DE102008002470A1

DE102008002470A1 - Fuel injector for internal combustion engine of motor vehicle, has injecting valve provided with control rod part and needle part that are material-conclusively connected with each other at contact areas by plastic extrusion coat

Info

Publication number: DE102008002470A1
Application number: DE200810002470
Authority: DE
Inventors: Hans-Christoph Magel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24

Abstract

The injector (10) has an injector body (12) forming a storage volume (56), and a high-pressure pipe (14) charging a fuel through a pressure source (16). A control chamber (42) is decompressed by a switching valve (20), and actuates a multipart developed injecting valve (46). The injecting valve comprises a control rod part (48) and a needle part (50) that are material-conclusively connected with each other at contact areas (60, 62) by a plastic extrusion coat (58). The plastic extrusion coat lies in a high- pressure part within the storage volume.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus DE 10 2006 029 393 A1 ist ein Injektor für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges bekannt. Der Injektor umfasst einen Injektorkörper, der wenigstens ein Spritzloch aufweist und in dem ein Zuführpfad zur Versorgung des wenigstens einen Spritzlochs mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff ausgebildet ist. Ferner umfasst der Injektor eine im Injektorkörper hubverstellbar gelagerte Düsennadel zum Steuern einer Einspritzung von Kraftstoff durch das wenigstens eine Spritzloch sowie eine Steuereinrichtung zum Steuern des Drucks in einem Steuerraum. Die Düsennadel weist eine den Steuerraum axial begrenzende Steuerfläche auf, an der im Betrieb des Injektors in Schließrichtung der Düsennadel wirkende hydraulische Kräfte angreifen, derart, dass ein Druckabfall im Steuerraum die Düsennadel zum Öffnen ansteuert. Die Düsennadel besteht zumindest aus zwei Nadelbauteilen, nämlich zumindest aus einem das wenigstens eine Spritzloch steuernden einteiligen und aus einem Stück hergestellten Nadelkörper und einem die Steuerfläche aufweisenden Kolbenkörper, wobei zumindest zwei Nadelbauteile in einer Kontaktzone axial aneinander anliegen. Der Kolbenkörper ist einteilig ausgebildet und wird aus einem Stück hergestellt, wobei zumindest zwei Nadelbauteile, zum Beispiel der Kolbenkörper und der Nadelkörper mit einem die Kontaktzone übergreifenden Verbindungselement fest miteinander verbunden sind.Out DE 10 2006 029 393 A1 is an injector for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle known. The injector comprises an injector body which has at least one injection hole and in which a feed path for supplying the at least one injection hole with fuel under injection pressure is formed. Furthermore, the injector comprises a nozzle needle which is displaceably mounted in the injector body for controlling an injection of fuel through the at least one injection hole and a control device for controlling the pressure in a control chamber. The nozzle needle has a control space axially delimiting control surface on which act in the operation of the injector in the closing direction of the nozzle needle acting hydraulic forces, such that a pressure drop in the control chamber controls the nozzle needle to open. The nozzle needle consists of at least two needle components, namely at least one of the at least one spray hole controlling one-piece and one-piece needle body and the control surface having piston body, wherein at least two needle components in a contact zone axially abut each other. The piston body is formed in one piece and is made in one piece, wherein at least two needle components, for example, the piston body and the needle body with a contact zone cross-connecting element are firmly connected.

