DE102008000926A1 - Fuel injector with solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil (16), insbesondere zur Betätigung eines Kraftstoffinjektors (10) mit einem Injektorkörper (14). In diesem ist ein Ventilstück (32) aufgenommen. Das Magnetventil (16) umfasst eine Magnetspule (24), einen Magnetkern (22) und einen Magnethalter (52) sowie eine Ankerbaugruppe (60). Der Magnethalter (52) stützt sich über eine Ankerhubeinstellscheibe (62) auf einer Ventilspannmutter (34) oder einer Ankerführung (72) ab.The invention relates to a solenoid valve (16), in particular for actuating a fuel injector (10) with an injector body (14). In this a valve piece (32) is added. The solenoid valve (16) comprises a magnetic coil (24), a magnetic core (22) and a magnetic holder (52) and an armature assembly (60). The magnet holder (52) is supported via a Ankerhubeinstellscheibe (62) on a valve clamping nut (34) or an armature guide (72).
Description
Stand der TechnikState of the art
Es ist ein Common-Rail-Kraftstoffinjektor mit einem zweiteiligen Anker bekannt, der durch ein Magnetventil betätigt wird. Der Anker übt im stromlosen Fall die Schließkraft auf eine Ventilkugel aus. Wenn der Elektromagnet bestromt wird, bewegt sich der Anker um den Ankerhub nach oben, entgegen der auf die Ventilkugel wirkenden Schließkraft und ein Abströmventil öffnet. Eine Ankerführung, die fest im Injektorkörper des Kraftstoffinjektors verschraubt ist, nimmt den Ankerbolzen auf. Auf dem Ankerbolzen wird die Ankerplatte geführt, die ihrerseits vom Elektromagneten angezogen wird. Der Ankerbolzen kann aufgrund des Führungsspiels in der Ankerführung kippen. Die Ankerplatte ihrerseits kann auf dem Ankerbolzen verkippen, sodass sich die Gesamtkippung der Baugruppe Ankerbolzen/Ankerplatte in Bezug auf die Injektorhauptachse als Summe der Führungsspiele bestimmen lässt.It is a common rail fuel injector with a two piece armature known, which is actuated by a solenoid valve. Of the Anchor exerts the closing force in the currentless case on a valve ball. When the electromagnet is energized, the armature moves upwards against the armature stroke, opposite to the armature stroke the valve ball acting closing force and a discharge valve opens. An anchor guide fixed in the injector body bolted to the fuel injector, takes on the anchor bolt. On the anchor bolt, the anchor plate is guided, which in turn is attracted by the electromagnet. The anchor bolt may be due tilt the guide play in the anchor guide. The anchor plate in turn can tilt on the anchor bolt, so the total tilt of the assembly anchor bolt / anchor plate in Reference to the injector main axis as the sum of the leading games determine.
Bei Kraftstoffinjektoren, bei denen im Kopfbereich ein Magnetventilaktor angeordnet ist, sind der Magnetventilaktor und das Schaltventil am Injektorkörper angeschraubt. Dabei ist die Auflagefläche für das Schaltventil ein Ventilstück, welches sich auf einer Schulter im Injektorkörper abstützt. Das Schaltventil umfasst den beweglichen Anker. Im Ventilstück ist ein durch ein Schließelement freigebbarer und verschließbarer Ventilsitz ausgeführt. Die Auflage für den Magnetventilaktor ist eine höher liegende Schulter im Injektorkörper, auf der die Ankerhubeinstellscheibe aufliegt. Die Lage beider Elemente, die im engen Zusammenspiel miteinander funktionieren ist, somit über eine relativ lange Toleranzkette bestimmt. Insbesondere ist ein wichtiges Maß die Parallelität der Ankerplattenoberseite zur Polfläche des Elektromagneten. Schlechte Parallelitäten oder große Unterschiede dieser Parallelitäten von einem Injektor zum anderen führen zu ungenauen Einspritzungen, zu Verschleiß oder zu einer Einspritzmengenstreuung von Exemplar zu Exemplar.at Fuel injectors, where in the head area a solenoid valve actuator is arranged, are the solenoid valve actuator and the switching valve screwed to the injector body. Here is the support surface for the switching valve, a valve piece, which is located on a Shoulder supported in the injector body. The switching valve includes the movable anchor. In the valve piece is a through a closing element releasable and lockable Valve seat executed. The support for the solenoid valve actuator is a higher-lying shoulder in the injector body, on which the Ankerhubeinstellscheibe rests. The location of both elements, which work in close interaction with each other, so over a relatively long tolerance chain determined. In particular, one is important dimension the parallelism of the anchor plate top to the pole face of the electromagnet. Bad parallels or big differences of these parallels from one injector to another lead to inaccurate injections, too Wear or to an injection quantity spread of copy to copy.
