DE102007043538A1 - Injector with hydraulic damper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Injektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-Injektor, mit einem Einspritzventilelement (9), das in Abhängigkeit des Druckes in einer Steuerkammer (11) zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung in axialer Richtung verstellbar ist, wobei die Steuerkammer (11) mittels eines ein verstellbares Steuerventilelement (17) aufweisenden Steuerventils (18) hydraulisch mit einem Injektorrücklaufanschluss (6) verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Steuerventil (18) ein hydraulischer Dämpfer (36) mit mindestens einer definierten Drossel (40) zugeordnet ist, durch die Kraftstoff, durch eine Verstellbewegung des Steuerventilelementes (17) in eine erste Bewegungsrichtung (22), in eine erste Richtung gefördert wird und durch die Kraftstoff, bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes (17) in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte Richtung, in eine zweite Richtung (43) gefördert wird.The invention relates to an injector (1) for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a common rail injector, with an injection valve element (9) which is dependent on the pressure in a control chamber (11) between a closed position and an open position axial direction is adjustable, wherein the control chamber (11) by means of an adjustable control valve element (17) having control valve (18) is hydraulically connectable to an injector return port (6). According to the invention, the control valve (18) is assigned a hydraulic damper (36) with at least one defined throttle (40), through the fuel, by a displacement movement of the control valve element (17) in a first direction of movement (22), in a first Direction is promoted and is promoted by the fuel, in an adjusting movement of the control valve member (17) in a second, the first direction of movement opposite direction, in a second direction (43).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an injector, in particular a common rail injector, according to the generic term of claim 1.
Der Vorteil von als Common-Rail-Injektoren ausgebildeten Injektoren liegt in der Unabhängigkeit des Einspritzdruckes von der Drehzahl und der Last des Verbrennungsmotors. Für die Einhaltung zukünftiger Abgasgrenzwerte ist es notwendig, insbesondere bei Dieselmotoren, eine signifikante Erhöhung des Einspritzdruckes zu erzielen. Aus diesem Grund sind sogenannte leckagefreie Injektoren bekannt geworden, bei denen auf eine Niederdruckstufe verzichtet wurde. Aufgrund des Fehlens der Niederdruckstufe stehen jedoch nur vergleichsweise geringe Einspritzventilelement-Schließkräfte zur Verfügung. Dies führt zu steilen Kennfeldern und somit zu einer schlechten Kleinstmengenfähigkeit. Dieser Nachteil kann mit sehr schnell schaltenden Steuerventilen kompensiert werden.Of the Advantage of injectors designed as common rail injectors lies in the independence of the Injection pressure of the speed and the load of the internal combustion engine. For the Compliance with future Exhaust emission limits, it is necessary, especially in diesel engines, a significant increase to achieve the injection pressure. For this reason, so-called leak-free injectors have become known in which to a low-pressure stage was waived. Due to the lack of low pressure stage stand However, only comparatively small injection valve element closing forces for Available. this leads to steep maps and thus to a poor Kleinstmengenfähigkeit. This disadvantage can be with very fast switching control valves be compensated.
Schnellschaltende Steuerventile haben jedoch meist den Nachteil, dass aufgrund eines Prellens des Steuerventilelementes am Steuerventilsitz sowie an einem diesem abgewandten Anschlag für das Steuerventilelement Kennfeldwelligkeiten auftreten. Das Prellen des Steuerventilelementes tritt insbesondere bei einem harten Hubanschlag in Verbindung mit einem schnellen Steuerventilelement in Erscheinung. Um den harten Aufschlag des Steuerventilelementes an einem Anschlag zu dämpfen, ist es bekannt, sogenannte Quetschspalte einzusetzen, die den Aufprall hydraulisch dämpfen. Der Dämpfungseffekt ist auf die mit kleiner werdendem Quetschspalt steigende Reynoldszahl, also eine erhöhte Reibung des Kraftstoffes an den Spaltwänden zurückzuführen. Quetschspalte haben jedoch die negative Eigenschaft, dass beim Schließen des Steuerventils, also bei der Bewegung des Steuerventilelementes in Richtung auf seinen Steuerventilsitz, eine hydraulische Kraft auftritt, die das Schließen verzögert. Dieser Effekt wird als hydraulisches Kleben bezeichnet und ist insbesondere auf die bei minimiertem Quetschspalt auftretende erhöhte Reibung zurückzuführen. Das hydraulische Kleben ist von äußeren Einflüssen wie dem Kraftstoffdruck und der Kraftstofftemperatur abhängig, wodurch es zu Hub/Hub-Streuungen kommt.Fast switching However, control valves usually have the disadvantage that due to a Bouncing the control valve element on the control valve seat and on a stop facing away from this for the control valve element map ripples occur. The bouncing of the control valve element occurs in particular in a hard stroke stop in conjunction with a fast control valve element in appearance. To the hard impact of the control valve element to dampen at a stop, It is known to use so-called squeeze gaps, the impact dampen hydraulically. The damping effect is on the increasing with decreasing nip Reynolds number, So an increased Attributed friction of the fuel at the gap walls. However, squeeze gaps have the negative characteristic that when closing the control valve, so at the movement of the control valve element towards its control valve seat, a hydraulic force occurs that delays the closing. This effect is called designated hydraulic bonding and is particularly to the at minimized nip due to increased friction. The Hydraulic bonding is like external influences depending on the fuel pressure and the fuel temperature, thereby it comes to Hub / Hub scatters.
Preller treten, wie erwähnt, nicht nur beim Öffnen des Steuerventils, sondern auch beim Schließen des Steuerventils in Erscheinung, wenn das Steuerventilelement mit einer hohen Geschwindigkeit auf den Steuerventilsitz auftrifft. Diese Preller wirken sich besonders negativ auf die Injektorfunktion aus und führen in der Regel zu sehr großen Hub/Hub-Streuungen. Anders als beim Anschlagen des Steuerventilelementes an einem Axialanschlag kann am Steuerventilsitz aufgrund seiner Dichtfunktion kein Quetschspalt vorgesehen werden.Preller as mentioned, not only when opening the control valve, but also when closing the control valve in appearance, when the control valve element at a high speed hits the control valve seat. These bouncers have a special effect negative for the injector function and usually lead to very large Hub / Hub scattering. Unlike when striking the control valve element to an axial stop can on the control valve seat due to its sealing function no nip be provided.
Ein weiterer Nachteil bekannter Injektoren besteht darin, dass ein hoher Einschlagimpuls nicht nur zu Schließprellern, sondern auch zu einem signifikanten Verschleiß im Bereich des Steuerventilsitzes führt.One Another disadvantage of known injectors is that a high Impact impulse not only to closing bouncers, but also to Significant wear in the Area of the control valve seat leads.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Injektor vorzuschlagen, bei dem Steuerventilelementpreller sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Steuerventils vermieden werden und darüber hinaus kein hydraulisches Kleben in der Öffnungs- oder Schließposition des Steuerventilelementes auftritt.Of the The invention is therefore based on the object of proposing an injector, at the Steuerventilelementpreller both when opening and closing the Control valve can be avoided and beyond no hydraulic Sticking in the opening or closed position the control valve element occurs.
Technische LösungTechnical solution
Diese Aufgabe wird mit einem Injektor 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 Zeichnungen offenbarten Merkmalen.These Task is with an injector with the features of the claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. All combinations of at least two also fall within the scope of the invention in the description, claims and / or drawings disclosed features.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einen hydraulischen Dämpfer für das Steuerventilelement vorzusehen, der sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung des Steuerventilelementes wirksam ist. Dieser hydraulische Dämpfer wird dadurch realisiert, dass dieser mindestens eine hubunabhängige, das heißt definierte Drossel aufweist, durch die Kraftstoff, verursacht durch eine Verstellbewegung des Steuerventilelementes, gefördert wird. Dabei ist die Förderrichtung des Kraftstoffes durch die definierte Drossel abhängig von der Bewegungsrichtung des Steuerventilelementes. Bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelements in eine erste Bewegungsrichtung, beispielsweise in die Öffnungsrichtung, wird Kraftstoff aufgrund dieser Ver stellbewegung von dem Steuerventilelement oder einem mit diesem verbundenen Bauelement in eine erste Richtung durch die Drossel gefördert. Bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes in die entgegengesetzte zweite Bewegungsrichtung, also beispielsweise die Schließrichtung, wird Kraftstoff in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, durch die definierte Drossel gefördert. Dabei kann die definierte, hubunabhängige Drossel beispielsweise von mindestens einer Bohrung, oder von mindestens einem Führungs- oder Dichtspalt gebildet werden. Durch die an der Drossel auftretende Druckdifferenz und die Förderung von Kraftstoff durch die definierte Drossel wird Energie „vernichtet" und es tritt ein Dämpfungs beziehungsweise Drosseleffekt ein, der die Verstellgeschwindigkeit des Steuerventilelementes unabhängig von der Bewegungsrichtung des Steuerventilelementes proportional zum Quadrat der Verstellbewegung des Steuerventilelementes drosselt. Gegenüber einer ungedrosselten Bewegung führt die Aktuatorkraft eines elektromagnetischen Aktuators oder eines Piezoaktuators beim Öffnen beziehungsweise die Schließfederkraft beim Schließen des Steuerventils nicht zu einer kontinuierlichen Beschleunigung des Steuerventilelementes, sondern es stellt sich vielmehr eine konstante Geschwindigkeit ein. Hierdurch kann die Einschlaggeschwindigkeit sowohl am Steuerventilsitz beim Schließen des Steuerventils als auch an dem Axialanschlag beim Öffnen des Steuerventils stark reduziert werden. Auf diese Weise wird eine hydraulische Dämpfung mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Quetschspaltes überflüssig, wodurch auch die mit diesem verbundene negative Eigenschaft des hydraulischen Klebens entfällt.The invention is based on the idea to provide a hydraulic damper for the control valve element, which is effective both in the opening direction and in the closing direction of the control valve element. This hydraulic damper is realized in that it has at least one hub-independent, that is to say defined, throttle, through which the fuel is caused by an adjusting movement of the control valve element. In this case, the conveying direction of the fuel through the defined throttle depends on the direction of movement of the control valve element. During an adjusting movement of the control valve element in a first direction of movement, for example in the opening direction, fuel is conveyed on the basis of this Ver adjusting movement of the control valve element or a component connected thereto in a first direction through the throttle. During an adjusting movement of the control valve element in the opposite second direction of movement, that is, for example, the closing direction, fuel is conveyed in a second direction, which is opposite to the first direction, through the defined throttle. In this case, the defined, hubunabhängige throttle, for example, be formed by at least one bore, or at least one guide or sealing gap. By occurring at the throttle Pressure difference and the promotion of fuel through the defined throttle is "destroyed" energy and it enters a damping or throttling effect, which throttles the displacement of the control valve element, regardless of the direction of movement of the control valve member proportional to the square of the adjustment of the control valve element Actuator force of an electromagnetic actuator or a piezo actuator when opening or the closing spring force when closing the control valve does not lead to a continuous acceleration of the control valve element, but rather a constant speed sets in. As a result, the impact speed both at the control valve seat when closing the control valve and at the axial stop When the control valve is opened, it can be greatly reduced, thus providing hydraulic damping by means of a state of the art Technology known Quetschspaltes superfluous, which also eliminates the associated with this negative property of hydraulic bonding.
Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der mit dem Steuerventilelement wirkverbundene hydraulische, in beide Verstellrichtungen wirkende hydraulische Dämpfer mit einer starken Schließfeder und/oder einem Aktuator mit einer hohen Verstellkraft kombiniert wird. Im Gegensatz zu bekannten Ventilen ohne hydraulischen Dämpfern führt bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Injektor die große Verstellkraft nicht zu einer signifikanten Erhöhung des Einschlagimpulses, sondern lediglich dazu, dass die maximale, konstante Geschwindigkeit des Steuerventilelementes schnell erreicht wird, wodurch kurze Schaltzeiten des Steuerventils realisiert werden können. Der Einschlagimpuls wird aufgrund der hydraulischen Drosselung und der daraus resultierenden konstanten Maximalgeschwindigkeit des Steuerventilelementes auf ein Minimum reduziert, während die durch die stärkere Feder und/oder den stärkeren Aktuator erzielte Zuhalte- beziehungsweise Aufhaltekraft ein Zurückprellen des Steuerventilelementes verhindert wird. Somit führt eine Vergrößerung der Schließfeder beziehungsweise der Einsatz eines Aktuators mit einer erhöhten Leistung überraschender Weise zu einer Reduzierung der Prellneigung. Bei Injektoren ohne einen zuvor beschriebenen hydraulischen Dämpfer würde eine entsprechende Verstellkrafterhöhung zu einem Anstieg des Einschlagimpulses und zu einer Erhöhung der Prellerneigung führen.From It is particularly advantageous if the with the control valve element Actively connected hydraulic, acting in both adjustment directions hydraulic dampers with a strong closing spring and / or an actuator with a high adjustment force is combined. in the Unlike known valves without hydraulic dampers leads a trained according to the concept of the invention injector the size Adjusting force does not lead to a significant increase in the impact momentum, but only that the maximum, constant speed of the Control valve element is achieved quickly, resulting in short switching times of the control valve can be realized. The impact pulse is due to the hydraulic throttling and the resulting constant maximum speed of the control valve element a minimum while reduced those by the stronger ones Pen and / or the stronger one Actuator achieved locking or stopping force a rebound the control valve element is prevented. Thus leads a Magnification of the closing spring or the use of an actuator with an increased power surprising Way to reduce the bounce. For injectors without a hydraulic damper described above would provide a corresponding Verstellkrafterhöhung an increase in the impact momentum and an increase in the Lead bounce.
