DE102008012637A1

DE102008012637A1 - Kraftstoffinjektor

Info

Publication number: DE102008012637A1
Application number: DE102008012637A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-10

Abstract

Es wird ein Kraftstoffinjektor zum Einspritzen in den Brennraum einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem Injektorkörper (2), einem in den Injektorkörper (2) mündenden Kraftstoffzulauf (7), einer Einspritzöffnung (9), einer Düsennadel (4), die in einem Düsenraum (3) angeordnet ist und in Abhängigkeit ihrer Stellung den Düsenraum (3) mit der Einspritzöffnung (9) verbindet oder zur Einspritzöffnung (9) hin verschließt, mit einer Zulaufleitung (8) für den unter Druck stehenden Kraftstoff, die im Injektorkörper (2) ausgebildet ist und die den Kraftstoffzulauf (7) mit dem Düsenraum (3) verbindet, wobei innerhalb des Injektorkörpers (2) ein Kraftstoffspeicher (10) angeordnet ist, der stets mit dem Düsenraum (3) in Verbindung steht und ein Volumen von wenigstens 0,5 cm3 hat.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffinjektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei heutigen Common Rail Systemen finden Kraftstoffinjektoren Verwendung, die während eines Einspritzzyklus mehrere Einspritzungen durchführen, die zeitlich kurz nacheinander erfolgen. So besteht ein derartiger Einspritzzyklus meist zumindest aus einer Vor- und Haupteinspritzung. Zum Teil sind auch noch weitere Einspritzvorgänge vorgesehen, wie beispielsweise eine oder mehrere Nacheinspritzungen. Aufgrund der hohen Drücke in einem Common Rail System kommt es beim Öffnen und Schließen der Einspritzdüse zur Ausbreitung von Schwingungen im unter Druck stehenden Kraftstoff. Diese Schwingungen können die nachfolgenden Einspritzvorgänge störend beeinflussen. Um stets die gewünschte Einspritzmenge einspritzen zu können, ist es bekannt, eine Druckwellenkorrektur vorzunehmen und den Injektor mit entsprechend angepassten Steuersignalen zu beaufschlagen, um auf diese Weise die störenden Einflüsse der Druckwellen zu reduzieren.
In der DE 102 17 592 A1 wird als bekannt vorausgesetzt, dass die Druckwellenkorrektur von der verwendeten Kraftstoffsorte abhängt. Wegen fehlender Erfassung der Kraftstoffart ist die Druckwellenkorrektur bei wechselnden Kraftstoffen, insbesondere Winter- bzw. Sommerdiesel mit unterschiedlichem Biokraftstoffanteil, nur bedingt wirksam.
Weiterhin wird in der DE 102 17 592 A1 als bekannt vorausgesetzt, dass der Einfluss von Druckwellen durch das Vorsehen von zusätzlichen Kraftstoffspeichern in der Nähe der Einspritzdüse verringert werden kann. Wegen des großen erforderlichen Volumens des Kraftstoffspeichers ist der Einsatz solcher Injektoren jedoch bislang auf Großdieselinjektoren beschränkt. Die DE 102 17 592 A1 schlägt daher eine Kompensationsvorrichtung bestehend aus einem den sogenannten Sensoreffekt nutzenden Piezoaktor vor.
Auch in der DE 101 43 423 A1 wird darauf hingewiesen, dass man bislang vergeblich versucht habe, das Problem der Druckwellen durch Anordnung eines zusätzlichen Speichers in der Nähe der Kraftstoffdüse zu beheben. Aus diesem Grund schlägt diese Schrift vor, ein zusätzliches Kraftstoffvolumen von 1 cm³ bis 4,7 cm³ im Druckrohrstutzen des Kraftstoffinjektors vorzusehen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftstoffinjektor derart weiterzubilden, dass der Einfluss von störenden Druckwellen auf die Einspritzmenge reduziert wird und auf eine aufwändige Druckwellenkorrektur somit verzichtet werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zusätzliche Kraftstoffspeicher stets mit dem Düsenraum verbunden ist und ein Volumen von wenigstens 0,5 cm³ hat.
Die Verbindung mit dem Düsenraum kann auch in vorteilhafter Weise über eine Drossel erfolgen. Wichtig ist dabei, dass die Verbindung von Kraftstoffspeicher und Düsenraum während der Einspritzung stets geöffnet ist, so dass das zusätzliche Kraftstoffvolumen stets für die Einspritzung zur Verfügung steht und ein unerwünscht starker Druckeinbruch somit vermieden wird.
Eine Minimierung des erforderlichen Volumens des Kraftstoffspeichers ist dann möglich, wenn der Kraftstoffspeicher als Totvolumen in den Kraftstoffinjektor integriert ist und mit dem Düsenraum direkt verbunden ist.
Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftstoffinjektors gemäß einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel (teilweise gestrichelt dargestellt).
Der in der 1 schematisch dargestellte Kraftstoffinjektor 1 hat einen Injektorkörper 2, in dem ein Düsenraum 3 ausgebildet ist. Im Düsenraum 3 ist eine Düsennadel 4 angeordnet, die an ihrem brennraumseitigen Ende 5 mit einem Düsensitz 6 zusammenwirkt. Am Injektorkörper 2 befindet sich ein Kraftstoffzulauf 7 für unter Druck stehenden Kraftstoff, der über eine Zulaufleitung 8 mit dem Düsenraum 3 in Verbindung ist, so dass unter Druck stehender Kraftstoff in den Düsenraum 3 gelangt. Am brennraumseitigen Ende des Injektorkörpers befindet sich wenigstens eine Einspritzöffnung 9, die je nach Stellung der Düsennadel 4 vom Düsenraum 3 gesehen entweder versperrt oder geöffnet ist.
Im Injektorkörper 2 ist ein zusätzlicher Kraftstoffspeicher 10 ausgebildet. Der Kraftstoffspeicher 10 ist in 1 über eine Anschlussleitung 11 direkt mit dem Düsenraum 3 verbunden. Alternativ kann der Kraftstoffspeicher 10 auch direkt vom Düsenraum 3 abzweigen oder diesen erweitern. Kraftstoffspeicher 10 und die gegebenenfalls vorhandene Anschlussleitung 11 haben zusammen ein Volumen von wenigstens 0,5 cm³. Zwischen Kraftstoffspeicher 10 und Düsenraum 3 kann in vorteilhafter Weise eine Drossel 12 in die Anschlussleitung 11 integriert sein.
Der Kraftstoffspeicher 10 bildet gemäß der in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform ein stets mit dem Düsenraum 3 verbundenes Kraftstofftotvolumen, das seinerseits nicht direkt mit der Zulaufleitung 8 verbunden ist. Der Kraftstoffspeicher 10 kann beliebig in den Injektorkörper 2 integriert sein, vorzugsweise als Bohrung 10a oder aber auch als ein die Düsennadel zumindest teilweise umgreifender ringförmig umlaufender Speicher 10b, der in 1 gestrichelt angedeutet ist. Selbstverständlich können auch meherere Kraftstoffspeicher 10 im Injek torkörper 2 ausgebildet sein, die direkt mit dem Düsenraum 3 in Verbindung stehen und die ein Gesamtvolumen von wenigstens 0,5 cm³ haben.
Aufgrund der stets geöffneten Anbindung des Kraftstoffspeichers 10 mit dem Düsenraum 3 steht beim Öffnen der Düsennadel 4 ein erheblich größeres Kraftstoffvolumen im Injektor zur Verfügung, der den Druckeinbruch vermindert und die Ausbreitung störender Druckwellen im Injektor vermeidet. Infolge der direkten Anbindung an den Düsenraum ist es möglich, das erforderliche zusätzliche Kraftstoffvolumen in der Nähe der Düse erheblich zu reduzieren, so dass auch PKW-Injektoren mit geringem zur Verfügung stehendem Bauraum ohne Druckwellenkorrektur bei hoher Einspritzgenauigkeit betrieben werden können, ohne dass sich störende Einflüsse infolge unterschiedlicher Kraftstoffe ergeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10217592 A1 [0003, 0004, 0004]
- DE 10143423 A1 [0005]

Claims

Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Injektorkörper (2), einem in den Injektorkörper (2) mündenden Kraftstoffzulauf (7), einer Einspritzöffnung (9), einer Düsennadel (4), die in einem Düsenraum (3) angeordnet ist und in Abhängigkeit ihrer Stellung den Düsenraum (3) mit der Einspritzöffnung (9) verbindet oder zur Einspritzöffnung (9) hin verschließt, mit einer Zulaufleitung (8) für den unter Druck stehenden Kraftstoff, die im Injektorkörper (2) ausgebildet ist und die den Kraftstoffzulauf (7) mit dem Düsenraum (3) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Injektorkörpers (2) ein Kraftstoffspeicher (10) angeordnet ist, der stets mit dem Düsenraum (3) in Verbindung steht und ein Volumen von wenigstens 0,5 cm³ hat.
Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffspeicher (10) ein Kraftstofftotvolumen bildet, das direkt mit dem Düsenraum (3) verbunden ist.
Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kraftstoffspeicher (10) und Düsenraum (3) eine Drossel (11) angeordnet ist.
Einspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffspeicher (10) als Ringraum (10b) im Injektorkörper (2) ausgebildet ist, wobei der Ringraum (10b) die Düsennadel (4) zumindest teilweise ringförmig umgibt.
Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffspeicher (10) durch eine Bohrung (10a) im Injektorkörper (2) gebildet ist.