DE102007018006A1 - injector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Injektor (1) mit einem in axialer Richtung zwischen einer Schließstellung und einer den Kraftstofffluss durch eine Düsenlochanordnung (12) in den Brennraum freigebenden Öffnungsstellung verstellbaren Ventilelement (5) und mit einem zwischen einem Injektorkörper (2) und einem Ventilstück (15) ausgebildeten Ringraum (14), in den ein Kraftstoff-Versorgungskanal (13) für unter Hochdruck stehenden Kraftstoff mündet, und mit einem axial zu dem Ringraum (14) benachbarten Druckraum (18). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in dem Ringraum (14) ein ringförmiges, sich einerseits an dem Ventilstück (15) und andererseits an dem Injektorkörper (2) abstützendes Drosselteil (17) mit mindestens einer Drosselöffnung (18) aufgenommen ist, durch die unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Ringraum (14) in den Druckraum (18) strömen kann.The invention relates to an injector (1) with a valve element (5) which can be adjusted in the axial direction between a closed position and an open position opening the fuel flow through a nozzle hole arrangement (12) into the combustion chamber and with a valve element (15) between an injector body (2) and a valve element (15 ) formed annular space (14) into which a fuel supply channel (13) opens for fuel under high pressure, and with an axially to the annular space (14) adjacent the pressure chamber (18). According to the invention, an annular throttle part (17) supporting at least one throttle opening (18) on the one hand on the valve piece (15) and on the other hand on the injector body (2) is received in the annular space (14) Fuel from the annulus (14) in the pressure chamber (18) can flow.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to an injector according to the preamble of claim 1.
Aus
der
Daneben sind Injektoren bekannt, bei denen der Ringraum, in den ein Kraftstoff-Versorgungskanal mündet, in axialer Richtung in einen Druckraum übergeht, in den der aus dem Kraftstoff-Versorgungskanal zugeführte Kraftstoff hineinströmt, um bei geöffnetem Ventilelement durch eine mindestens eine Einspritzöffnung aufweisende Düsenlochanordnung in den Brennraum der Brennkraftmaschine gespritzt zu werden. Bei diesen, als leckagefreie Injektoren bezeichneten Injektoren (in der Regel ohne Niederdruckstufe) muss der der Düsenlochanordnung zugeleitete Kraft stoff (geringfügig) gedrosselt werden, damit der Kraftstoffdruck im Bereich der Ventilelementspitze (etwas) geringer ist als der Raildruck, um eine ausreichend hohe Schließkraft zum Schließen des Ventilelementes gewährleisten zu können.Besides Injectors are known in which the annular space into which opens a fuel supply channel, in the axial direction in a pressure chamber, in the the fuel supplied from the fuel supply passage flows in to open valve element by having at least one injection port Nozzle hole arrangement in the combustion chamber of the internal combustion engine to be sprayed. These, referred to as leak-free injectors Injectors (usually without low pressure stage) must be the nozzle hole arrangement supplied fuel is (slightly) throttled, so that the fuel pressure in the area of the valve element tip (something) less than the rail pressure to a sufficiently high closing force Ensure to close the valve element to be able to.
Zur Realisierung der Kraftstoffdrosselung mittels einer Drosselbohrung sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten bekannt. Zum einen kann die Drosselbohrung in einem Zulaufkanal zu dem unterhalb des Ringraums befindlichen Druckraum im Injektorkörper vorgesehen werden. Der Aufwand für die Fertigung dieser Variante ist jedoch erheblich und wird daher aus Kostengründen möglichst vermieden. Zum anderen ist es bekannt, die mindestens eine Drosselbohrung in einer zusätzlichen Drosselplatte zwischen den Injektorkörper und dem Düsenkörper anzuordnen, also hydraulisch gesehen zwischen dem unterhalb des Ringraums befindlichen Druckraum und der Düsenlochanordnung. Diese Variante ist zwar weniger kostenintensiv als die zuvor dargelegte Variante, hat jedoch funktionale Nachteile. Zum einen ist die Düsenlochanordnung nicht mehr unmittelbar an den Druckraum angeschlossen, so dass sich die Zumessgenauigkeit bei Mehrfacheinspritzungen verringert und zum anderen kann es durch Verwirbelungseffekte am Einlauf der Drosselbohrung in der Drosselplatte zu Ungenauigkeiten in der Mengenzumessung kommen. Weiterhin entsteht eine zusätzliche mit Hochdruck beaufschlagte Dichtstelle, die lediglich durch Aufeinanderpressen des Injektorkörpers, der Drosselplatte und des Düsenkörpers abgedichtet werden muss (harte Abdichtung). Die Auslegung einer solchen harten Abdichtung für hohe Drücke verursacht einen hohen Fertigungsaufwand.to Realization of fuel throttling by means of a throttle bore There are basically two ways known. On the one hand, the throttle bore in an inlet channel to the below provided the annulus pressure chamber provided in the injector body become. The effort for the production of this variant is but considerably and therefore for cost reasons as possible avoided. On the other hand, it is known that at least one throttle bore in an additional throttle plate between the injector body and to arrange the nozzle body, so hydraulically Seen between the pressure chamber located below the annulus and the nozzle hole arrangement. This variant is less costly than the variant outlined above, but has functional Disadvantage. For one thing, the nozzle hole arrangement is no longer connected directly to the pressure chamber, so that the metering accuracy reduced in multiple injections and on the other hand it can through Verwirbelungseffekte at the inlet of the throttle bore in the throttle plate come to inaccuracies in the Mengenzumessung. Continues to emerge an additional high-pressure sealing point, merely by pressing the injector body together, the throttle plate and the nozzle body are sealed must (hard seal). The design of such a hard seal For high pressures causes a high production cost.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technisch AufgabeTechnically task
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Injektor vorzuschlagen, bei dem die Drosselung des der Düsenlochanordnung zugeführten Kraftstoffes gegenüber dem Versorgungsdruck auf einfache alternative Weise ohne negative Auswirkungen auf die Zumessgenauigkeit realisiert ist.Of the The invention is therefore based on the object of proposing an injector, wherein the throttling of the nozzle hole arrangement supplied Fuel compared to the supply pressure to simple alternative way without negative effects on the metering accuracy is realized.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen, zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen.These The object is achieved with the feature of claim 1. advantageous Further developments of the invention are in the subclaims 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, die Drosselung des Kraftstoffs mit einem separaten Einbauteil, nämlich einem ringförmigen Drosselteil zu realisieren, welches innerhalb des Ringraumes angeordnet ist und sich einerseits an dem den Ringraum radial innen begrenzenden Ventilstück und andererseits an dem den Ringraum radial außen begrenzenden Injektorkörper abstützt. Das Drosselteil ist nicht integraler Bestandteil des Gehäuses (Injektorkörper, Düsenkörper) und es entsteht aufgrund des Verzichts auf eine Drosselplatte zwischen Düsenkörper und Injektorkörper keine zusätzlich nach außen abzudichtende Stelle. In das Drosselteil ist mindestens eine, bevorzugt axiale Drosselöffnung eingebracht, durch die unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Ringraum in den Druckraum strömen kann. Eine weitere Drosselung des Kraftstoffs auf seinem Weg zur Düsenlochanordnung mit mindestens einer Einspritzöffnung muss nicht erfolgen. Bevorzugt ist das Drosselteil mit mehreren, insbesondere gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Drosselöffnungen bzw. Kanälen versehen. Der in axialer Richtung an den Ringraum anschließende Druckraum dient als Mini-Rail, der Druckschwingungen, die durch das Öffnen und Schließen der Düsennadel im Common-Rail-Systemen stets ausgelöst werden in ihrer Amplitude stark reduziert. Hierdurch wird auch der Einfluss dieser Druckwellen auf die Einspritzmengenzumessung bei Mehrfacheinspritzungen drastisch verringert. Das eingesetzte Ventilelement kann sowohl einteilig, als auch mehrteilig, insbesondere zweiteilig mit Steuerkolben und Düsennadel ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Ventilstück, an dem sich das Drosselteil abstützt, mit einer Aufnahmebohrung für das Ventilelement versehen, so dass das Ventilstück als Führung für das Ventilelement, insbesondere für einen Steuerkolben des Ventilelementes dient.The invention is based on the idea to realize the throttling of the fuel with a separate fitting, namely an annular throttle member which is disposed within the annulus and on the one hand to the annular space radially inwardly limiting valve piece and on the other hand, the annular space radially outwardly limiting injector body supported. The throttle part is not an integral part of the housing (injector body, nozzle body) and it arises due to the omission of a throttle plate between the nozzle body and injector not additionally sealed to the outside body. In the throttle member at least one, preferably axial throttle opening is introduced, can flow through the under high pressure fuel from the annulus in the pressure chamber. Further throttling of the fuel on its way to the nozzle hole arrangement with at least one injection opening does not have to take place. Preferably, the throttle member is provided with a plurality, in particular evenly distributed over its circumference throttle openings or channels. The adjacent pressure chamber in the axial direction of the annulus pressure chamber serves as a mini-rail, the pressure oscillations, which are always triggered by the opening and closing of the nozzle needle in common-rail systems are greatly reduced in amplitude. As a result, the influence of these pressure waves on the Einspritzmengenzumessung at multiple injections is drastically reduced. The inserted valve element can be both one-piece, as well as multi-part, in particular two-piece with control be formed piston and nozzle needle. Preferably, the valve piece, on which the throttle part is supported, provided with a receiving bore for the valve element, so that the valve piece serves as a guide for the valve element, in particular for a control piston of the valve element.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die mindestens eine Drosselöffnung (zumindest im wesentlichen) die einzige hydraulische Verbindung zwischen dem Ringraum und dem axial benachbarten Druckraum ist. Anders ausgedrückt liegt das Drosselteil zumindest näherungsweise dichtend an dem Ventilstück und an dem Injektorkörper an, wobei geringfügige Leckagen an den Randseiten des Drosselteils ohne (wesentliche) Bedeutung sind.In Development of the invention is provided with advantage that the at least one throttle opening (at least substantially) the only hydraulic connection between the annulus and the axially adjacent pressure chamber. In other words, lies the throttle member at least approximately sealed to the Valve piece and on the injector body, wherein minor leaks on the edge of the throttle body without (essential) importance.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Drosselteil, zumindest abschnittsweise, ein Me tallteil ist. Dabei ist es denkbar, dass randseitig elastisches Kunstsoffmaterial zur Verbesserung der Dichtwirkung vorgesehen ist. Bevorzugt ist das Drosselteil zur Verminderung des Verschleißes jedoch vollständig aus Metall ausgebildet. Eine (ggf. vollständige) Ausbildung aus einem robusten Kunststoff ist jedoch ebenfalls denkbar.In Embodiment of the invention is provided with advantage that the Throttle part, at least in sections, a Me is tallteil. there It is conceivable that the edge elastic plastic material to improve the sealing effect is provided. Preferably, the throttle member is for However, reduction of wear completely made of metal. A (possibly complete) education However, from a robust plastic is also conceivable.
Bevorzugt ist das Drosselteil in axialer und/oder radialer Richtung elastisch federnd ausgebildet, insbesondere um eine dichtende, klemmende Aufnahme des Drosselteils zwischen dem Ventilstück und dem Injektorkörper zu gewährleisten.Prefers the throttle member in the axial and / or radial direction is elastic resilient, in particular a sealing, clamping recording the throttle part between the valve piece and the injector body to ensure.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das ringförmige Drosselteil als Tellerfederelement ausgebildet ist. Durch die gewölbte, sich in axialer Richtung erstreckende Ausbildung ist die Überbrückung eines Axialabstandes zwischen den Anlagepunkten am Ventilstück und am Injektorkörper möglich.From particular advantage is an embodiment in which the annular throttle part formed as a plate spring element is. By the curved, extending in the axial direction Training is the bridging of an axial distance between the contact points on the valve piece and on the injector body possible.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der ein sicherer Halt des Drosselteils in den Injektor dadurch gewährleistet ist, dass das Drosselteil zwischen zwei Ringschultern bzw. zwischen zwei Stufen und zwar einerseits des Ventilstücks und andererseits des Injektorkörpers angeordnet ist, um ein Verrutschen in axialer Richtung oder sogar ein vollständiges Lösen des Drosselteils aus seiner Befestigungsposition zu vermeiden.Prefers is an embodiment in which a secure hold of the Throttle part is ensured in the injector thereby that the throttle part between two annular shoulders or between two Steps on the one hand of the valve piece and on the other hand of the injector body is arranged to slip in the axial direction or even a complete release to avoid the throttle part from its mounting position.
Ein besonders guter Halt des Drosselteils kann realisiert werden, indem die beiden Ringschultern in axialer Richtung und bevorzugt auch in radialer Richtung zueinander versetzt, d. h. beabstandet angeordnet sind.One Particularly good hold of the throttle part can be realized by the two ring shoulders in the axial direction and also preferred offset in the radial direction to each other, d. H. spaced apart are.
Um eine gute Abdichtung des Drosselteils gegenüber dem Ventilstück sowie gegenüber dem Injektorkörper und gleichzeitig einen sicheren Halt des Drosselteils im Injektor zu realisieren, ist in Ausgestaltung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass die Axialerstreckung des Drosselteils im Einbauzustand geringer ist als im nicht eingebauten Zustand, dass Drosselteil bei der Montage also, vorzugsweise elastisch verformt wird.Around a good seal of the throttle body relative to the valve piece as well as with respect to the injector body and simultaneously to realize a secure hold of the throttle part in the injector, is provided in an embodiment of the invention advantageously that the Axial extent of the throttle member in the installed state is lower when not installed, that throttle part during assembly So, preferably elastically deformed.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der in den Ringraum mündende Kraftstoff-Versorgungskanal der einzige Kraftstoff-Versorgungskanal ist und somit eine Steuerkammer, die bevorzugt von dem Ventilstück begrenzt wird, durch eine Zulaufdrossel aus dem Ringraum mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt wird. Der Durchflusswert der Zulaufdrossel zur Steuerkammer sowie der Druckabfall an der mindestens einen Drosselöffnung des Drosselteils bestimmen im Wesentlichen die Schließgeschwindigkeit des Ventilelements.In Development of the invention is provided with advantage that the in the annulus fuel supply channel opening only fuel supply channel is and thus a control chamber, which is preferably limited by the valve piece, through an inlet throttle from the annulus with high-pressure Fuel is supplied. The flow rate of the inlet throttle for Control chamber and the pressure drop at the at least one throttle opening of the throttle part essentially determine the closing speed of the valve element.
Von besonderem Vorteil ist eine Variante, bei der auf eine Zuführung von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff durch einen Drosselkanal im Injektorkörper zu einem separaten Düsenraum im Düsenkörper verzichtet wird. Bevorzugt strömt der Kraftstoff aus dem Druckraum entweder unmittelbar zur Düsenlochanordnung oder nimmt dem Umweg über einen Kanal im Düsenkörper zu einem Düsenraum (Ringraum) im Düsenkörper und strömt dann von dort aus durch einen Umfangsgalt zur Düsenlochanordnung. Der Kanal ist dabei drosselfrei ausgebildet.From particular advantage is a variant in which on a feeder of high-pressure fuel through a throttle channel in the injector body to a separate nozzle chamber is dispensed with in the nozzle body. Preferably flows the fuel from the pressure chamber either directly to the nozzle hole arrangement or takes the detour via a channel in the nozzle body to a nozzle space (annulus) in the nozzle body and then flows from there through a Umfangsgalt Nozzle hole arrangement. The channel is designed throttle-free.
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
In
der gezeigten Schließstellung liegt die Düsennadel
Der
aus der Düsenlochanordnung
Ausgehend
von dem Ringraum
Zum
axialen Verstellen des Ventilelements
Wie
aus
Wie
aus
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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