DE102007029793A1

DE102007029793A1 - Fuel injector for internal combustion engines, has high pressure area extending in axial direction and allows injecting fuel staying below high pressure

Info

Publication number: DE102007029793A1
Application number: DE102007029793A
Authority: DE
Inventors: Ricardo Cadavid-Giraldo; Anton Dr. Kerckhoff; Marius Ligensa; Thomas Ziegler
Original assignee: LOrange GmbH
Current assignee: LOrange GmbH
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-07-17

Abstract

Fuel injector has a high pressure area (12) extending in the axial direction and allows injecting fuel to stay below high pressure. The inlet throttle (4) peripherally limits the control area (4a) and the rear end of the nozzle needle (2) axially at the opposite side. A part (11a) of the discharge channel (11) is integrated in the inlet throttle and connects the control area with a component (10) of the fuel injector attached in the part (11b) of the discharge channel continuing axially.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Kraftstoffinjektoren der angesprochenen Art dienen zum Einspritzen von unter hohem Druck vorgehaltenem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei das Öffnen der Düsennadel gesteuert wird durch Druckentlastung eines an der Rückseite der Düsennadel vorgesehenen Steuerraums gegen den auf die Düsennadel in einem Hochdruckbereich, in welchem sich die Düsennadel befindet, anliegenden Druck. Die Druckentlastung des Steuerraums erfolgt über einen Ablaufkanal, welcher durch ein Steuerventil wahlweise freigegeben wird und der eine die Ablaufgeschwindigkeit justierende Ablaufdrossel enthält. Der Zulauf zum Steuerraum erfolgt über einen zwischen diesen und den die Düsennadel umgebenden Hochdruckbereich geschalteten Zulaufkanal, dessen Durchströmung durch eine darin angeordnete Zulaufdrossel begrenzt ist. Zusätzlich kann noch ein eine Fülldrossel enthaltender Füllkanal vorgesehen sein, welcher von dem die Düsennadel umgebenden Hochdruckbereich zu einer Stelle im Ablaufkanal stromabwärts der Ablaufdrossel führt, so dass bei geschlossenem Steuerventil zusätzlich zum Zustrom von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich in den Steuerraum über den Zulaufkanal ein Zustrom über den Füllkanal und rückwärts über den Ablaufkanal in dem Steuerraum erfolgt. Hierdurch gelingt eine Einstellung der gegenseitigen Strömungsverhältnisse zum und vom Steuerraum in der Weise, dass ein langsameres Öffnen der Düsennadel gegenüber einem verhältnismäßig schnellen Schließen erfolgt.fuel injectors The type mentioned are used for injecting under high pressure held fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, wherein the opening of the nozzle needle is controlled by depressurizing one at the back of the nozzle needle provided control space against the on the nozzle needle in a high pressure area in which the nozzle needle located, applied pressure. The pressure relief of the control room via a flow channel, which by a control valve is selectively released and the one the flow rate contains adjusting outlet throttle. The inlet to the control room is via one between them and the nozzle needle surrounding High-pressure range connected inlet channel, the flow therethrough is limited by an inlet throttle arranged therein. additionally may still contain a Fülldrossel filling channel be provided, which of the nozzle needle surrounding High pressure area to a point in the drainage channel downstream the outlet throttle leads, so that when the control valve is closed in addition to the influx of high pressure Fuel from the high-pressure area in the control room over the inflow channel an inflow through the filling channel and backwards over the drainage channel in the Control room is done. This succeeds in setting the mutual Flow conditions to and from the control room in the way that slower opening of the nozzle needle relative to a relative fast closing takes place.

Aus der DE 10 2005 035 347 B3 ist ein Kraftstoffinjektor der vorausgesetzten Art bekannt, der in einem Düsenkörper eine in axialer Ausdehnung des Injektors verlaufende, von dem unter hohem Kraftstoff beaufschlagte und durchströmte Bohrung aufweist, die den Hochdruckbereich bildet und die im Düsenkörper axial verschieblich geführte Düsennadel umgibt. Diese bildet an ihrem einen, vorderen Ende zusammen mit einer im Düsenkörper vorgesehenen Sitzfläche eine Einspritzdüse zum wahlweisen Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine, während an ihrem anderen, rückwärtigen Ende eine auf dem Umfang der Düsennadel aufsitzende Buchse vorgesehen ist, die relativ zur Düsennadel verschieblich ist und, federnd an der Düsennadel abgestützt, in Anlage gegen ein axial an den Düsenkörper anschließendes Bauteil des Kraftstoffinjektors den besagten Steuerraum abgrenzt. Der Steuerraum ist somit umfangsmäßig begrenzt durch die Steuerraumbuchse, an der der Einspritzdüse zugewandten Seite durch das rückwärtige Ende der Einspritznadel und an der dem rückwärtigen Ende der Einspritznadel gegenüberliegenden Seite durch das besagte axial an den Düsenkörper anschließende Bauteil des Kraftstoffinjektors, gegen den sich die Buchse an einer gegenseitigen Dichtfläche abstützt. Bei dem bekannten Kraftstoffinjektor ist die Ablaufdrossel vorgesehen in einem Ablaufkanal, welcher in dem axial an den Düsenkörper anschließenden Bauteil des Kraftstoffinjektors ausgebildet ist. Der die Zulaufdrossel enthaltende Zulaufkanal verläuft von einer mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Stelle an der äußeren Oberfläche der Steuerraumbuchse durch deren Mantel hindurch zum Steuerraum. Der Eingang des Zulaufkanals befindet sich in einer ringförmigen Ausnehmung am äußeren Umfang der Steuerraumbuchse, wobei diese Ausnehmung zum Hochdruckbereich hin durch ein Filter geschützt ist, welches dazu dient, im Kraftstoff enthaltende Partikel vom Eintritt in den Zulaufkanal und damit an einer Störung der Strömungsverhältnisse durch diesen zu hindern. Ein im Wesentlichen ähnlich ausgebildeter Kraftstoffinjektor ist auch aus der DE 199 36 668 A1 bekannt, wobei hier jedoch keine Maßnahmen zur Filterung des vom Hochdruckbereich durch den die Zulaufdrossel enthaltenden Zulaufkanal zum Steuerraum strömenden Kraftstoffs vorgesehen sind. Dagegen ist es aus dieser Druckschrift bekannt, den Zulaufkanal anstelle durch den Mantel der Steuerraumbuchse auch durch den Körper der Düsennadel im Bereich deren rückwärtigen Endes zu führen.From the DE 10 2005 035 347 B3 a fuel injector of the assumed type is known, which in a nozzle body extending in the axial extent of the injector, acted upon by the under high fuel and flowed through bore, which forms the high-pressure region and the nozzle body axially displaceable guided nozzle needle surrounds. This forms at its one, front end together with a seat provided in the nozzle body an injection nozzle for selectively injecting the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, while at its other, rear end a seated on the circumference of the nozzle needle is provided relative to the nozzle needle is displaceable and, resiliently supported on the nozzle needle, in abutment against an axially adjoining the nozzle body of the fuel injector member said control chamber. The control chamber is thus circumferentially bounded by the control chamber, at the injection nozzle side facing by the rear end of the injection needle and at the rear end of the injection needle opposite side by the said axially adjacent to the nozzle body component of the fuel injector against which the socket a mutual sealing surface is supported. In the known fuel injector, the outlet throttle is provided in a drainage channel which is formed in the component of the fuel injector which adjoins the nozzle body axially. The inlet channel containing the inlet throttle extends from a position in communication with the high-pressure area on the outer surface of the control chamber bushing through the jacket thereof to the control chamber. The inlet of the inlet channel is located in an annular recess on the outer circumference of the control chamber socket, this recess is protected to the high pressure area by a filter which serves to contain particles in the fuel from entering the inlet channel and thus a disturbance of the flow conditions through this to prevent. A substantially similarly designed fuel injector is also from the DE 199 36 668 A1 However, in this case, no measures are provided for filtering the fuel flowing from the high-pressure region through the inlet channel containing the inlet throttle to the control chamber. In contrast, it is known from this document to lead the inlet channel instead of the jacket of the control chamber socket through the body of the nozzle needle in the region of the rear end.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor der vorausgesetzten Art so auszubilden, dass die für die Steuercharakteristik des Kraftstoffinjektors maßgeblichen Kanäle mit dem in ihnen enthaltenen Drosseln mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar sind.The The object of the invention is a fuel injector of the assumed To train the type so that the tax characteristic the fuel injector authoritative channels with the throttles contained in them produced with low production costs are.

Diese Aufgabe wird durch einen Kraftstoffinjektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is performed by a fuel injector with the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments of the fuel injector according to the invention are given in the subclaims.

Durch die Erfindung wird ein Kraftstoffinjektor für Brennkraftmaschinen geschaffen, der in einem Düsenkörper einen sich in axialer Richtung erstreckenden, von unter hohem Druck stehendem einzuspritzenden Kraftstoff durchströmten Hochdruckbereich aufweist, der eine im Düsenkörper axial verschieblich geführte Düsennadel umgibt, die an ihrem einen, vorderen Ende unter Zusammenwirken mit einer im Düsenkörper vorgesehenen Sitzfläche eine Einspritzdüse zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine wahlweise frei gibt und die an ihrem anderen, rückwärtigen Ende eine auf ihren Umfang aufliegende Steuerraumbuchse trägt, welche relativ zur Düsennadel axial verschieblich und federnd an der Düsennadel abgestützt gegen eine an einem axial anschließenden Bauteil des Kraftstoffinjektors ausgebildete Dichtfläche abgedichtet ist und eine am rückwärtigen Ende der Düsennadel vorgesehenen, von dem unter hohem Druck zugeführten Kraftstoff beaufschlagten und über eine in einem Ablaufkanal vorgesehene Ablaufdrossel im Sinne eines Öffnens der Einspritzdüse wahlweise druckentlastbaren Steuerraum begrenzt, wobei der Steuerraum über einen eine Zulaufdrossel enthaltenden Zulaufkanal mit dem Hochdruckbereich in Verbindung steht und über den die Ablaufdrossel enthaltenden Ablaufkanal durch ein Steuerventil druckentlastbar ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Steuerraumbuchse den Steuerraum sowohl umfangsmäßig als auch an der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel axial gegenüberliegenden Seite begrenzt, und dass zumindest ein die Ablaufdrossel enthaltender Teil des Ablaufkanals in der Steuerraumbuchse integriert ausgebildet ist und den Steuerraum mit einem in dem sich axial anschließenden Bauteil des Kraftstoffinjektors fortsetzenden Teil des Ablaufkanals verbindet.The invention provides a fuel injector for internal combustion engines, which has in a nozzle body extending in the axial direction, under high pressure injected fuel flowing through the high-pressure region surrounding a nozzle body in the axially displaceable guided nozzle needle, at its one, front end under Collaboration with a seat provided in the nozzle body an injector for injecting the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine optionally free and carries at its other, rear end resting on its periphery control chamber bushing which relative to the nozzle needle axially displaceable and resiliently supported on the nozzle needle against one on an axially adjacent component The sealed sealing surface is sealed and provided at the rear end of the nozzle needle, acted upon by the supplied under high pressure fuel and provided via a provided in a drain passage outlet throttle in the sense of opening the injector selectively pressure-relieved control chamber, wherein the control chamber containing an inlet throttle Inlet channel with the high-pressure region is in communication and via the flow restrictor containing flow channel is pressure relieved by a control valve. According to the invention, it is provided that the control chamber bushing bounds the control chamber both circumferentially and at the rear end of the nozzle needle axially opposite side, and that at least one flow restrictor containing part of the flow channel is integrated in the control chamber socket and the control room with a in which axially adjacent component of the fuel injector continuing part of the drainage channel connects.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuerraumbuchse durch einen Körper gebildet ist, der an der der Einspritzdüse zugewandten Seite eine das rückwärtige Ende der Düsennadel aufnehmende und den Steuerraum bildende axial verlaufende Bohrung aufweist, sowie einen massiven Teil, in welchem der die Ablaufdrossel enthaltende Teil des Ablaufkanals ausgebildet ist.According to one preferred embodiment of the invention it is provided that the control chamber socket is formed by a body, the side facing the injection nozzle one the rear End of the nozzle needle receiving and the control room forming axially extending bore, and a solid part, in which formed of the outlet throttle containing part of the drain channel is.

Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der die Ablaufdrossel enthaltende Teil des Ablaufkanals in dem massiven Teil der Steuerraumbuchse von der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel gegenüberliegenden Wandung des Steuerraums zu dem sich in dem sich axial anschließenden Bauteil des Kraftstoffinjektors fortsetzenden Teil des Ablaufkanals erstreckt.there In particular, it may be provided that the outlet throttle containing part of the flow channel in the massive part of the control chamber socket from the rear end of the nozzle needle opposite wall of the control room to the in the axially adjacent component of the fuel injector extending part of the drainage channel.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors ist ein eine Fülldrossel enthaltender Füllkanal vorgesehen, der in der Steuerraumbuchse ausgebildet ist und sich von einer mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Stelle an der Oberfläche der Steuerraumbuchse zu einer Stelle stromabwärts der Ablaufdrossel im Ablaufkanal erstreckt.According to one advantageous development of the invention Fuel injector is a filling throttle containing Filling channel provided, which formed in the control chamber socket is and is of one related to the high pressure area Place at the surface of the control room socket to one Point downstream of the outlet throttle extends in the drainage channel.

Dabei kann an der Dichtfläche ein Sammelraum ausgebildet sein, welcher zum Zusammenfassen des in der Steuerraumbuchse ausgebildeten Teils des Ablaufkanals und des die Fülldrossel enthaltenden Füllkanals stromabwärts (in Strömungsrichtung durch den Ablaufkanal bei geöffnetem Steuerventil) der Ablaufdrossel vorgesehen ist.there can be formed on the sealing surface a collecting space, which for summarizing the formed in the control box socket part the drain channel and the Fülldrossel containing filling channel downstream (in the flow direction through the drainage channel when the control valve is open) the outlet throttle provided is.

Dabei kann der besagte Sammelraum unter Erweiterung des in dem sich axial anschließenden Bauteil des Kraftstoffinjektors ausgebildeten Teil des Ablaufkanals vorgesehen sein, oder alternativ auch in dem massiven Teil der Steuerraumbuchse.there can said collecting space under extension of the axially formed subsequent component of the fuel injector Be provided part of the flow channel, or alternatively in the massive part of the control room socket.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors ist auch der die Zulaufdrossel enthaltende Zulaufkanal in der Steuerraumbuchse integriert ausgebildet und erstreckt sich von einer mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Stelle zum Steuerraum.According to one advantageous embodiment of the invention Fuel injector is also the inlet channel containing the inlet throttle formed integrated in the control room socket and extends from a location associated with the high pressure area to the control room.

Die mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehende Stelle, von der sich der besagte Füllkanal erstreckt und/oder die mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehende Stelle, von der sich der besagte Zulaufkanal erstreckt, kann vorteilhafterweise in einer am äußeren Umfang der Steuerraumbuchse ausgebildeten radialen Ausnehmung vorgesehen sein.The location associated with the high pressure area, of which extending said filling channel and / or with the High-pressure area related site, of which said Inlet channel extends, can advantageously in one of the outer Scope of the control chamber socket formed radial recess provided be.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass diese radiale Ausnehmung außen zum Hochdruckbereich hin durch ein Filterelement geschützt ist. Der Vorteil solcher Ausführungsformen ist es, dass im Kraftstoff enthaltene feine Partikel oder Verunreinigungen vom Eintreten in den Füllkanal und/oder den Zulaufkanal und damit an Störungen der Funktion des Kraftstoffinjektors durch nachteilige Wirkungen auf die Drosseln oder das Steuerventil (Pilotventil) gehindert werden.According to one Further development of the invention, it is provided that these radial Recess on the outside to the high pressure area through a filter element is protected. The advantage of such embodiments it is that fine particles or impurities contained in the fuel from entering the filling channel and / or the inlet channel and thus to malfunctions of the function of the fuel injector by adverse effects on the throttles or the control valve (Pilot valve) are prevented.

Ein solches Filterelement kann insbesondere in Form eines die radiale Ausnehmung umfangsmäßig umgebenden, insbesondere zylindrischen Rings ausgebildet sein. Ein Vorteil einer solchen Filteranordnung ist dessen selbstreinigende Wirkung im Strom des Kraftstoffs durch den Hochdruckbereich.One Such filter element may in particular in the form of a radial Recess circumferentially surrounding, in particular be formed cylindrical rings. An advantage of such Filter arrangement is its self-cleaning effect in the flow of Fuel through the high pressure area.

Das Filterelement kann beispielsweise durch ein Drahtgeflecht, ein Drahtgewebe oder ein Gewebelaminat gebildet sein.The Filter element, for example, by a wire mesh, a wire mesh or a fabric laminate may be formed.

Der die Zulaufdrossel enthaltende Zulaufkanal kann in der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel gegenüberliegenden Wandung des Steuerraums münden.Of the the inlet throttle containing inlet channel can in the rear End of the nozzle needle opposite wall of the control room.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der die Zulaufdrossel enthaltende Zulaufkanal in der Düsennadel integriert ausgebildet und erstreckt sich von einer mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehenden Stelle an der Oberfläche der Düsennadel zum Steuerraum.According to one Another embodiment of the invention is the inlet throttle containing inlet channel integrated in the nozzle needle and formed extends from one to the high pressure area in combination standing spot on the surface of the nozzle needle to the control room.

Dabei kann die mit dem Hochdruckbereich in Verbindung stehende Stelle, von der sich der Zulaufkanal erstreckt, in einer am äußeren Umfang der Düsennadel ausgebildeten radialen Ausnehmung vorgesehen sein.there can the location associated with the high pressure area, from the inlet channel extends, in one at the outside Perimeter of the nozzle needle formed radial recess be provided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die radiale Ausnehmung zum Hochdruckbereich hin durch ein Filterelement geschützt. Der Vorteil hiervon ist es, dass im Kraftstoff enthaltene Partikel oder Verunreinigungen daran gehindert werden, in den Zulaufkanal einzutreten und Störungen der bereits genannten Art zu verursachen.According to one advantageous embodiment of the invention is the radial Recess to the high pressure area protected by a filter element. Of the The advantage of this is that contained in the fuel particles or Impurities are prevented from entering the inlet channel and to cause disturbances of the kind already mentioned.

Das Filterelement kann in Form eines die radiale Ausnehmung umfangsmäßig umgebenden, insbesondere zylindrischen Rings ausgebildet sein. Der Vorteil hiervon ist wiederum eine selbstreinigende Wirkung der Filteranordnung im Strom des Kraftstoffs durch den Hochdruckbereich.The Filter element may circumferentially in the form of a radial recess be formed surrounding, in particular cylindrical ring. The advantage this in turn is a self-cleaning effect of the filter arrangement in the flow of fuel through the high pressure area.

Das Filterelement kann durch ein Drahtgeflecht, ein Drahtgewebe oder ein Gewebelaminat gebildet sein.The Filter element can through a wire mesh, a wire mesh or a fabric laminate may be formed.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mündet der die Zulaufdrossel enthaltende Zulaufkanal im rückwärtigen Ende der Düsennadel in den Steuerraum.According to one Embodiment of the invention opens the inlet throttle containing inlet channel in the rear end of the Nozzle needle in the control room.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:in the Following embodiments of the invention are based on explained the drawing. Show it:

1 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Kraftstoffinjektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a partial cross-sectional view of a fuel injector according to an embodiment of the invention;

2a) und b) jeweilige an der Steuerraumbuchse vorhandene Flächen, welche für die Abdichtung des Steuerraums zum Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors von Bedeutung sind; und 2a) and b) respective areas present on the control chamber bushing, which are important for the sealing of the control chamber to the high-pressure region of the fuel injector; and

3 eine teilweise Querschnittsdarstellung eines Kraftstoffinjektors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 a partial cross-sectional view of a fuel injector according to another embodiment of the invention.

In 1 ist der untere Teil eines Kraftstoffinjektors für eine Brennkraftmaschine dargestellt, der einen Düsenkörper 1 umfasst, in welchem ein sich in radialer Richtung erstreckender, von unter hohem Druck stehendem, einzuspritzendem Kraftstoff beaufschlagter und durchströmter Hochdruckbereich 12 ausgebildet ist. Dieser Hochdruckbereich 12 umgibt eine Düsennadel 2, die in dem Düsenkörper 1 axial verschieblich geführt ist. Die Düsennadel 2 ist dazu vorgesehen, an ihrem einen, vorderen oder unterem Ende unter Zusammenwirken mit einer im Düsenkörper 1 vorgesehenen Sitzfläche 16 eine Einspritzdüse 15 zum Einspritzen des in dem Hochdruckbereich 12 unter hohem Druck stehend vorgehaltenen Kraftstoffs in den Brennraum der Brennkraftmaschine wahlweise freizugeben.In 1 the lower part of a fuel injector for an internal combustion engine is shown, which has a nozzle body 1 comprising, in which a radially extending, under high pressure, injecting fuel acted upon and flowed through the high-pressure region 12 is trained. This high pressure area 12 surrounds a nozzle needle 2 in the nozzle body 1 is guided axially displaceable. The nozzle needle 2 is intended, at its one, front or lower end, in cooperation with a in the nozzle body 1 provided seat 16 an injection nozzle 15 for injecting the in the high pressure area 12 optionally under high pressure held fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine release.

An ihrem anderen, rückwärtigen oder oberen Ende trägt die Düsennadel 2 eine dicht auf ihrem Umfang aufliegende oder anliegende Steuerraumbuchse 4, welche relativ zur Düsennadel 2 axial verschieblich ist. Diese Steuerraumbuchse 4 ist mittels einer Düsenfeder 3 federnd abgestützt zwischen der Düsennadel 2 und einer Dichtfläche 10a, die an einem auf der der Einspritzdüse 15 entgegengesetzten Seite des Düsenkörpers 1 axial anschließenden Bauteil 10 vorgesehen ist.At its other, rear or upper end carries the nozzle needle 2 a tightly resting on its periphery or adjacent control chamber socket 4 which is relative to the nozzle needle 2 is axially displaceable. This control room socket 4 is by means of a nozzle spring 3 resiliently supported between the nozzle needle 2 and a sealing surface 10a attached to one on the injector 15 opposite side of the nozzle body 1 axially adjoining component 10 is provided.

Die Steuerraumbuchse 4 begrenzt einen am rückwärtigen Ende der Düsennadel 2 vorgesehenen Steuerraum 4a, der über einen Ablaufkanal 11 im Sinne eines Öffnens der Einspritzdüse wahlweise druckentlastbar ist, nämlich mittels eines Steuer- oder Pilotventils, welches in der 1 nicht mehr dargestellt ist. Dieser Ablaufkanal 11 enthält eine Ablaufdrossel 6, welche die Strömungsrate durch den Ablaufkanal 11 beim Öffnen des besagten Steuer- oder Pilotventils bestimmt.The control room socket 4 limits one at the rear end of the nozzle needle 2 provided control room 4a that has a drainage channel 11 in the sense of opening the injector is optionally pressure relieved, namely by means of a control or pilot valve, which in the 1 is no longer shown. This drainage channel 11 contains a drain throttle 6 indicating the flow rate through the drainage channel 11 when opening said control or pilot valve.

Wie den 1 und 3 entnehmbar ist, ist der Steuerraum 4a sowohl umfangsmäßig als auch an der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel 2 axial gegenüberliegenden, also oberen Seite durch die Steuerraumbuchse 4 begrenzt, und ein die Ablaufdrossel 6 enthaltender Teil 11a des Ablaufkanals 11 ist in der Steuerraumbuchse 4 integriert ausgebildet und verbindet damit den Steuerraum 4a mit einem Teil 11b des Ablaufkanals 11, welcher diesen in dem sich axial anschließenden Bauteil 10 des Kraftstoffinjektors in Richtung zu dem besagten, nicht gezeigten Steuer- oder Pilotventil hin fortsetzt.Like that 1 and 3 is removable, is the control room 4a both circumferentially and at the rear end of the nozzle needle 2 axially opposite, so the upper side through the control chamber socket 4 limited, and an outlet throttle 6 containing part 11a of the drainage channel 11 is in the control room socket 4 integrated trained and thus connects the control room 4a with a part 11b of the drainage channel 11 , which this in the axially adjoining component 10 of the fuel injector continues towards the said control valve or pilot valve, not shown.

Bei den in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist somit die Steuerraumbuchse 4 durch einen Körper gebildet, der an der der Einspritzdüse 15 bzw. der Düsennadel 2 zugewandten Seite eine axial verlaufende Bohrung 4b aufweist, die das rückwärtige Ende der Düsennadel 2 aufnimmt und den Steuerraum 4a begrenzt oder bildet, und, wie schon erwähnt, dicht am Umfang der Düsennadel 2 anliegt. Die Steuerraumbuchse 4 umfasst weiter einen massiven Teil 4c, in welchem der oben beschriebene, die Ablaufdrossel 6 enthaltende Teil 11a des Ablaufkanals 11 ausgebildet ist.In the in the 1 and 3 shown embodiments is thus the control room socket 4 formed by a body attached to that of the injector 15 or the nozzle needle 2 facing side an axially extending bore 4b which has the rear end of the nozzle needle 2 takes up and the control room 4a limited or forms, and, as already mentioned, close to the circumference of the nozzle needle 2 is applied. The control room socket 4 further includes a massive part 4c in which the one described above, the outlet throttle 6 containing part 11a of the drainage channel 11 is trained.

Weiter ist bei den beiden in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ein Füllkanal 8a vorgesehen, der ebenfalls in der Steuerraumbuchse 4 integriert ausgebildet ist und eine Fülldrossel 8 enthält, welche den Strom durch den Füllkanal 8a von einer mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung stehenden Stelle an der äußeren Oberfläche der Steuerraumbuchse 4 mit einer Stelle verbindet, die im Ablaufkanal 11 bezüglich der Strömungsrichtung durch diesen bei geöffnetem Steuer- oder Pilotventil aus dem Steuerraum 4a heraus stromabwärts der Ablaufdrossel 6 befindlich ist.Next is the two in the 1 and 3 shown embodiments, a filling channel 8a provided, which is also in the control room socket 4 is integrally formed and a Fülldrossel 8th Contains the current through the filling channel 8a from one to the high pressure area 12 communicating location on the outer surface of the control chamber socket 4 connects to a point in the drainage channel 11 with respect to the flow direction through this with open control or pilot valve from the control room 4a out downstream of the outlet throttle 6 is located.

An der Dichtfläche 10a zwischen der Steuerraumbuchse 4 und dem sich axial anschließenden Bauteil 10 des Kraftstoffinjektors ist ein Sammelraum 9 ausgebildet, welcher den in der Steuerraumbuchse 4 ausgebildeten Teil 11a des Ablaufkanals 11 mit dem die Fülldrossel 8 enthaltenden Füllkanal 8a verbindet, im vorher genannten Sinne stromabwärts der Ablaufdrossel 6. Dieser Sammelraum 9 ist bei den beiden in den 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen unter Erweiterung des in dem sich axial anschließenden Bauteil 10 des Kraftstoffinjektors ausgebildeten Teils 11b des Ablaufkanals 11 vorgesehen.At the sealing surface 10a between the tax space jack 4 and the axially adjacent component 10 the fuel injector is a collection space 9 formed, which in the control room socket 4 trained part 11a of the drainage channel 11 with the filling throttle 8th containing filling channel 8a connects, in the aforementioned sense downstream of the outlet throttle 6 , This collection room 9 is in the two in the 1 and 3 shown embodiments with extension of the axially adjacent component 10 the fuel injector formed part 11b of the drainage channel 11 intended.

Bei beiden Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Ablaufdrossel 6 enthaltende Teil 11a des Ablaufkanals 11 in dem massiven Teil 4c der Steuerraumbuchse 4 von der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel 2 gegenüberliegenden, oberen Wandung des Steuerraums 4a zu dem den Ablaufkanal 11 fortsetzenden Teil 11b in dem sich axial anschließenden Bauteil 10 des Kraftstoffinjektors.In both embodiments, the outlet throttle extends 6 containing part 11a of the drainage channel 11 in the massive part 4c the control room socket 4 from the rear end of the nozzle needle 2 opposite, upper wall of the control room 4a to which the drainage channel 11 continuing part 11b in the axially adjacent component 10 of the fuel injector.

Die 2a) und b) zeigen die Flächenverhältnisse an der Steuerraumbuchse 4, welche für deren Abdichtung gegenüber der Dichtfläche 10a an dem axial anschließenden Bauteil 10 maßgeblich ist. 2a) zeigt von der Seite des Steuer- oder Pilotventils her die wirksamen Flächen A1 und A2 an dieser Seite, während 2b) die wirksamen Flächen B1 und B2 an der entgegengesetzten Seite zeigt. Durch das Verhältnis der Flächen ist, im Zusammenwirken mit dem im Hochdruckbereich 12 herrschenden Kraftstoffdruck, die Dichtheit der Steuerraumbuchse 4 gegenüber der besagten Dichtfläche 10a und damit die Abdichtung des Sammelraums 9 gegenüber dem außerhalb der Steuerraumbuchse 4 befindlichen Hochdruckbereich 12 sichergestellt. Dieses Flächenverhältnis ist so ausgelegt, dass der vom Hochdruckbereich 12 her wirkende Kraftstoffdruck in jedem Lastpunkt des Injektorbetriebs genügend Flächenpressung an der Dichtfläche 10a erzeugt.The 2a) and b) show the area ratios at the control room socket 4 , which for their sealing against the sealing surface 10a on the axially adjacent component 10 is decisive. 2a) shows from the side of the control or pilot valve forth the effective areas A1 and A2 at this side, while 2 B) shows the effective areas B1 and B2 on the opposite side. Due to the ratio of the surfaces is, in cooperation with that in the high pressure area 12 prevailing fuel pressure, the tightness of the control chamber socket 4 opposite the said sealing surface 10a and thus the sealing of the collecting space 9 opposite the outside of the control room socket 4 located high pressure area 12 ensured. This area ratio is designed to be that of the high pressure area 12 forth acting fuel pressure in each load point of the injector operation sufficient surface pressure at the sealing surface 10a generated.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist weiterhin ein eine Zulaufdrossel 7 enthaltender Zulaufkanal 17 in der Steuerraumbuchse 4 integriert ausgebildet, der sich von einer mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung stehenden Stelle an der Oberfläche der Steuerraumbuchse 4 zum Steuerraum 4a erstreckt. Die Zulaufdrossel 7 definiert den Zustrom von Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich 12 in den Steuerraum 4a.At the in 1 embodiment shown is still a an inlet throttle 7 containing inlet channel 17 in the control room socket 4 integrated, extending from one with the high pressure area 12 communicating spot on the surface of the control chamber socket 4 to the control room 4a extends. The inlet throttle 7 defines the influx of fuel from the high pressure area 12 in the control room 4a ,

Die mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung stehende Stelle an der Oberfläche der Steuerraumbuchse 4, von der der Zulaufkanal 17 ausgeht, ist, bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, ebenso wie die mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung stehende Stelle an der Oberfläche der Steuerraumbuchse 4, von der der Füllkanal 8a ausgeht, in einer am äußeren Umfang der Steuerraumbuchse 4 ausgebildeten radialen Ausnehmung 14 vorgesehen, die die Steuerraumbuchse 4 ringförmig umgibt.The with the high pressure area 12 communicating place at the surface of the control room socket 4 , from which the inlet channel 17 is, in which in 1 shown embodiment, as well as those with the high pressure area 12 communicating place at the surface of the control room socket 4 from which the filling channel 8a goes out, in one on the outer circumference of the control room socket 4 formed radial recess 14 provided that the control room socket 4 surrounds annularly.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls eine solche am äußeren Umfang der Steuerraumbuchse 4 ausgebildete radiale Ausnehmung 14 vorgesehen, wobei in dieser nur der die Fülldrossel 8 enthaltende Füllkanal 8a an der Oberfläche der Steuerraumbuchse 4 mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung steht, nicht jedoch ein Zulaufkanal zum Steuerraum 4a.At the in 3 embodiment shown is also such on the outer circumference of the control chamber socket 4 formed radial recess 14 provided, in which only the filling throttle 8th containing filling channel 8a on the surface of the control room socket 4 with the high pressure area 12 communicates, but not an inlet channel to the control room 4a ,