Bei neuesten Injektorgenerationen für höchste Einspritzdrücke werden die nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglieder leckagefrei ausgeführt, indem auf eine Niederdruckstufe verzichtet wird. Dadurch wird die Leckagemenge reduziert. Weiterhin ist bei den neuesten Injektorgenerationen ein integriertes Speichervolumen vorteilhaft, da durch dieses die Einspritztoleranzen bei Mehrfacheinspritzungen reduziert werden können. Idealerweise weisen derartige Kraftstoffinjektoren ein im Injektorkörper integriertes Speichervolumen und ein obenliegendes Steuerventil auf. Das in der Regel nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied erstreckt sich durch diesen Speicherraum hindurch. Dies zieht jedoch eine sehr große Länge des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes nach sich, was bei der Fertigung desselben zu Problemen führen kann.at latest injector generations for highest injection pressures become the needle-shaped injection valve members leak-free performed by putting on a low-pressure stage is waived. This reduces the leakage amount. Farther is an integrated storage volume for the latest generation of injectors advantageous, since by this the injection tolerances in multiple injections can be reduced. Ideally, such Fuel injectors integrated in the injector body Storage volume and an overhead control valve on. That in the Typically needle-shaped injection valve member extends through this memory space. However, this draws a lot great length of the needle-shaped Injection valve member after, which in the manufacture of the same can lead to problems.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Herstellbarkeit eines eine große axiale Länge aufweisenden, bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes dadurch zu vereinfachen, dass dieses mehrteilig aufgebaut ist und einen kurzbauenden nadelförmigen Nadelteil aufweist und eine zusätzlich mit dieser zur Überbrückung der Länge ausgebildeten Steuerstangenteil aufweist. Die Kontaktstelle dieser beiden Komponenten befindet sich im Hochdruckbereich des Kraftstoffinjektors. Zur Realisierung eines mehrteiligen Aufbaus eines im Wesentlichen nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes wird eine kostengünstige Möglichkeit zur mechanischen Verbindung der beiden Komponenten vorgeschlagen, die erfindungsgemäß als Kunststoffumspritzung ausgebildet ist. Die Kunststoffumspritzung überdeckt die Kontaktstelle der beiden Komponenten des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes, so dass deren kostengünstige Verbindung miteinander erreicht werden kann. Darüber hinaus kann die Verbindung der beiden Komponenten mittels einer Kunststoffumspritzung die auftretenden Kräfte übertragen.According to the invention proposed the manufacturability of a large axial Length having, preferably needle-shaped To simplify injection valve member thereby, that this multipart is constructed and a short-building needle-shaped needle part has and in addition to bridging this Having the length formed control rod part. The Contact point of these two components is located in the high pressure area of the fuel injector. For the realization of a multi-part construction a substantially needle-shaped injection valve member becomes a cost effective way to mechanical Compound of the two components proposed according to the invention as Plastic injection is formed. The plastic extrusion covers the contact point of the two components of the needle-shaped trained injection valve member, so that their cost-effective Connection can be achieved with each other. Furthermore can the connection of the two components by means of a plastic extrusion transmit the occurring forces.

An den beiden miteinander zu fügenden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes werden in der Nähe der Kontaktstelle Aussparungen vorgesehen, in die die Kunststoffumspritzung eingreifen kann, um die Kontaktkräfte zu übertragen. Als Kunststoffmaterial zur Herstellung der Kunststoffumspritzung wird bevorzugt ein Kunststoff mit ausreichend hoher Festigkeit verwendet, so zum Beispiel Epoxid oder PEEK. Da die auf das nadelförmig ausgebildete Einspritzventilglied wirkende Kraft mechanisch durch die aus Kunststoffmaterial gefertigte Umspritzung übertragen wird, stellt die Kunststoffumspritzung keine kritische hochdruckdichte Verbindung zu Metallteilen dar und ist nicht diffusionsdicht auszulegen. Zur Vermeidung von Kräften, die durch in die Kunststoffumspritzung eindringenden Kraftstoff hervorgerufen werden, kann die Kontaktstelle der Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes durch einen Entlastungskanal an das Hochdruckvolumen angebunden werden.At the two components of the multi-part to be joined together formed needle-shaped injection valve member recesses are provided near the contact point, in which the plastic extrusion can intervene to the contact forces transferred to. As plastic material for the production of Plastic extrusion is preferably a plastic with sufficiently high Strength used, such as epoxy or PEEK. Since the on the needle-shaped injection valve member acting Force transmitted mechanically by the injection molded plastic material plastic injection does not provide critical high pressure density Connection to metal parts and is not interpreted diffusion-tight. to Avoidance of forces by in the plastic extrusion penetrating fuel can be caused, the contact point the components of the multi-part injection valve member connected by a discharge channel to the high pressure volume become.

Eine Ausrichtung der über die Kunststoffumspritzung miteinander zu fügenden Bauteile kann zum Beispiel über axiale Kontaktflächen oder einer Montageeinrichtung erreicht werden.A Alignment of the plastic extrusion with each other To be joined components can, for example, via axial Contact surfaces or a mounting device can be achieved.

