querbohrungen als (exakte) Drosselbohrungen ausgeführt werden müssten.The Last described embodiment is manufacturing technology Of particular interest, in particular because the tolerances to be met can be larger than when the cross holes would have to be executed as (exact) throttle bores.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass sämtliche in dem Ventilraum ausmündenden Querbohrungen nicht nur in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind, sondern dass sämtliche Querbohrungen, d. h. sämtliche Längsachsen der Querbohrungen mit der Längsmittelachse des Führungsbolzens den gleichen Winkel einschließen. Es ist jedoch auch denkbar, durch eine gezielte unterschiedliche Winkelwahl Einfluss auf die Bauteilverformung des Ventilstücks im Betrieb zu nehmen. Bevorzugt schließen die Querbohrungen mit der Längsmittelachse des Führungsbolzens einen von 90° abweichenden Winkel ein.In Development of the invention is provided with advantage that all not only in the valve space opening transverse bores are evenly distributed in the circumferential direction, but that all cross bores, d. H. all Longitudinal axes of the transverse bores with the longitudinal center axis of Guide bolt the same angle. However, it is also possible, through a targeted different Angular selection Influence on the component deformation of the valve piece to take in operation. Preferably, the transverse holes close with the longitudinal center axis of the guide pin a from 90 ° different angle.
Es hat sich als Vorteilhaft herausgestellt, wenn der Winkel zwischen der Längsachse zumindest einer Querbohrung, vorzugsweise sämtlicher Querbohrungen und der Längsmittelachse des Führungsbolzens aus einem Bereich zwischen etwa 10° und etwa 80° gewählt ist. Insbesondere von Vorteil ist ein Winkel aus einem Bereich zwischen etwa 20° und etwa 70°, vorzugsweise aus einem engeren Winkelbereich zwischen etwa 30° und etwa 60°. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Winkel aus einem Winkelbereich zwischen etwa 40° und etwa 50° gewählt wird. Sehr gute Ergebnisse wurden mit einem Winkel von etwa 45° erzielt.It has proven to be advantageous when the angle between the longitudinal axis of at least one transverse bore, preferably all transverse bores and the longitudinal center axis of the guide pin from a range between about 10 ° and about 80 ° is selected. Especially advantageous is an angle from a range between about 20 ° and about 70 °, preferably from a narrower angle range between about 30 ° and about 60 °. Of particular advantage it is when the angle is from an angular range between about 40 ° and about 50 ° is selected. Very good results were achieved with an angle of about 45 °.
Die schräge Anordnung, insbesondere der als Drosselbohrung ausgebildeten Querbohrung(en) ermöglicht es, eine ausreichende Diffusorlänge im radial äußeren Endbereich der Querbohrungen zu realisieren, um somit die Gefahr von Kavitationsschäden, insbesondere am Steuerventilsitz weiter zu reduzieren. Darüber hinaus sind durch die schräge (≠ 90°) Anordnung der Querbohrungen bewährte Fertigungsverfahren zur Herstellung der Ablaufdrosseln, wie beispielsweise Erodieren und HE-Verrunden weiterhin einsetzbar.The oblique arrangement, in particular as a throttle bore Trained transverse bore (s) allows sufficient Diffuser length in the radially outer end region the cross-drilled holes in order to avoid the risk of cavitation damage, in particular at the control valve seat continue to reduce. About that in addition are by the oblique (≠ 90 °) Arrangement of cross bores proven production methods for the production of drain throttles, such as erosion and HE rounding continue to be used.
Durch Variation der Winkellage, insbesondere der als Drosselbohrungen ausgebildeten Querbohrungen ist zudem eine vorteilhafte Beeinflussung der Bauteilfestigkeit möglich.By Variation of the angular position, in particular as throttle bores trained transverse bores is also an advantageous influence on the Component strength possible.
In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Symmetrie der Querbohrungen nicht lediglich auf ihre symmetrische Anordnung in Umfangsrichtung, sondern auch auf die Ausbildung der Querbohrungen als solches. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Querbohrungen, zumindest im Ausmündungsbereich den gleichen Bohrungsdurchmesser aufweisen. Insbesondere handelt es sich dabei um den Durchmesser der Diffusorabschnitte der mindestens einen als Drosselbohrung ausgebildeten Querbohrung.In Development of the invention, the symmetry of the transverse bores extends not just their symmetrical arrangement in the circumferential direction, but also on the formation of the transverse holes as such. Prefers is an embodiment in which the transverse bores, at least have the same bore diameter in the Ausmündungsbereich. In particular, this is the diameter of the diffuser sections the at least one formed as a throttle bore transverse bore.
Von Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der zumindest die als Drosselbohrung ausgebildete(n) Querbohrung(en) im unteren Bereich des Ventilraums aus dem Ventilstück ausmündet/ausmünden. Hierdurch wird ein geringer Abstand des Ausmündungsbereichs der Querbohrungen zu dem Ventilsitz realisiert, woraus eine deutliche Reduzierung des Schadvolumens zu Gunsten der hydraulischen Reaktionszeit des Injektors resultiert.From Advantage is an embodiment in which at least the formed as a throttle bore (s) transverse bore (s) in the lower region of the valve chamber discharges from the valve piece. hereby becomes a small distance of the mouth area of the cross holes realized to the valve seat, resulting in a significant reduction the damage volume in favor of the hydraulic reaction time of Injector results.
Aus Bauteilfestigkeitsgründen ist es von Vorteil, wenn der Ablaufkanal in dem Ventilstück in axialer Richtung nicht bis an den Ventilraum herangeführt ist, sondern unterhalb des Ventilraums in die mindestens eine als Drosselbohrung ausgebildete Querbohrung übergeht.Out Component strength reasons, it is advantageous if the Outflow channel in the valve piece in the axial direction not is brought up to the valve chamber, but below of the valve space in the at least one designed as a throttle bore Transverse bore passes.
Aufgrund des möglichen Verzichtes auf eine Drosselplatte, wird die Steuerkammer in Ausgestaltung der Erfindung in axialer und bevorzugt auch in radialer Richtung von dem Ventilstück begrenzt. Das Ventilstück übernimmt mit Vorteil auch eine Führungsfunktion für das Ventilelement, so dass im Vergleich zum Stand der Technik zusätzlich auf eine Führungshülse verzichtet werden kann.by virtue of the possible abandonment of a throttle plate, the Control chamber in an embodiment of the invention in axial and preferred also limited in the radial direction of the valve piece. The valve piece takes advantage of a Guide function for the valve element, so that in addition to the prior art in addition to a guide sleeve can be waived.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings; these show in:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In The figures are the same components and components with the same Function marked with the same reference numerals.
In
Mit
einer oberen Stirnfläche
In
die Steuerkammer
Aus
der Steuerkammer
Das
Steuerventil
Die
Ventilhülse
Der
Ablaufkanal
Zum Öffnen
des Ventilelementes
Wie
aus
Bezüglich
der folgenden Detailbeschreibung der Anordnung der beiden Querbohrungen
Die
zweite Drosselbohrung
Der
in den
Im
Gegensatz zu dem Injektor
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130816 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |