DE102008005523A1 - fuel injector - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Injektor (1) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, mit einem in Abhängigkeit des Kraftstoffdruckes in einer Steuerkammer (11) zwischen einer Schließstellung und einer den Kraftstofffluss in den Brennraum freigebenden Öffnungsstellung verstellbaren Einspritzventilelement (9), und mit einem der Steuerkammer (11) zugeordneten Steuerventil (21) mit einem mittels eines Aktuators (31) relativ zu einem an einem Injektorbauteil (13) angeordneten Steuerventilsitz (28) verstellbaren Steuerventilelement (22), das von einem Führungsbauteil (33) an seinem Außenumfang geführt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Führungsbauteil (33) mit einer ersten Zentrierfläche (38) an einer zweiten Zentrierfläche (39) des Injektorbauteils (13) anliegt.The invention relates to an injector (1) for injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a common rail injector, with a depending on the fuel pressure in a control chamber (11) between a closed position and the fuel flow in the combustion chamber releasing opening position adjustable injection valve element (9), and with a control valve (21) associated with the control chamber (21) with a by means of an actuator (31) relative to a on an injector component (13) arranged control valve seat (28) adjustable control valve element (22) of a Guiding member (33) is guided on its outer circumference. According to the invention, it is provided that the guide component (33) rests with a first centering surface (38) on a second centering surface (39) of the injector component (13).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Injektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere einen Common-Rail-Injektor, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an injector for injecting fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine, in particular a Common rail injector, according to the preamble of Claim 1.
Aus
der
Es
ist weiterhin aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Technische AufgabeTechnical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Injektor mit einem am Außenumfang geführten Steuerventilelement vorzuschlagen, bei dem sich automatisch bei der Montage eine gute Koaxialität zwischen der Außenführung und dem Steuerventilsitz einstellt.Of the Invention is based on the object, an injector with an am Outside circumference guided control valve element to suggest in which automatically with the assembly a good coaxiality between the outer guide and the control valve seat adjusts.
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 sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen.These Task is with an injector with the features of the claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. Fall within the scope of the invention all combinations of at least two of in the description, the claims and / or the figures given characteristics.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Führungsbauteil unmittelbar am Injektorbauteil anliegend anzuordnen, wobei die Kontaktflächen zwischen dem Führungsbauteil und dem Injektorbauteil als Zentrierflächen ausgebildet sind, die derart beschaffen sind, dass sich das Führungsbauteil bei der Montage automatisch koaxial zum Injektorbauteil ausrichtet. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Ausführungsform des Injektors mit als Kegelsitz ausgebildetem Steuerventilsitz realisiert werden, wobei die Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt ist. Ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Injektor lässt sich beispielsweise auch mit einem Flachsitz realisieren. Der erfindungsgemäße Injektor gewährleistet zum einen eine gute Zugänglichkeit des Steuerventilsitzes bei der Fertigung und bei einem fakultativen Beschichtungsvorgang und zum anderen wird eine optimale Koaxialität zwischen der Außenführung (Führungsbauteil) und dem Steuerventilsitz gewährleistet. Anders ausgedrückt vereint ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeter Injektor die Vorteile eines Injektors, bei dem zusätzlich zu dem Injektorbauteil ein separates Führungsbauteil vorgesehen ist und eines Injektors, bei dem das Steuerventilelement an einem axialen Fortsatz des Injektorbauteils geführt ist. Um die Präzision bei der Fertigung weiter zu optimieren, ist es von Vorteil, wenn die mit der ersten Zentrierfläche des Führungsbauteils zusammenwirkende zweite Zentrierfläche des Injektorbauteils und der Steuerventilsitz in einer Aufspannung gefertigt werden. Zusätzlich ist es vorteilhaft, beim Führungsbauteil die Führung und die Zentrierfläche ebenfalls in einer Aufspannung zu fertigen. Hierdurch werden die jeweiligen Planschlagtoleranzen beider Bauteile minimiert.Of the Invention is based on the idea, the guide member to arrange directly adjacent to the injector component, wherein the contact surfaces between the guide member and the Injektorbauteil as centering are formed, which are such that the guide member automatically aligns coaxially with the injector component during assembly. This can easily an embodiment the injector realized with designed as a conical seat control valve seat The invention is not limited to such an embodiment is. An educated according to the concept of the invention injector leaves for example, realize with a flat seat. The inventive Injector ensures good accessibility the control valve seat during manufacture and in an optional Coating process and on the other hand, an optimal coaxiality between the outer guide (guide component) and the control valve seat ensured. Put differently, united a trained according to the concept of the invention injector the advantages an injector, in addition to the Injektorbauteil a separate guide member is provided and one Injector, wherein the control valve element on an axial extension guided the Injektorbauteils. To the precision at To further optimize production, it is advantageous if the with the first centering surface of the guide member cooperating second centering surface of the Injektorbauteils and the control valve seat are manufactured in one setting. In addition, it is advantageous in the guide component the guide and the centering surface also in to manufacture a clamping. As a result, the respective plan impact tolerances minimized both components.
Um gleichzeitig sowohl eine hohe Präzision im Hinblick auf die Koaxialität sowie die Rechtwinkligkeit des Steuerventilsitzes zur Außenführung sicherzustellen, ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der die beiden Zentrierflächen eine Kombination aus Innenkonus und Außenkonus bilden, also entweder die erste Zentrierfläche als Innenkonusfläche und die zweite Zentrierfläche als Außenkonusfläche oder die erste Zentrierfläche als Außenkonusfläche und die zweite Zentrierfläche als Innenkonusfläche ausgebildet ist. Bevorzugt werden der Innenkonuswinkel und der Außenkonuswinkel dabei aus einem Winkelbereich zwischen etwa 80° und etwa 160° gewählt, wobei auch andere Konuswinkel realisierbar sind.In order to simultaneously ensure both a high precision with regard to the coaxiality and the squareness of the control valve seat to the outer guide, an embodiment is advantageous in which the two centering surfaces form a combination of inner cone and outer cone, so either the first centering as Innenkonusfläche and the second centering as an outer cone surface or the first centering surface is formed as an outer cone surface and the second centering surface as an inner cone surface. Preferably, the inner cone angle and the outer cone angle are from a Winkelbe rich selected between about 80 ° and about 160 °, with other cone angles are feasible.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der der Innenkonuswinkel und der Außenkonuswinkel derart gewählt werden, dass die Kombination aus den beiden Zentrierflächen nicht selbsthemmend ist, um ein automatisches Ausrichten des Führungsbauteils zu dem Injektorbauteil bei der Montage zu ermöglichen.From particular advantage is an embodiment in which the Inner cone angle and the outer cone angle selected be that combination of the two centering surfaces is not self-locking, to automatically align the guide member to allow for the Injektorbauteil during assembly.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Steuerventilsitz als Kegelsitz ausgebildet ist. Das Vorsehen eines Kegelsitzes als Steuerventilsitz stellt bei dem beschriebenen Injektor, bei der das Führungsbauteil und das Injektorbauteil jeweils über eine Zentrierfläche aneinander anliegen, kein Problem im Hinblick auf die Koaxialität zwischen Steuerventilsitz und Außenführung dar.In Development of the invention is provided with advantage that the Control valve seat is designed as a conical seat. The provision of a Conical seat as a control valve seat is in the described injector, at the guide member and the Injektorbauteil over each a centering surface abut each other, no problem in Regarding the coaxiality between the control valve seat and outside guide.
Das Führungsbauteil eignet sich bei entsprechender Ausformung zur Führung aller möglichen Arten von Steuerventilelementen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform des Injektors, bei der das Steuerventilelement derart ausgebildet ist, dass das Steuerventil in axialer Richtung druckausgeglichen ist. Auf besonders elegante Weise kann dies dadurch realisiert werden, dass das Steuerventil als Ventilhülse ausgebildet ist, auf die bei geschlossenem Steuerventil ausschließlich in radialer Richtung orientierte Kräfte wirken. In axialer Richtung wirkende Kräfte werden bevorzugt von einem in das Steuerventilelement hineinragenden Bolzen sowie von dem Injektorbauteil abgefangen. Dabei ist es möglich, den Bolzen einteilig mit dem Injektorbauteil auszuführen, wobei jedoch eine Ausführungsform bevorzugt ist, bei der zur erleichterten Fertigung des Steuerventilsitzes der Bolzen als von dem Injektorbauteil separates Bauteil ausgebildet ist, das sich vorzugsweise in axialer Richtung nach oben an einer Elektromagnetanordnung eines elektromagnetischen Aktuators und/oder an einem Injektorverschlussdeckel abstützt.The Guide component is suitable with appropriate shape to guide all possible types of control valve elements. However, an embodiment of the invention is particularly preferred Injector, wherein the control valve element is designed such that the control valve is pressure balanced in the axial direction. On this can be achieved in a particularly elegant way by the control valve is designed as a valve sleeve, on the with closed control valve only in radial Direction oriented forces act. In the axial direction acting forces are preferably from one into the control valve element protruding bolt and intercepted by the injector component. It is possible to carry out the bolt in one piece with the injector component, however, an embodiment is preferred in which to facilitate manufacture of the control valve seat of the bolt as is formed by the injector component separate component, preferably in the axial direction upwards on an electromagnet arrangement of a electromagnetic actuator and / or on an injector closure lid supported.