Bei derzeit in der Entwicklung befindlichen Kraftstoffinjektoren ist ein Winkelfehler zwischen Magnetventilaktor und Schaltventil zu minimieren. In einer mittig angeordneten Führungsbohrung des Ankers ist ein zylindrischer Stift aufgenommen, der die Druckausgeglichenheit des Schaltventils ermöglicht. Im geschlossenen Zustand des Schaltventils wird dieser Stift von der Unterseite her mit Systemdruck, d. h. dem im Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail) des Hochdruckspeichereinspritzsystemes herrschenden Druck beaufschlagt. Die daraus entstehende Kraft stützt sich an einer Stelle im Magnetventilaktor beispielsweise an einer Stützscheibe ab. Tritt aufgrund langer Toleranzketten zwischen Magnetventilaktor und Schaltventil ein großer Winkelfehler auf, so verschlechtert dieser Winkelfehler die Rechtwinkligkeit zwischen der Abstützungsebene im Magnetventilaktor und dem Ankerbolzen. Je nach Ausführung einer Kontaktstelle kommt es deshalb zu Einleitung von Querkräften in den Ankerbolzen. Dadurch wird der Ankerbolzen verbogen und kippt somit die Ankerbaugruppe zusätzlich zum Winkelfehler weiter aus der vertikalen Lage heraus. Daraus resultiert ein unerwünschter Reibkraftanteil in der Ankerführung, die als Störgröße in den Einspritzvorgang wirkt und auch die eingespritzte Menge ändert.at currently being developed fuel injectors an angular error between solenoid actuator and switching valve to minimize. In a centrally arranged guide bore The armature is a cylindrical pin added to the pressure balance of the switching valve allows. When closed the switching valve, this pin is from the bottom with system pressure, d. H. the prevailing in the high-pressure accumulator body (common rail) of the high-pressure accumulator injection system Pressure applied. The resulting force supports at one point in the solenoid valve actuator, for example, at a Support disk off. Occurs due to long tolerance chains between Solenoid valve actuator and switching valve a large angle error on, so this angle error deteriorates the squareness between the support plane in the solenoid valve actuator and the anchor bolt. Depending on the design of a contact point Therefore, it comes to initiation of shear forces in the anchor bolt. As a result, the anchor bolt is bent and thus tilts the armature assembly in addition to the angle error further from the vertical position out. This results in an undesirable friction component in the anchor guide, as a disturbance variable acts in the injection process and also changes the injected amount.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einem als Aktor für einen Kraftstoffinjektor dienenden Magnetventil die Magnetgruppe, insbesondere den Magnethalter auf einer modifizierten Ankerhubeinstellscheibe zu platzieren. Die modifizierte Ankerhubeinstellscheibe stützt sich auf einer Ventilspannschraube ab, die ihrerseits auf der Stirnseite eines Ventilstücks aufliegt. Die Parallelität zwischen einer Planseite der Ankerplatte und einer Polfläche des Magnetkernes wird verbessert, da die Referenz für das Magnetventil und das Schaltventil jeweils die Oberseite des über die Ventilspannmutter vorgespannten Ventilstücks ist, auf der sowohl die Führung des Ankers als auch die Auflagefläche des Ventilstücks vorhanden sind. Führung und Auflagefläche können in einer Aufspannung geschliffen werden, wodurch die verschiedenen Flächen eine gute geometrische Toleranz in Bezug aufeinander haben. Insbesondere weist die Führungsfläche der Ankerbaugruppe im Ventilstück eine verbesserte Rechtwinkligkeit in Bezug auf die Auflage der Ventilspannschraube auf. Die Ventilspann schraube sowie die modifizierte Ankerhubeinstellscheibe können doppelplan geschliffen werden, wodurch die Parallelität derselben zueinander nochmals verbessert wird. Abweichungen von der Rechtwinkligkeit, d. h. Rechtwinkligskeitsfehler können sich nur noch durch Fehler zwischen Führung und Oberseite des Ankers sowie durch