Von besonderem Vorteil ist es, den hydraulischen Dämpfer im Niederdruckbereich anzuordnen. Hier kann der Kraftstoff als inkompressibel betrachtet werden, wodurch Druckschwingungen im Dämpfer vermieden werden.From It is particularly advantageous, the hydraulic damper in the low pressure range to arrange. Here, the fuel can be considered incompressible, whereby pressure oscillations in the damper avoided become.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der der hydraulische Dämpfer einen ersten Dämpferraum aufweist, dem die mindestens eine definierte, hubunabhängige Drossel zugeordnet ist. Dieser erste Dämpferraum wird von dem Steuerventilelement oder einem mit diesem verbundenen oder einstückig mit diesem ausgebildeten Bauelement begrenzt. Dies führt dazu, dass bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes das Volumen des ersten Dämpferraumes verändert wird. Wird beispielsweise das Volumen bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes in die erste Bewegungsrichtung verkleinert, so erhöht sich der Druck innerhalb des ersten Dämpferraums und Kraftstoff wird durch die definierte Drossel aus dem Dämpferraum herausgepresst (gefördert). Hierdurch wird die Verstellgeschwindigkeit des Steuerventilelementes in die erste Bewegungsrichtung gedämpft. Andererseits vergrößert sich das Volumen des Dämpferraums bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes in eine zweite, der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzte Bewegungsrichtung, so dass ein Unterdruck innerhalb des ersten Dämpferraums entsteht, wodurch eine Sogwirkung resultiert, aufgrund deren Kraftstoff durch die definierte Drossel in den Dämpferraum angesaugt wird. Dies wiederum dämpft die Verstellgeschwindigkeit des Steuerventilelementes in die zweite Bewegungsrichtung.From particular advantage is an embodiment at the hydraulic damper a first damper room having the at least one defined, hubunabhängige throttle assigned. This first damper room is from the control valve element or one connected to this or one piece limited with this trained component. This leads to, that during an adjusting movement of the control valve element, the volume of the first damper room changed becomes. For example, is the volume at an adjustment of the control valve element is reduced in the first direction of movement, so increased the pressure within the first damper space and fuel becomes pressed out by the defined throttle from the damper space (promoted). As a result, the adjustment speed of the control valve element damped in the first direction of movement. On the other hand, it increases the volume of the damper space in an adjusting movement of the control valve element into a second, the direction of movement opposite to the first direction of movement, so that a negative pressure arises within the first damper space, whereby a suction effect results because of their fuel through the defined throttle into the damper chamber is sucked. This in turn dampens the adjustment speed of the control valve element in the second Movement.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der der hydraulische Dämpfer neben dem ersten Dämpferraum mindestens einen weiteren, zweiten Dämpferraum aufweist, wobei auch der zweite Dämpferraum bevorzugt von dem Steuerventilelement oder einem mit diesem verbundenen oder einstückig mit diesem ausgebildeten Bauteil begrenzt ist. Die beiden Dämpferräume sind hydraulisch über die mindestens eine definierte Drossel miteinander verbunden. Hierbei ist es denkbar eine direkte hydraulische Verbindung zwischen den Dämpferräumen vorzusehen, indem die definierte Drossel in den ersten Dämpferraum ausmündet und in den zweiten Dämpferraum einmündet. Alternativ ist es denkbar, die beiden Dämpferräume indirekt, beispielsweise über mindestens einen Zwischenraum miteinander zu verbinden, wobei in diesem Fall vorzugsweise von dem Zwischenraum sowohl eine definierte Drossel in den ersten Dämpferraum als auch in den zweiten Dämpferraum führt. Bevorzugt ist der Zwischenraum selbst nicht volumenveränderlich. Die Kopplung der beiden, vorzugsweise von dem sonstigen Niederdruckbereich getrennten, Dämpferräumen führt dazu, dass wenn das Steuerventilelement in die erste Bewegungsrichtung verstellt wird und sich dadurch der erste