Um eine ausreichende Positionsstabilität des Führungsbauteils relativ zu dem Injektorbauteil während des Betriebs des Injektors zu gewährleisten, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der das Führungsbauteil stirnseitig, d. h. mit seiner Zentrierfläche, gegen das Injektorbauteil, d. h. gegen die Zentrierfläche des Injektorbauteils, gepresst ist. Dabei ist eine Ausführungsform besonders bevorzugt, bei der das Führungsbauteil mittels eines Außengewindeteils, insbesondere mit der Stirnseite einer Außengewindemutter, die vorzugsweise mit einem Innengewinde an einem Injektorkörper zusammenwirkt, in axialer Richtung auf das Injektorbauteil druckbeaufschlagt wird.Around sufficient positional stability of the guide component relative to the injector component during operation of the injector Ensuring injectors is one embodiment preferred in which the guide member frontally, d. H. with its centering surface, against the injector component, d. H. against the centering of the Injektorbauteils, pressed is. An embodiment is particularly preferred here, in which the guide component by means of an externally threaded part, in particular with the end face of an externally threaded nut, preferably with an internal thread on an injector body cooperates, in the axial direction of the injector component pressurized becomes.
Um zu gewährleisten, dass die beiden Zentrierflächen, zumindest näherungsweise, vollständig aneinander zur Anlage kommen, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der Außenkonuswinkel und der Innenkonuswinkel der Zentrierflächen, vorzugsweise geringfügig, unterschiedlich sind, so dass bei der Montage die Zentrierflächen zuerst in einem radial äußeren Bereich oder in einem radial inneren Bereich zur Anlage kommen. Durch Einleiten einer Axialkraft, beispielsweise mit der zuvor beschriebenen Außengewindemutter, wird dann das Führungsbauteil überdruckt, vorzugsweise derart, dass die beiden Zentrierflächen, zumindest näherungsweise, vollflächig aneinander anliegen. Hierzu muss das Führungsbauteil und/oder das Injektorbauteil in Grenzen elastisch sein, um die gewünschte Verformung bei der Montage ohne Rissbildung mitzumachen. Um die Anlageflächen, d. h. die Zentrierflächen, noch definierter auszugestalten, kann zumindest eine der beiden Zentrierflächen, vorzugsweise können beide Zentrierflächen, jeweils in mindestens zwei Flächenbereiche aufgeteilt sein, beispielsweise durch das Vorsehen mindestens einer zwischen den Flächenbereichen liegenden Ringnut. Es ist jedoch auch denkbar, eine oder beide Zentrierflächen als jeweils zusammenhängende Fläche auszubilden.Around to ensure that the two centering surfaces, at least approximately, completely together come to the plant, an embodiment is preferred in which the outer cone angle and the inner cone angle of Centering surfaces, preferably slightly different are, so that during assembly the centering surfaces first in a radially outer region or in a radially inner area come to rest. By introducing an axial force, for example, with the externally threaded nut described above, then the guide member is overprinted, preferably such that the two centering surfaces, at least approximately, over the entire surface abut each other. For this purpose, the guide component and / or the injector component will be elastic within limits to the desired To participate in deformation without cracking during assembly. To the Bearing surfaces, d. H. the centering surfaces, still defined, at least one of the two centering surfaces, Preferably, both centering surfaces, respectively be divided into at least two areas, for example by the provision of at least one between the surface areas lying annular groove. However, it is also conceivable, one or both centering as each contiguous surface form.
Um bei geöffnetem Steuerventilsitz ein Abströmen von Kraftstoff aus der Steuerkammer zu einem Injektorrücklauf zu ermöglichen, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass in dem Führungsbauteil mindestens eine sich, zumindest näherungsweise, in radialer Richtung erstreckende Bohrung als Kraftstoffkanal vorgesehen ist. Zusätzlich oder alternativ können am Außenumfang des Steuerventilelementes und/oder am Innenumfang einer Führungsbohrung im Führungsbauteil mindestens ein Flächenanschliff vorgesehen werden, so dass mindestens ein Axialkanal zum Abströmen von Kraftstoff aus der Steuerkammer gebildet wird.Around with the control valve seat open, an outflow from fuel from the control chamber to an injector return to enable is in the invention with Advantage provided that in the guide member at least one, at least approximately, in the radial direction extending bore is provided as a fuel passage. additionally or alternatively, on the outer circumference of the control valve element and / or on the inner circumference of a guide bore in the guide component at least a Flächenanschliff be provided so that at least an axial passage for exhausting fuel from the control chamber is formed.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments as well as from the drawings. These show in:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, the same components and components having the same function are the same Reference number marked.
In
Der
Injektor
Mit
einer oberen Stirnseite
In
die Steuerkammer
Die
Steuerkammer
Zum Öffnen
des Steuerventils
Wie
aus
Hierzu
weist das Führungsbauteil
Um
eine vollflächige Anlage des Führungsbauteils
Wie
sich weiterhin aus
In
Radial
außerhalb und mit Axialabstand zu dem Axialfortsatz
Ferner
ist aus
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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