Bei beiden gezeigten Ausführungsbeispielen ist die radiale Ausnehmung 14 außen zum Hochdruckbereich hin durch ein Filterelement 5 geschützt, welches in Form eines die radiale Ausnehmung 14 umfangsmäßig umgebenden zylindrischen Rings ausgebildet ist. Das Filterelement 5 ist durch ein Drahtgeflecht, ein Drahtgewebe oder ein Gewebelaminat gebildet, das so beschaffen ist, dass es die besagten Partikel oder Verunreinigungen an einem Eintreten in die radiale Ausnehmung 14 hindert.In both embodiments shown, the radial recess 14 outside to the high pressure area through a filter element 5 protected, which in the form of a radial recess 14 circumferentially surrounding cylindrical ring is formed. The filter element 5 is formed by a wire mesh, a wire mesh, or a fabric laminate adapted to cause said particles or contaminants to enter the radial recess 14 prevents.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der die Zulaufdrossel 7a enthaltende Zulaufkanal 17a zum Steuerraum 4a in der Düsennadel 2 integriert ausgebildet, nämlich im rückwärtigen Bereich derselben, und erstreckt sich von einer mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung stehenden Stelle an der Oberfläche der Düsennadel 2 zum Steuerraum 4a. Der Zulaufkanal 17a steht mit dem Hochdruckbereich 12 in Verbindung an einer Stelle, die in einer am äußeren Umfang der Düsennadel 2 ausgebildeten radialen Ausnehmung 18 vorgesehen ist. Auch diese radiale Ausnehmung 18, die die Düsenadel 2 ringförmig umgibt, ist durch ein Filterelement 19 in Form eines zylindrischen Rings geschützt, der die radiale Ausnehmung 18 umfangsmäßig umgibt. Dieses Filterelement 19 ist wiederum durch ein entsprechendes geeignetes Drahtgeflecht, Drahtgewebe oder Gewebelaminat gebildet.At the in 3 the embodiment shown is the inlet throttle 7a containing inlet channel 17a to the control room 4a in the nozzle needle 2 integrated formed, namely in the rear region thereof, and extends from one with the high-pressure region 12 communicating spot on the surface of the nozzle needle 2 to the control room 4a , The inlet channel 17a stands with the high pressure area 12 in contact with a point in the outer circumference of the nozzle needle 2 formed radial recess 18 is provided. Also this radial recess 18 holding the nozzle needle 2 annular surrounds, is through a filter element 19 Protected in the form of a cylindrical ring, the radial recess 18 surrounds circumferentially. This filter element 19 is in turn formed by a corresponding suitable wire mesh, wire mesh or fabric laminate.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mündet der die Zulaufdrossel 7 enthaltende Zulaufkanal 17, welcher in der Steuerraumbuchse 4 integriert ausgebildet ist, in der dem rückwärtigen Ende der Düsennadel 2 gegenüberliegenden, oberen Wandung des Steuerraums 4a. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen mündet der die Zulaufdrossel 7a enthaltende Zulaufkanal 17a, welcher in der Düsennadel 2 integriert ausgebildet ist, in der durch das rückwärtige Ende der Düsennadel 2 gebildeten, also unteren Wandung in den Steuerraum 4a.At the in 1 illustrated embodiment of the inlet throttle opens 7 containing inlet channel 17 which is in the control room socket 4 is formed integrally, in the rear end of the nozzle needle 2 opposite, upper wall of the control room 4a , At the in 3 illustrated embodiment, however, opens the inlet throttle 7a containing inlet channel 17a which is in the nozzle needle 2 is formed integrally, in the through the rear end of the nozzle needle 2 formed, so lower wall in the control room 4a ,

Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein Kraftstoffinjektor geschaffen, der eine "schwimmende" Steuereinheit in Form der Steuerraumbuchse 4 enthält, in welcher zumindest die Ablaufdrossel 6 und vorteilhafterweise auch die Fülldrossel 8 und die Zulaufdrossel 7 integriert vorgesehen und vorzugsweise durch eine Filtereinrichtung geschützt sind. Dadurch können auf eine kostengünstige Weise alle benötigten Drosseln in einer Einheit integriert vorgesehen werden, auf die herkömmliche "Ventilplatte" kann verzichtet werden, und das Steuer- oder Pilotventil wird vor Verunreinigungen oder Partikel aus dem Kraftstoff geschützt. Die Filteranordnung ist dabei so ausgebildet, dass eine selbstreinigende Wirkung durch den Kraftstoffstrom im Hochdruckbereich 12 entsteht.The present invention thus provides a fuel injector which provides a "floating" control unit in the form of the control chamber socket 4 contains, in which at least the outlet throttle 6 and advantageously also the filling throttle 8th and the inlet throttle 7 provided integrated and preferably protected by a filter device. As a result, all the required throttles can be integrated in one unit in a cost-effective manner, the conventional "valve plate" can be dispensed with, and the control or pilot valve is protected from contamination or particles from the fuel. The filter assembly is designed so that a self-cleaning effect by the fuel flow in the high pressure area 12 arises.

11: Düsenkörpernozzle body
22: Düsennadelnozzle needle
33: Düsenfedernozzle spring
44: SteuerraumbuchseControl Room jack
4a4a: Steuerraumcontrol room
4b4b: axiale Bohrungaxial drilling
55: Filterelementfilter element
66: Ablaufdrosseloutlet throttle
77: Zulaufdrosselinlet throttle
7a7a: Zulaufdrosselinlet throttle
88th: Fülldrosselfilling throttle
8a8a: Füllkanalfilling channel
99: Sammelraumplenum
1010: axial anschließendes Bauteilaxial subsequent component
10a10a: Dichtflächesealing surface
1111: Ablaufkanaldrain channel
11a11a: Teil des Ablaufkanalspart of the drainage channel
11b11b: Teil des Ablaufkanalspart of the drainage channel
1212: HochdruckbereichHigh pressure area
1313: Filterelementfilter element
1414: radiale Ausnehmungradial recess
1515: Einspritzdüseinjection
1616: Sitzflächeseat
1717: Zulaufkanalinlet channel
17a17a: Zulaufkanalinlet channel
1818: radiale Ausnehmungradial recess
1919: Filterelementfilter element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005035347 B3 [0003]
- DE 19936668 A1 [0003]