Dämpferraum verkleinert, gleichzeitig der zweite Dämpferraum vergrößert wird. Der Kraftstoff wird also durch den Überdruck im ersten Dämpferraum aus dem ersten Dämpferraum durch die definierte Drossel herausgedrückt und durch die Volumenvergrößerung des zweiten Dämpferraums in diesen angesaugt. Durch diese „Energievernichtung" wird die Verstellbewegung des Steuerventilelementes in die erste Bewegungsrichtung proportional zum Quadrat der Verstellgeschwindigkeit gedrosselt. Im umgekehrten Fall, also bei einer Verstellbewegung des Steuerventilelementes in die zweite Bewegungsrichtung, vergrößert sich der erste Dämpferraum und der zweite Dämpferraum wird verkleinert, was zu einer Druckdifferenz mit umgekehrtem Vorzeichen und somit zu einer Drosselung der Verstellbewegung beziehungsweise der Verstellgeschwindigkeit des Steuerventilelementes in die zweite Bewegungsrichtung proportional zum Quadrat der Verstellgeschwindigkeit führt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, beide Dämpferräume von dem Niederdruckbereich des Injektors zu trennen, oder aber den zweiten Dämpferraum von dem Niederdruckbereich zu trennen, so dass im letztgenannten Fall die Volumenveränderung des zweiten Dämpferraums im Verhältnis zu seiner Größe vernachlässigbar ist. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Dämpferräume zumindest näherungsweise gleich groß sind.Of particular advantage is an embodiment in which the hydraulic damper in addition to the first damper chamber has at least one further, second damper chamber, wherein the second damper chamber is preferably limited by the control valve member or a connected thereto or integrally formed with this component. The two damper chambers are hydraulically connected to each other via the at least one defined throttle. Here, it is conceivable to provide a direct hydraulic connection between the damper chambers by the defined throttle opens into the first damper chamber and opens into the second damper chamber. Alternatively, it is conceivable to connect the two damper chambers indirectly, for example via at least one intermediate space, in which case preferably a defined throttle leads from the intermediate space into the first damper space as well as into the second damper space. Preferably, the gap itself is not volume variable. The coupling of the two, preferably separated from the other low-pressure region, damper chambers causes when the control valve element is adjusted in the first direction of movement and thereby reduces the first damper space, the second damper space is increased simultaneously. The fuel is thus pushed out by the positive pressure in the first damper chamber from the first damper chamber through the defined throttle and the volume increase of the second damper chamber in the sucked sen. In the opposite case, that is to say with an adjustment movement of the control valve element in the second direction of movement, the first damper space is increased and the second damper space is reduced, which in turn increases It is within the scope of the invention to separate both damper chambers from the low pressure region of the injector, or else the second damper chamber in the latter case, the volume change of the second damper space is negligible in relation to its size form, in which the two damper spaces are at least approximately the same size.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Steuerventilelement hülsenförmig und vorzugsweise im geschlossenen Zustand in axialer Richtung druckausgeglichen ausgebildet ist. Dies kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass eine Dichtkante (Sitzkante) am Innenumfang des hülsenförmigen Steuerventilelementes angeordnet ist, so dass eine Druckstufe an dem Steuerventilelement, die eine Kraft in axialer Richtung auf das hülsenförmige Steuerventilelement verursachen würde, vermieden wird.From particular advantage is an embodiment in which the control valve element sleeve-shaped and preferably in the closed Condition is formed pressure balanced in the axial direction. This can preferably be realized by a sealing edge (seat edge) on the inner circumference of the sleeve-shaped control valve element is arranged so that a pressure stage on the control valve element, which cause a force in the axial direction on the sleeve-shaped control valve element would, is avoided.