Um Verspannungen im bevorzugt nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilglied durch Fertigungenauigkeiten zu vermeiden, werden am Steuerstangenteil bzw. am Einspritzventilglied Teilbereiche vorgesehen, die eine relativ geringe seitliche Steifigkeit aufweisen. Aufgrund dessen kann die erforderliche Prozessgenauigkeit reduziert werden, wodurch sich die Fertigungskosten weiter senken lassen.Around Tensions in the preferably needle-shaped injection valve member by manufacturing inaccuracies are avoided at the control rod part or provided on the injection valve member portions which a relative have low lateral stiffness. Because of that, the required process accuracy can be reduced, resulting in further reduce manufacturing costs.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des mehrteilig aufgebauten Einspritzventilglieds mit einer Führungshülse im Bereich der Spitze des nadelförmig ausgebildeten Einspritzventilgliedes. Dadurch wird Ungenauigkeiten im Verbund des Einspritzventilgliedes zum Trotz eine relativ gute Zentrierung der Spitze des Einspritzventilgliedes erreicht, insbesondere in Bezug auf dessen Sitz im Kraftstoffinjektor. Darüber hinaus kann über die Führungshülse ein symmetrisches Strahlbild erreicht werden. Die Genauigkeitsanforderungen an die Verbindung im Wege der Kunststoffumspritzung können durch das Vorsehen einer Führungshülse reduziert werden, was wiederum die Fertigungskosten günstig beeinflussen.Particularly advantageous is an embodiment of the multipart injection valve member having a guide sleeve in the region of the tip of the needle-shaped injection valve member. This will cause inaccuracies in the composite of the one Despite the injection valve member achieved a relatively good centering of the tip of the injection valve member, in particular with respect to its seat in the fuel injector. In addition, a symmetrical spray pattern can be achieved via the guide sleeve. The accuracy requirements of the connection by way of plastic extrusion can be reduced by the provision of a guide sleeve, which in turn favorably affect the manufacturing cost.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.Based In the drawings, the invention will be described below in more detail.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Kraftstoffinjektor, dessen bevorzugt nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied einen mehrteiligen Aufbau aufweist.The single figure shows a section through an inventively executed Fuel injector, whose preferred needle-shaped Injection valve member has a multi-part construction.

Ausführungsformenembodiments

Der einzigen Figur ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektor zu entnehmen, dessen nadelförmig ausgebildetes Einspritzventilglied mehrteilig ausgeführt ist und die beiden Komponenten durch eine Umspritzung aus einem Kunststoffmaterial miteinander kraft- und formschlüssig verbunden sind.Of the single figure is a section through an inventively proposed Remove fuel injector whose needle-shaped injection valve member is executed in several parts and the two components through an encapsulation made of a plastic material with each other and are positively connected.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Kraftstoffinjektor 10 umfasst einen Injektorkörper 12. In diesen mündet eine Hochdruckleitung 14, die sich von einer Druckquelle 16 aus erstreckt. In der Hochdruckleitung 14, die im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 mündet, befindet sich eine Dämpfungsdrossel 18, mit der Druckpulsationen gedämpft werden können, bevor diese in ein Speichervolumen 56 gelangen, das im Injektorkörper 12 des Kraftstoffinjektors 10 aufgenommen ist. Das Speichervolumen 56 im Injektorkörper 12 und im Düsenkörper 68 steht unter Systemdruck, d. h. dem Druck der in der Druckquelle 16 erzeugt wird. Bei der Druckquelle 16 handelt es sich bevorzugt um einen Hochdruckspeicherkörper (Common-Rail), über den eine Anzahl von Kraftstoffinjektoren 10 mit unter einem Systemdruck stehenden Kraftstoff versorgt werden. Der Systemdruck in der Druck quelle 16 wird durch ein Förderaggregat, wie zum Beispiel eine Hochdruckpumpe oder dergleichen erzeugt und liegt in der Größenordnung von 1800 bar und darüber.An inventively designed fuel injector 10 includes an injector body 12 , In these flows a high pressure line 14 extending from a pressure source 16 extends out. In the high pressure line 14 in the injector body 12 of the fuel injector 10 opens, there is a damping throttle 18 , with which pressure pulsations can be damped, before this into a storage volume 56 get that in the injector body 12 of the fuel injector 10 is included. The storage volume 56 in the injector body 12 and in the nozzle body 68 is under system pressure, ie the pressure in the pressure source 16 is produced. At the pressure source 16 it is preferably a high-pressure storage body (common rail), via which a number of fuel injectors 10 be supplied with pressurized fuel under a system pressure. The system pressure in the pressure source 16 is generated by a delivery unit, such as a high pressure pump or the like, and is on the order of 1800 bar and above.