Claims

Fuel injector for internal combustion engines, which is located in a nozzle body ( 1 ) has a high-pressure region which extends in the axial direction and is flowed through by high-pressure fuel to be injected ( 12 ), one in the nozzle body ( 1 ) axially displaceable guided nozzle needle ( 2 ), which at their one, front end, interacting with a in the nozzle body ( 1 ) seat ( 16 ) an injection nozzle ( 15 ) selectively for injecting the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, and at its other, rear end a resting on its periphery control chamber socket ( 4 ), which relative to the nozzle needle ( 2 ) axially displaceable and resilient on the nozzle needle ( 2 ) supported against an axially adjacent component ( 10 ) of the fuel injector formed sealing surface ( 10a ) and one at the rear end of the nozzle needle ( 2 ) acted upon by the fuel under high pressure and via a in a flow channel ( 11 ) provided drain throttle ( 6 ) in the sense of opening the injection nozzle optionally pressure-relieved control chamber ( 4a ), the control room ( 4a ) via an inlet throttle ( 7 ; 7a ) containing inlet channel ( 17 ; 17a ) with the high pressure area ( 12 ) and via which the outlet throttle ( 6 ) containing drain channel ( 11 ) is relieved of pressure by a control valve, characterized in that the control chamber socket ( 4 ) the control room ( 4a ) both circumferentially and at the rear end of the nozzle needle ( 2 ) axially opposite side, and that at least one the outlet throttle ( 6 ) part ( 11a ) of the drainage channel ( 11 ) in the control room socket ( 4 ) is integrated and the control room ( 4a ) with a in the axially adjacent component ( 10 ) part of the fuel injector ( 11b ) of the drainage channel ( 11 ) connects.

Fuel injector according to claim 1, characterized in that the control chamber socket ( 4 ) is formed by a body which at the injection nozzle ( 15 ) facing side one the rear end of the nozzle needle ( 2 ) and the control room ( 4a ) forming axially extending bore ( 4b ), as well as a massive part ( 4c ), in which the outlet throttle ( 6 ) part ( 11a ) of the drainage channel ( 11 ) is trained.

Fuel injector according to claim 2, characterized in that the outlet throttle ( 6 ) part ( 11a ) of the drainage channel ( 11 ) in the massive part ( 4c ) of the control room socket ( 4 ) from the rear end of the nozzle needle ( 2 ) opposite wall of the control room ( 4a ) to which in the axially adjacent component ( 10 ) part of the fuel injector ( 11b ) of the drainage channel ( 11 ).

Fuel injector according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a filling throttle ( 8th ) containing filling channel ( 8a ) provided in the control room socket ( 4 ) is integrated and extends from one to the high pressure area ( 12 ) in communication with a point downstream of the outlet throttle ( 6 ) in the drainage channel ( 11 ).

Fuel injector according to claim 4, characterized in that on the sealing surface ( 10a ) a collection room ( 9 ) is formed, which for summarizing the in the control room socket ( 4 ) trained part ( 11a ) of the drainage channel ( 11 ) and of the filling throttle ( 8th ) containing filling channel ( 4a ) downstream of the outlet throttle ( 6 ) is provided.

Fuel injector according to claim 5, characterized in that the collecting space ( 9 ) under extension of the in the axially adjacent component ( 10 ) part of the fuel injector ( 11b ) of the drainage channel ( 11 ) is provided.

Fuel injector according to claim 5 in conjunction with claim 2, characterized in that the collecting space ( 9 ) in the massive part ( 4c ) of the control room socket ( 4 ) is trained.

Fuel injector according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inlet throttle ( 7 ) containing inlet channel ( 17 ) in the control room socket ( 4 ) is integrated and extends from one to the high pressure area ( 12 ) in connection with the surface of the control chamber socket ( 4 ) to the control room ( 4a ).

Fuel injector according to claim 4 or 8, characterized in that the with the high pressure area ( 12 ) in connection point from which the filling channel ( 8a ), and / or with the high pressure area ( 12 ) in connection point from which the inlet channel ( 17 ) extends in a at the outer periphery of the control chamber socket ( 4 ) formed radial recess ( 14 ) is provided.

Fuel injector according to claim 9, characterized in that the radial recess ( 14 ) outside to the high pressure area ( 12 ) through a filter element ( 5 ) is protected.

Fuel injector according to claim 10, characterized in that the filter element ( 5 ) in the form of a radial recess ( 14 ) is circumferentially surrounding, in particular cylindrical, ring is formed.

Fuel injector according to claim 10 or 11, characterized in that the filter element ( 5 ) is formed by a wire mesh, a wire mesh or a fabric laminate.

Fuel injector according to one of claims 8 to 12, characterized in that the inlet throttle ( 7 ) containing inlet channel ( 17 ) in the rear end of the nozzle needle ( 2 ) opposite wall of the control room ( 4a ) opens.

Fuel injector according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inlet throttle ( 7a ) containing inlet channel ( 17a ) in the nozzle needle ( 2 ) is integrated and extends from one to the high pressure area ( 12 ) in contact with the surface of the nozzle needle ( 2 ) to the control room ( 4a ).

Fuel injector according to claim 14, characterized in that the with the high pressure area ( 12 ) in connection point from which the inlet channel ( 17a ) extends in a at the outer periphery of the nozzle needle ( 2 ) formed radial recess ( 18 ) is provided.

Fuel injector according to claim 15, characterized in that the radial recess ( 18 ) to the high pressure area ( 12 ) through a filter element ( 19 ) is protected.

Fuel injector according to claim 16, characterized in that the filter element ( 19 ) in the form of a radial recess ( 18 ) is circumferentially surrounding, in particular cylindrical, ring is formed.

Fuel injector according to claim 16 or 17, characterized in that the filter element ( 19 ) is formed by a wire mesh, a wire mesh or a fabric laminate.

Fuel injector according to one of claims 14 to 18, characterized in that the inlet throttle ( 7a ) containing inlet channel ( 17a ) in the rear end of the nozzle needle ( 2 ) in the control room ( 4a ) opens.