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Injektors, bei der das hülsenförmige Steuerventilelement einen Druckstift umschließt, der als von dem den Steuerventilsitz aufweisenden Bauteil separates Bauteil ausgebildet ist. Diese Ausführungsform hat eine Vielzahl von Vorteilen. So ist insbesondere der Steuerventilsitz bei seiner Fertigung gut zugänglich. Darüber hinaus können, bei Bedarf, die Führung für das hülsenförmige Steuerventilelement und der Steuerventilsitz an unterschiedlichen Bauteilen ausgeführt und damit separat voneinander bearbeitet werden. Der Druckstift hat dabei die Aufgabe, eine innerhalb der Ventilhülse angeordnete Ventilkammer in axialer Richtung abzudichten. Gegebenenfalls kann der Druckstift und zwar insbesondere bei einer lagefesten Anordnung auch als Innenführung für das Steuerventilelement dienen. Der Druckstift stützt sich, insbesondere federkraftunterstützt, an einem von dem Steuerventilelementsitz in axialer Richtung beabstandeten Bau teil ab, oder ist gegebenenfalls einstückig mit einem derartigen Bauteil ausgebildet. Alternativ dazu ist es denk bar, den Druckstift einstückig mit dem den Steuerventilsitz aufweisenden Bauteil auszubilden.From particular advantage is an embodiment the injector, wherein the sleeve-shaped control valve element encloses a pressure pin, as separate from the component having the control valve seat Component is formed. This embodiment has a variety of advantages. So in particular the control valve seat is at his Production easily accessible. About that in addition, if necessary, the leadership for the sleeve-shaped control valve element and the control valve seat is executed on different components and to be processed separately from each other. The pressure pin has doing the task, a valve disposed within the valve sleeve valve chamber Seal in the axial direction. Optionally, the pressure pin and in particular in a positionally fixed arrangement as an inner guide for the control valve element serve. The push pin supports itself, in particular spring-assisted, at one of the control valve element seat in the axial direction spaced construction part from, or is optionally one piece formed with such a component. Alternatively, it is think bar, the pressure pin in one piece form with the control valve seat having the component.
Zur Ausbildung und Anordnung des hydraulischen Dämpfers gibt es unterschiedliche Möglichkeiten.to Training and arrangement of the hydraulic damper, there are different Options.
Gemäß einer ersten bevorzugten Alternative ist der erste Dämpferraum radial außerhalb des Steuerventilelementes angeordnet. Bevorzugt wird der erste Dämpferraum dabei von einer Durchmesserstufe des Steuerventilelementes und einem das Steuerventilelement umschließenden Bauteil, insbesondere einer Führungsplatte zur äußeren Führung des Ventilelementes, begrenzt. Der zweite Dämpferraum ist bevorzugt innerhalb des Steuerventilelementes angeordnet. Dabei können die beiden Dämpferräume über eine als Radialbohrung ausgeführte, definierte Drossel miteinander verbunden sein. Bevorzugt wird der zweite Dämpferraum von einer inneren Ringschulter des Steuerventilelementes begrenzt. Mit Vorteil wird der zweite Dämpferraum auf der der inneren Ringschulter gegenüberliegenden Seite von einer an einem innerhalb des Steuerventilelementsitzes aufgenommenen Druckstift ausgebildeten Ringschulter begrenzt.According to one First preferred alternative is the first damper space radially outside arranged the control valve element. The first damper space is preferred doing of a diameter stage of the control valve element and a the control valve member enclosing component, in particular a guide plate to the outer leadership of the Valve element, limited. The second damper space is preferably within arranged the control valve element. The two damper chambers can have one designed as a radial bore, defined Throttle be interconnected. The second damper space is preferred bounded by an inner annular shoulder of the control valve element. Advantageously, the second damper chamber on the side of the inner ring shoulder opposite one on a pressure pin received within the control valve element seat limited trained ring shoulder.