Der Kraftstoffinjektor 10 gemäß der Schnittdarstellung der Zeichnung umfasst darüber hinaus ein Schaltventil 20. In der Ausführungsform des Schaltventiles 20 gemäß der Zeichnung ist dieses als Magnetventil ausgebildet und umfasst einen Magnetkern 24 und eine in diesen eingebettete Magnetspule 26. Darüber hinaus ist eine Durchgangsöffnung des Magnetkernes 24 von einem Druckstift 22 durchsetzt, so dass ein Ventilglied 30 des Schaltventiles 20 druckausgeglichen ist. Das hülsenförmig ausgebildete Ventilglied 30 wird über eine Schließfeder 28 beaufschlagt, welche sich an einem Einschraubteil des Injektorkörpers 12 abstützt. Gemäß der Zeichnung schließt das Ventilglied 30, an dem eine Ankerplatte ausgeführt ist, einen Ventilsitz 32, der in dem Ausführungsbeispiel des Kraftstoffinjektors 10 gemäß der Zeichnung als Flachsitz ausgeführt ist. Anstelle als Flachsitz kann der Ventilsitz 32 in einem Ventilstück 34 auch als Kegel- oder als Kugelsitz ausgeführt sein.The fuel injector 10 According to the sectional view of the drawing further comprises a switching valve 20 , In the embodiment of the switching valve 20 according to the drawing, this is designed as a solenoid valve and comprises a magnetic core 24 and a magnetic coil embedded therein 26 , In addition, a through hole of the magnetic core 24 from a push pin 22 interspersed, leaving a valve member 30 of the switching valve 20 pressure balanced. The sleeve-shaped valve member 30 is about a closing spring 28 acted upon, which is attached to a screw-in of the injector body 12 supported. According to the drawing, the valve member closes 30 , on which an anchor plate is made, a valve seat 32 in the embodiment of the fuel injector 10 is executed as a flat seat according to the drawing. Instead of a flat seat, the valve seat 32 in a valve piece 34 be designed as a conical or ball seat.

Des Weiteren lässt sich der Zeichnung entnehmen, dass über einen Niederdruckrücklauf 36 Kraftstoff, der bei geöffnetem Ventilglied 30 und demzufolge offen stehendem Ventilsitz 32 aus einem Steuerraum 42 austritt, in ein Rücklaufsystem des Kraftstoffinjektors 10 bzw. der Einspritzanlage gelangt.Furthermore, it can be seen from the drawing that a low-pressure return 36 Fuel, with the valve member open 30 and consequently open valve seat 32 from a control room 42 exits, in a return system of the fuel injector 10 or the injection system passes.