Parallelitätsfehler innerhalb des Magnethalters zwischen einer unteren Auflage auf der modifizierten Ankerhubeinstellscheibe und der Auflage für den Magnetkern einstellen. Bei der Fertigung des Ankers werden die Führungsfläche zum Ventilstück und die obere Ankerplattenfläche mit sehr hoher Oberflächengüte zueinander spanabhebend bearbeitet, bevorzugt geschliffen. Des Weiteren werden im Magnethalter, d. h. der Magnethülse, deren untere Auflage die Auflage des Magnetkerns bildet, in einem Aufspannvorgang gedreht, so dass sich geringe Bauteiltoleranzen erzielen lassen.According to the invention, in a solenoid valve serving as an actuator for a fuel injector, the magnet group, in particular the magnet holder, is placed on a modified armature stroke adjusting disk. The modified Ankerhubeinstellscheibe relies on a valve clamping screw, which in turn rests on the end face of a valve piece. The parallelism between a plan side of the armature plate and a pole face of the magnetic core is improved because the reference for the solenoid valve and the switching valve is respectively the top of the valve spool biased valve member, on which both the leadership of the armature and the bearing surface of the valve piece are present , Guide and bearing surface can be ground in one clamping, whereby the different surfaces have a good geometric tolerance with respect to each other. In particular, the guide surface of the armature assembly in the valve piece on an improved squareness with respect to the support of the valve clamping screw. The valve clamping screw and the modified Ankerhubeinstellscheibe can be ground double plan, whereby the parallelism of the same is improved again. Deviations from perpendicularity, ie perpendicularity errors can only be adjusted by errors between the guide and the top of the armature and by parallelism errors within the magnet holder between a lower support on the modified armature stroke adjusting disc and the support for the magnetic core. In the manufacture of the anchor The guide surface to the valve piece and the upper anchor plate surface machined with very high surface quality to each other machined, preferably ground. Furthermore, in the magnet holder, ie the magnet sleeve whose lower support forms the support of the magnetic core, rotated in a Aufspannvorgang so that can achieve small component tolerances.
Im Gegensatz dazu gehen bei der bisher aus dem Stand der Technik bekannten Lösung die Abweichung der Parallelität zwischen der Oberseite des Ventilstücks (Schnittstelle Ventil) und der Unterseite des Ventilstückes in die Parallelitätsfehler zwischen der Ankerplattenoberseite und der Polfläche mit ein. Diese sind besonders groß, da das Ventilstück an der Auflage zum Injektorkörper und am unteren zylindrischen Ansatz gedreht ist. Zum Schleifen der Ventilstückoberseite wird das Ventilstück am zylindrischen Absatz aufgenommen. Dies bedeutet, dass sich bei der Lösung des Standes der Technik eine schlecht gedrehte Oberfläche und eine Umspannung zu einem großen Fehler zwischen den beiden Flächen addieren.in the Contrary thereto go in the hitherto known from the prior art Solve the deviation of parallelism between the top of the valve piece (interface valve) and the bottom of the valve piece in the parallelism error between the anchor plate top and the pole face with one. These are especially big because the valve piece on the support to the injector and the lower cylindrical Approach is turned. For grinding the valve piece top the valve piece is received on the cylindrical shoulder. This means that in solving the state of the Technique a poorly twisted surface and a re-tensioning a big mistake between the two surfaces add.