Gemäß einer zweiten Alternative ist der hydraulische Dämpfer derart ausgebildet, dass der erste und der zweite Dämpferraum axial voneinander beabstandet innerhalb eines Kappenelementes angeordnet sind, wobei das Kappenelement bevorzugt radial außen von unter Niederdruck stehendem Kraftstoff umschlossen ist und bevorzugt mittels einer Feder gegen ein Bauelement des Injektors, vorzugsweise gegen eine Führungsplatte zur Führung des Steuerventilelementes an seinem Außenumfang, federkraftbeaufschlagt ist. In axialer Richtung sind die beiden Dämpferräume über ein Ringelement voneinander getrennt, das entweder einstückig mit dem Steuerventilelement ausgebildet oder an diesem festgelegt ist. Es ist denkbar, die beiden Dämpferräume unmittelbar mit einer definierten Drossel zu verbinden, die beispielsweise von einem Umfangsspalt zwischen dem Ringelement und dem Kappenelement gebildet sein kann, oder aber von mindestens einer Bohrung innerhalb des Ringelementes. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der beide Dämpferräume, vorzugsweise über jeweils mindestens eine definierte Drossel, mit einem volumenkonstanten Zwischenraum innerhalb des Steuerventilelementes hydraulisch verbunden sind, wobei dieser Zwischenraum in beide Axialrichtungen von einem in radialer Richtung verdickten Abschnitt eines innerhalb des Steuerventilelementes angeordneten Druckstiftes begrenzt sind. Es ist auch eine Ausführungsform mit einem Zwischenraum und nur einer einzigen definierten Drossel realisierbar.According to one second alternative, the hydraulic damper is designed such that the first and the second damper space axially spaced apart within a cap member are, wherein the cap member preferably radially outward of is enclosed under low pressure fuel and preferred by means of a spring against a component of the injector, preferably against a guide plate to the leadership the control valve element on its outer circumference, spring force is. In the axial direction, the two damper chambers are separated by a ring element separated, either in one piece formed with the control valve element or fixed to this is. It is conceivable, the two damper chambers directly with a defined To connect throttle, for example, from a circumferential gap can be formed between the ring element and the cap element, or at least one bore within the ring element. However, an embodiment is preferred in the two damper chambers, preferably over each at least one defined throttle, with a volume constant Intermediate space within the control valve element hydraulically connected are, with this gap in both axial directions of one radially thickened portion of one within the control valve element arranged pressure pin are limited. It is also an embodiment with a gap and only a single defined throttle realizable.
Gemäß einer dritten Alternative, die ausschließlich bei einem elektromagnetisch betätigten Steuerventilelement realisierbar ist, sind die beiden Dämpferräume in axialer Richtung von einer Ankerplatte begrenzt, die entweder einstückig mit dem Steuerventilelement ausgebildet oder an diesem festgelegt ist. Die definierte Drossel kann dabei von einem Umfangsspalt zwischen der Ankerplatte und einem diese umgebenden Bauteil, vorzugsweise einem Abstützring für eine Elektromagnetanordnung, ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar eine definierte Drosselbohrung in axialer Richtung in der Ankerplatte vorzusehen. Bevorzugt ist es bei einer derartigen Ausführungsform, dass der Kraftstoff nicht unmittelbar durch den den hydraulischen Dämpfer bildenden Ankerraum zu einem Injektorrücklauf geführt wird, sondern bei der hierzu innerhalb des hülsenför migen Steuerventilelementes ein in axialer Richtung führender Ringkanal vorgesehen ist, der vorzugsweise unmittelbar in einen radial innerhalb einer Elektromagnetanordnung angeordneten Federraum und von dort aus zum Injektorrücklaufanschluss führt.According to a third alternative, which is realized only in an electromagnetically actuated control valve element, the two damper chambers in the axial direction of an armature plate is limited, which is either formed integrally with the control valve element or fixed thereto. The defined throttle can be formed by a circumferential gap between the armature plate and a surrounding component, preferably a support ring for an electromagnet assembly. Additionally or alternatively, it is conceivable to provide a defined throttle bore in the axial direction in the armature plate. It is preferred in such an embodiment that the fuel is not performed directly by the hydraulic damper forming the armature space to injector return, but in this case within the hülsenför shaped control valve element is provided in the axial direction leading annular channel, which preferably directly into a radial inside a solenoid assembly disposed spring chamber and from there to the injector return port leads.