Der Ventilsitz 32 ist in einem Ventilstück 34 ausgebildet, welches zum Beispiel über eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ventilspannmutter im Injektorkörper 12 festgelegt ist. Im Ventilstück 34 befindet sich ein Ablaufkanal 38, der mindestens eine Ablaufdrossel 40 enthält. Der Ablaufkanal 38 mit der mindestens einen Ablaufdrossel 40 dient zur Druckentlastung eines Steuerraumes 42, der im Ventilstück 34 ausgebildet ist. Der Steuerraum 42 wird seinerseits über das Speichervolumen 56 und mindestens eine Zulaufdrossel 44 mit unter Systemdruck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Über die Druckbeaufschlagung bzw. die Druckentlastung des Steuerraumes 42 bei Betätigung des Schaltventiles 20 erfolgt die Bewegung eines mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46. Das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 46 weist eine relativ hohe Axiallänge von 100 mm und mehr auf, da dieses das unterhalb des Ventilstücks 34 vorgesehene Speichervolumen 56 im Inneren des Injektorkörpers 12 durchzieht. Das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 46 umfasst ein Steuerstangenteil 48 sowie ein Nadelteil 50. Erfindungsgemäß sind die Komponenten des mehrtelig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46, d. h. dessen Steuerstangenteil 48 und dessen Nadelteil 50 über eine Kunststoffumspritzung 58 miteinander verbunden. Die Kunststoffumspritzung 58 wird bevorzugt aus einem formstabilen und ausreichend hohe Festigkeit aufweisenden Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Epoxid oder PEEK hergestellt. Zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit kann in die Kunststoffumspritzung 58 auch eine Armierung 64 aus metallischem Material eingelassen sein, die vom Kunststoffmaterial der Kunststoffumspritzung 58 vollständig umschlossen, d. h. in dieses eingebettet ist. Durch die Kunststoffumspritzung 58 werden das Steuerstangenteil 48 und das Nadelteil 50 an einer ersten Kontaktfläche 60 bzw. einer zweiten Kontaktfläche 62 miteinander verbunden. Die beiden Kontaktflächen 60, 62 sind bevorzugt plan ausgebildet und liegen – wie in der Zeichnung dargestellt – plan aneinander an. Die Kunststoffumspritzung 58 weist darüber hinaus einen Kanal 78 auf, um Kräfte innerhalb der Kontaktzone der beiden Kontaktflächen 60, 62 innerhalb der Kunststoffumspritzung 58 beim Entspannen von eingedrungenem Kraftstoff zu verhindern. Über den Kanal 78 ist die Fuge innerhalb der Kunststoffumspritzung 58 zwischen der ersten Kontaktfläche 60 und der zweiten Kontaktfläche 62 mit dem Speichervolumen 56, in dem Systemdruck herrscht, verbunden. Wie der Zeichnung darüber hinaus zu entnehmen ist, umfasst zumindest eine der beiden Komponenten, entweder das Steuerstangenteil 48 oder das Nadelteil 50 Aussparungen, angedeutet durch einen Hinterschnitt 66 in der Zeichnung, in die das Kunststoffmaterial der Kunststoffumspritzung 58 hineinragt. Dadurch entsteht eine mechanisch feste Verbindung, welche die beim Bewegen des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 40 auftretenden Kräfte überträgt.The valve seat 32 is in a valve piece 34 formed, which, for example, via a valve clamping nut in the injector body, not shown in the drawing 12 is fixed. In the valve piece 34 there is a drainage channel 38 , the at least one outlet throttle 40 contains. The drainage channel 38 with the at least one outlet throttle 40 serves to relieve the pressure of a control room 42 that in the valve piece 34 is trained. The control room 42 in turn is about the storage volume 56 and at least one inlet throttle 44 pressurized with fuel under system pressure. About the pressurization or the pressure relief of the control room 42 upon actuation of the switching valve 20 the movement of a multipart injection valve member takes place 46 , The multipart injection valve member 46 has a relatively high axial length of 100 mm or more, as this is below the valve piece 34 provided storage volume 56 inside the injector body 12 pervades. The multipart injection valve member 46 includes a control rod part 48 and a needle part 50 , According to the invention, the components of the multi-membered injection valve member 46 ie its control rod part 48 and its needle part 50 over a plastic extrusion 58 connected with each other. The plastic extrusion 58 is preferably made of a dimensionally stable and sufficiently high strength plastic material, such as epoxy or PEEK. To increase the mechanical load capacity can be in the plastic extrusion 58 also a reinforcement 64 be embedded in metallic material, the plastic material of the plastic extrusion 58 completely enclosed, ie embedded in it. Through the plastic extrusion 58 become the control rod part 48 and the needle part 50 at a first contact surface 60 or one two th contact surface 62 connected with each other. The two contact surfaces 60 . 62 are preferably formed plan and are - as shown in the drawing - flat against each other. The plastic extrusion 58 also has a channel 78 on to forces within the contact zone of the two contact surfaces 60 . 62 within the plastic extrusion 58 while relaxing to prevent ingress of fuel. About the channel 78 is the joint within the plastic extrusion 58 between the first contact surface 60 and the second contact surface 62 with the storage volume 56 , in which system pressure prevails, connected. As can also be seen from the drawing, at least one of the two components comprises either the control rod part 48 or the needle part 50 Recesses, indicated by an undercut 66 in the drawing, in which the plastic material of the plastic extrusion 58 protrudes. This creates a mechanically strong connection, which when moving the multi-part injection valve member 40 transmits occurring forces.