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des der Erfindung zu Grunde liegenden Gedankens wird die Ankerhubeinstellscheibe derart modifiziert, dass diese nicht mehr auf einer Schulter im Injektorkörper, sondern unmittelbar von einer Planfläche der Ventilspannschraube, mit der das Ventilstück im Injektorkörper vorgespannt ist, abgestützt wird. Der die modifizierte Ankerhubeinstellscheibe beaufschlagende Magnethalter der Magnetgruppe ist mittels einer Magnetspannmutter mit einem Außengewinde am Injektorkörper des Kraftstoffinjektors verbunden. Durch die vorgeschlagene Lösung wird die Parallelität zwischen der Oberseite der Ankerbaugruppe, insbesondere einer Ankerplatte und der dieser zuweisenden Stirnseite der Polfläche des Magnetkerns verbessert. Die Ausrichtung der Ankerbaugruppe, einen Anker und einen Ankerbolzen umfassend, wird durch eine Führung auf der Oberseite des Ventilstücks definiert. Die Ausrichtung der Magnetgruppe und damit des Elektromagneten werden durch die obere Planfläche definiert. Die Führung und die Planfläche werden in einer Aufspannung bearbeitet, so dass die Ankerbaugruppe in Bezug auf den Elektromagneten nahezu ohne Fehler ausgerichtet ist.In an advantageous embodiment of the invention to Underlying thought becomes the Ankerhubeinstellscheibe so modified that these are no longer on a shoulder in the injector body, but instead directly from a plane surface of the valve clamping screw, with the biased the valve piece in the injector body is supported. The modified Ankerhubeinstellscheibe Magnetic holder of the magnetic group acting by means of a Magnetic clamping nut with an external thread on the injector body connected to the fuel injector. Through the proposed solution becomes the parallelism between the top of the armature assembly, in particular an anchor plate and the assigning this end face the pole face of the magnetic core improved. The alignment the armature assembly comprising an anchor and an anchor bolt, is through a guide on the top of the valve piece Are defined. The orientation of the magnet group and thus of the electromagnet are defined by the top plane. The leadership and the plane surface are machined in one setting, so that the armature assembly with respect to the electromagnet almost without Error is aligned.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des der Erfindung zu Grunde liegenden Gedankens wird die Leckagemenge aus der Führung des bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes und der Ventilkolbenführung, die aus den schrägen Bohrungen im Injektorkörper austritt, nicht – wie beim Stand der Technik – über eine Vertiefung im Injektorkörper in den Ankerraum geleitet, sondern kann in einen Zwischenraum zwischen der Ankerhubeinstellscheibe und dem Injektorkörper fließen und von dort über Anfangsunterbrechungen in den niederdruckseitigen Rücklauf abströmen.In an advantageous embodiment of the invention underlying idea is the leakage amount from the guide the preferably needle-shaped injection valve member and the valve piston guide, the oblique Drill holes in the injector, not - as in State of the art - via a depression in the injector body passed into the anchor space, but can be in a space between the Ankerhubeinstellscheibe and the injector body flow and from there via initial interruptions in the low pressure side Outflow return.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigt:It shows:
Ein
Kraftstoffinjektor
Ausführungsvarianten:Models:
Bei
der in
Auf
die Ventilspannschraube
Während
des Anziehens der Magnetspannmutter
Durch
Variation der Axialkraft und des Anzugsdrehmomentes der Magnetspannmutter
Die
modifizierte Ankerhubeinstellscheibe
Wenn
der Kraftstoffinjektor über einen Hochdruckanschlussstutzen
Der
Hochdruckraum
Der
Steuerraum
Der
Darstellung gemäß
Wie
die vergrößerte Darstellung gemäß
Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene modifizierte Ankerhubeinstellscheibe
Wie
insbesondere aus der Darstellung gemäß
Der
Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Magnethalter
In
der Darstellung gemäß
Wie
den Darstellungen gemäß der
Der
Darstellung gemäß
Der
Magnethalter
Aus
dem Steuerraum
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20150403 |