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der eine zuverlässige Befüllung des mindestens einen Dämpferraumes sichergestellt ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass der mindestens eine Dämpferraum über mindestens einen Dicht- bzw. Führungsspalt, zumindest zeitweise, mit einem Hochdruckbereich des Injektors und über einen weiteren Dicht- bzw. Führungsspalt, vorzugsweise dauerhaft, an den Niederdruckbereich des Injektors angeschlossen ist, wobei der Durchflussquerschnitt des dem Hochdruckbereich zugewandten Dicht- bzw. Führungsspaltes größer sein sollte als der des dauerhaft mit dem Niederdruckbereich verbundenen Dicht- bzw. Führungsspaltes. Bei geschlossenem Steuerventil wird somit bevorzugt der Dämpferraum mit einer Leckagemenge und nicht mit einer gasblasenhaltigen Steuermenge gefüllt. Diese Ausführungsform hat zur Folge, dass innerhalb des mindestens einen Dämpferraums ein gegenüber dem Niederdruckbereich erhöhtes Druckniveau vorherrscht. Über die hydraulische Anbindung des mindestens einen Dämpferraumes über die erwähnte Leckagespalte wird sichergestellt, dass in dem mindestens einen Dämpferraum keine Luftblasen vorhanden sind, durch die die Dämpfungswirkung des hydraulischen Dämpfers reduziert würde.From particular advantage is an embodiment in the case of a reliable filling of the at least one damper space is ensured. This can be realized by the fact that at least one damper room over at least a sealing or guiding gap, at least temporarily, with a high pressure area of the injector and over one another sealing or guiding gap, preferably permanently, to the low pressure area of the injector is connected, wherein the flow area of the high pressure area facing sealing or guide gap to be taller should be considered that of the permanently connected to the low pressure area Sealing or guide gap. When the control valve is closed, therefore, the damper space is preferred with a leakage amount and not with a gas-containing tax amount filled. This embodiment has the consequence that within the at least one damper chamber one opposite the Low pressure range increased Pressure level prevails. about the hydraulic connection of the at least one damper chamber on the mentioned leakage column ensures that in the at least one damper room There are no air bubbles through which the damping effect of the hydraulic damper would be reduced.
Insbesondere um die Auswirkungen eines erhöhten Druckniveaus innerhalb der Dämpferräume zu vermeiden, ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der die in axialer Richtung wirksamen Druckangriffsflächen in den Dämpfungsräumen gleich groß sind, so dass keine resultierende Druckkraft von den Dämpferräumen auf das Steuerventilelement wirkt.Especially to the effects of an increased To avoid pressure levels within the damper chambers is an embodiment advantageous in which the effective in the axial direction pressure application surfaces in equal to the damping chambers are big, such that there is no resultant compressive force from the damper spaces to the control valve member acts.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der eine große, d. h. starke, Schließfeder für das Steuerventil vorgesehen ist. Bevorzugt beträgt die Federkraft der Schließfeder mehr als 30 N, vorzugsweise mehr als 40 N, besonders bevorzugt mehr als 50 N.From particular advantage is an embodiment when a big, d. H. strong, closing spring for the Control valve is provided. Preferably, the spring force of the closing spring is more as 30 N, preferably more than 40 N, more preferably more than 50 N.
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 and by reference the drawings. These show in:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion gekennzeichnet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind lediglich Injektoren mit elektromagnetischem Aktuator dargestellt. Daneben ist auch der Einsatz von piezoelektrischen Aktuatoren möglich.In The figures are the same components and components with the same Function marked. In the embodiments shown are only Injectors with electromagnetic actuator shown. Besides The use of piezoelectric actuators is also possible.
In
den Figuren ist ausschnittsweise ein als Common-Rail-Injektor ausgebildeter
Injektor
Der
Injektor
Von
einer oberen Stirnseite
Zum
Verstellen des Steuerventilelementes
Zum
Beenden des Einspritzvorgangs wird die Bestromung der Elektromagnetanordnung
In
das hülsenförmige Steuerventilelement
Bei
geöffnetem
Steuerventil
Um
sowohl Preller des Steuerventilelementes
Die
Füllung
des zweiten Dämpferraums
Im
Folgenden werden die Ausführungsbeispiele
gemäß den
Bei
dem in
Das
Spiel einer Dichtführung
Wird
das Steuerventilelement
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Die
Ankerplatte
Durch
die Drosselwirkung des Dichtspaltes
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