Wie der Zeichnung weiter zu entnehmen ist, liegt die Kunststoffumspritzung 58, die in den Steuerstangenteil 48 und den Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 miteinander verbindet, innerhalb des Speichervolumens 56 des Injektorkörpers 12. An diesen schließt sich der Düsenkörper 68 an. Der Düsenkörper 68 wird im Wesentlichen lediglich vom Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 durchsetzt, der sich am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 68 in einem Sitz 76 abstützt. Bei geschlossenem Sitz 76 sind Einspritzöffnungen 74 zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine geschlossen.As the drawing can be seen further, the plastic extrusion is 58 in the control rod part 48 and the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 interconnects, within the storage volume 56 of the injector body 12 , At this the nozzle body closes 68 at. The nozzle body 68 is essentially only the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 interspersed, located at the combustion chamber end of the nozzle body 68 in a seat 76 supported. With the seat closed 76 are injection openings 74 for injecting fuel into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, ist das Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 oberhalb seines Sitzes 76 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 68 in einer Hülse 70 geführt. Die Hülse 70 umfasst oberhalb des Sitzes 76 Öffnungen, über die der unter Systemdruck stehende Kraftstoff aus dem Speichervolumen 56 und einen das Nadelteil 50 im Düsenkörper 68 umgebenden Ringspalt den Einspritzöffnungen 74 zuströmt. Die Hülse 70 ist über eine Anstellfeder 72 in Richtung auf den Sitz 76 beaufschlagt, und zentriert in Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten, im Wesentlichen nadelförmig gestalteten Einspritzventilgliedes 46. Eine Ausrichtung der beiden Komponenten des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46, d. h. des Steuerstangenteils 48 und des Nadelteiles, erfolgt über die Kontaktflächen 60, 62 relativ zueinander oder über eine exakt vorzunehmende Positionierung durch eine Montagevorrichtung zum Zeitpunkt der Herstellung der Kunststoffumspritzung 58 um die erste Kontaktfläche 60 bzw. die zweite Kontaktfläche 62. Um die notwendige Genauigkeit der auszubildenden Verbindung durch die Kunststoffumspritzung 58 gering zu halten, ist der Steuerstangenteil 48 des mehrteilignadelförmig ausgeführten Einspritzventilgliedes 46 mit Bereichen geringer seitlicher Biegesteifigkeit beschaffen.As can be seen from the drawing, the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 above his seat 76 at the combustion chamber end of the nozzle body 68 in a sleeve 70 guided. The sleeve 70 includes above the seat 76 Openings through which the fuel under system pressure from the storage volume 56 and one the needle part 50 in the nozzle body 68 surrounding annular gap the injection ports 74 flows in. The sleeve 70 is about a spring 72 towards the seat 76 loaded and centered in the needle part 50 the multipart, substantially needle-shaped injection valve member 46 , An orientation of the two components of the multi-part injection valve member 46 , ie the control rod part 48 and the needle part, via the contact surfaces 60 . 62 relative to each other or via an exact positioning to be performed by a mounting device at the time of production of the plastic extrusion 58 around the first contact surface 60 or the second contact surface 62 , To the necessary accuracy of the trainee connection through the plastic extrusion 58 is low, is the control rod part 48 of the multi-part needle-shaped injection valve member 46 procure with areas of low lateral bending stiffness.

Aufgrund der Zentrierung bzw. Führung des Nadelteiles 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 68 oberhalb des Sitzes 76 durch die Hülse 70, ist die Spitze des Nadelteiles 50 relativ zum Sitz 76 oberhalb der Einspritzöffnungen 74 zentriert. Dadurch ist ein symmetrisches Strahlbild trotz Ungenauigkeiten, die sich im Verbund des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46, insbesondere an der Kunststoffumspritzung 58 einstellen können, gewährleistet. Es erlaubt eine Reduzierung der Toleranzanforderung an die das Steuerstangenteil 48 mit dem Nadelteil 50 mechanisch verbindende Kunststoffumspritzung 58. Zur Erhöhung der übertragbaren Öffnungskraft im Nadelverbund des mehrteiligen Einspritzventilgliedes 46, können entsprechende metallische Armierungen 64 in die Kunststoffumspritzung 58 vorgesehen sein.Due to the centering or guiding of the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 at the combustion chamber end of the nozzle body 68 above the seat 76 through the sleeve 70 , is the tip of the needle part 50 relative to the seat 76 above the injection openings 74 centered. This is a symmetrical spray pattern despite inaccuracies arising in the composite of the multipart injection valve member 46 , in particular on the plastic extrusion 58 can be guaranteed. It allows a reduction in the tolerance requirement on the control rod part 48 with the needle part 50 mechanically connecting plastic extrusion coating 58 , To increase the transferable opening force in the needle assembly of the multipart injection valve member 46 , can use appropriate metallic reinforcements 64 in the plastic extrusion 58 be provided.

Alternativ kann der Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 auch unmittelbar, so zum Beispiel ihrer Mantelfläche bei Ausbildung seitlicher Anschliffe an dieser oberhalb im Düsenkörper 68 geführt sein.Alternatively, the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 also directly, so for example, their lateral surface in training side polished on this above in the nozzle body 68 be guided.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kraftstoffinjektors 10 stellt sich wie folgt dar:
Bei Ansteuerung des Schaltventiles 20 und der Bestromung der Magnetspule 26 im Magnetkern 24, wird die Ankerplatte des Ventilgliedes 30 angezogen und der Ventilsitz 32 geöffnet. Auf Grund dessen sinkt der Druck im Steuerraum 42 rapide ab, da Steuermenge aus diesem über den Ablaufkanal 38 mit mindestens einer Ablaufdrossel 40 im Niederdruckbereich und dort dem Niederdruckrücklauf 36 zuströmt. Dadurch wird eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft erzeugt, die auf das mehrteilige Einspritzventilglied 46 wirkt und dessen Steuerstangenteil 48 fährt infolge des abnehmenden Druckes im Steuerraum 42 in diesen ein. Diese Öffnungskraft wird vom Steuerstangenteil 48 über die Kunststoffumspritzung 58 auf das Nadelteil 50 übertragen, so dass der Sitz 76 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 68 des Kraftstoffinjektors 10 geöffnet wird und mindestens eine in den Brennraum einer selbstzündenden Verbrennungskraftmaschine mündende Einspritzöffnung 74 freigegeben wird.The mode of operation of the inventively proposed fuel injector 10 Is as follows:
When controlling the switching valve 20 and the energization of the solenoid 26 in the magnetic core 24 , becomes the armature plate of the valve member 30 tightened and the valve seat 32 open. Due to this, the pressure in the control room decreases 42 rapidly from, as control amount from this via the drain channel 38 with at least one outlet throttle 40 in the low pressure area and there the low pressure return 36 flows in. As a result, an opening force acting on the force acting on the multi-part injection valve member 46 acts and its control rod part 48 moves as a result of the decreasing pressure in the control room 42 in this one. This opening force is from the control rod part 48 over the plastic extrusion 58 on the needle part 50 transferred, leaving the seat 76 at the combustion chamber end of the nozzle body 68 of the fuel injector 10 is opened and at least one opening into the combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine injection port 74 is released.

Zum Beenden der Einspritzung schließt das Schaltventil 20, d. h. die Bestromung der Magnetspule 26 im Magnetkern 24 wird unterbrochen und aufgrund der Wirkung der Schließfe der 28, das Ventilglied 30 in den Ventilsitz 32 des Ventilstücks 34 gedrückt. Da der Steuerraum 42 über die Zulaufdrossel 44 und das Speichervolumen 56 mit unter Systemdruck stehenden Kraftstoff versorgt wird, steigt der Druck in diesem an, wodurch das mehrteilig ausgebildete Einspritzventilglied 46 mit Steuerstangenteil 48 und Nadelteil 50 wieder in den brennraumseitigen Sitz 76 gedrückt wird.To end the injection, the switching valve closes 20 , ie the energization of the magnetic coil 26 in the magnetic core 24 is interrupted and due to the effect of Schließfe the 28 , the valve member 30 in the valve seat 32 of the valve piece 34 ge suppressed. As the control room 42 via the inlet throttle 44 and the storage volume 56 is supplied with fuel under system pressure, the pressure rises in this, whereby the multi-part injection valve member 46 with control rod part 48 and needle part 50 back into the combustion chamber side seat 76 is pressed.

Zur Optimierung der Schließgeschwindigkeit des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 mit durch die Kunststoffumspritzung 58 verbundenen Steuerstangenteil 48 sowie Nadelteil 50, kann im Zulauf unterhalb der Versorgung der Zulaufdrossel 44 eine geringfügige Drosselwirkung implementiert werden. Diese Drosselwirkung kann beispielsweise einfach und kostengünstig am Ventilstück 64 oder an einer Führung des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 ausgeführt sein.To optimize the closing speed of the multipart injection valve member 46 with through the plastic extrusion 58 connected control rod part 48 as well as needle part 50 , can in the inlet below the supply of the inlet throttle 44 a slight throttle effect can be implemented. This throttle effect, for example, simple and inexpensive on the valve piece 64 or on a guide of the multipart injection valve member 46 be executed.

Im Speichervolumen 56 im Injektorkörper 12 befindet sich eine Feder 52, die auf einen Bund 54 wirkt, der am Steuerstangenteil 48 angeordnet ist. Die Feder 52 stützt sich an einer unteren Ringfläche des Ventilstücks 34 ab und unterstützt beim Schließen des Ventilsitzes 32 im Ventilstück 34 und sich einstellendem Druckaufbau im Steuerraum 42 auf das Systemdruckniveau die Schließbewegung des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46.In the storage volume 56 in the injector body 12 there is a spring 52 on a fret 54 acts on the control rod part 48 is arranged. The feather 52 is supported on a lower annular surface of the valve piece 34 and assists in closing the valve seat 32 in the valve piece 34 and adjusting pressure build-up in the control room 42 on the system pressure level, the closing movement of the multi-part injection valve member 46 ,

Die Führung bzw. Zentrierung des Nadelteiles 50 begünstigende Hülse 70 am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 68, ist durch die Anstellfeder 72 beaufschlagt. Die Anstellfeder 72 stützt sich einerseits an einer oberen ringförmigen Fläche der Hülse 70 und andererseits an einem Bund am Nadelteil 50 des mehrteilig ausgebildeten Einspritzventilgliedes 46 ab.The guide or centering of the needle part 50 favoring sleeve 70 at the combustion chamber end of the nozzle body 68 , is by the adjusting spring 72 applied. The adjusting spring 72 supported on the one hand on an upper annular surface of the sleeve 70 and on the other hand on a collar on the needle part 50 of the multipart injection valve member 46 from.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006029393 A1 [0001]

Claims

Fuel injector ( 10 ), in particular for self-igniting internal combustion engines, with an injector body ( 12 ), in which a storage volume ( 56 ) is formed and the via a high-pressure line ( 14 ) with a pressure source ( 16 ) is pressurized with fuel under system pressure and one via a switching valve ( 20 ) pressure-relievable control room ( 42 ), for actuating a multipart injection valve member ( 46 ), characterized in that the multipart injection valve member ( 46 ) a control rod part ( 48 ) and a needle part ( 50 ) at contact surfaces ( 60 . 62 ) via a plastic extrusion ( 58 ) are positively and materially interconnected.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the plastic extrusion ( 58 ) in the high pressure part of the fuel injector ( 10 ), in particular within the storage volume ( 56 ) lies.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the plastic extrusion ( 58 ) a first contact surface ( 60 ) of the control rod part ( 48 ) and a second contact surface ( 62 ) on the needle part ( 50 ), which are executed in particular plan, hires each other.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the plastic extrusion ( 58 ) a reinforcement ( 64 ) having.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the plastic extrusion ( 58 ) one from the storage volume ( 56 ) channel ( 78 ) having.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the butt joint between the first contact surface ( 60 ) and the second contact surface ( 62 ) is connected to the memory space, in particular to the channel ( 78 ).

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the multipart injection valve member ( 46 ) in the nozzle body ( 68 ), in particular on the needle part ( 50 ) in a sleeve ( 70 ) is guided and centered.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 7, characterized in that the sleeve ( 70 ) for centering and guiding the needle part ( 50 ) via a positioning spring ( 72 ) is acted upon.

Fuel injector ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the control rod part ( 48 ) of the multipart injection valve member ( 46 ) Has areas with low lateral bending stiffness.

Fuel injector ( 10 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the multipart injection valve member ( 46 ) the control rod part ( 48 ) and the needle part ( 50 ), the storage volume ( 56 ) in the injector body ( 12 ) and the nozzle body ( 68 ) penetrated in a length of ≥ 100 mm.